Способ электрохимического анализа субмикропримесей в газах и устройство для его осуществления

)5 С 01 И 27 27 ЬС во СССР 2, 198 б з 2, 98 бГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВГОРСКОМУ Св(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИ 1 ЯЧЕСКОГО АНАЛИЗА СУБМИКРОПРИМЕСЕЙ В ГАЗАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к химиче"кой технологии получения особочистых веществ и прецизионному химическому анализу, а именно к способуэлеятрохимического детектированиясубмикропримесей и сенсору для егоосуществления. Цельв изобретения является понижение постоянной времени1649407 устройства при сохранении чувствительности его. Это достигается тем,что, в способе, заключающемся в абсорбции из газа субмикропримесейдвижущимся электролитом на основенейтрального раствора йодида калияи синтетического детергента,реакциис выделением (или связыванием) молекулярного йода и последующей его 10биамперометрической индикацией,анализ проводят в потоке регулярной мелкоячеистой пены в режиме электрохимического усиления из эпектролита,содержащего 0,2-0,6 мас,Ж детергента, 15предварительно выдержанного послеприготовления не менее двух суток иосвобожденного от пузырьков воздухан следов йода фильтрацией черезстеклянную крошку и серебряную вату. 20 25Изобретение относится к химической технологии получения особочистыхвеществ и прецизионном химическоманализе,Целью изобретения является панижение постоянной времени устройствапри, сохранении его чувствительности.На чертеже дана схема устройства.Устройство состоит из сосуда Мариотта 1, крана запуска 2, атрубка3 сброса электролита с генераторнымкатодом, ловушки 4 со стекляннойкрышкой и с серебряной .ватой, узла5 для регулирования потока, патрубка б ввода электролита с генераторным платиновым анодом, патрубка 7ввода газа, абсорбера 8, патрубка 9выхода газа, пенообразователя 10,чувствительного элемента 11, пенопровода 12, канавки 13, клапана 14 сброса электролита при запуске, маностата 5,Анализ проводят . в потоке регуляр"ной мелкоячеистой пены в режимеэлектрохимического усиления из электролита, содержащего 0,2 - 0,6 масЛдетергента.Способ реализуется в сенсоре,состоящем из последовательно соединенных:системы подачи электролита, газовогоабсорбера с генераторным электродомна входе, чувствительного элемента,в виде биспиральных нитевидных платиновых электродов внутри цилиндричесСпособ реализуется в сенсоре,включаю-. щем последовательно соединенные систему подачи электролита 1,2,3,5,газового абсорбера с генераторным электродом на входе 8, чувствительного элемента в виде биспиральных нитевидных платиновых электродов внутри цилиндрического корпуса 11, а также патрубков ввода газа 7 и вывода газо- жидкостной смеси. На входе чувствительного элемента расположен пенообразователь 10, Абсорбер снабжен боко-, вым патрубком выхода газа 9, на пути которого имеется клапан сброса электролита 4, а в конце имеется манастат 15. Изобретение сокращает время анализа в 3-4 раза, 2. с.п, ф"лы,ил., 1 табл. кого корпуса, а также патрубков ввода газа и вывода газожидкостной смеси, где в качестве чувствительного элемента используется датчик влагомера, на входе в который расположен пенообразователь, а. в нижнем торце абсорбера имеется круговая бороздка, представляющая собой точечное отверстие в нижнем торце абсорбера с заоваленными входом и выходом. Абсорбер снабжен боковым патрубком выхода газа, на пути которого имеется клапан сброса электролита (прн запуске), в конце пути имеется маностат на давле" ние в 100-300 мм,вод.ст. При этом пенопровод из чувствительного злемен" та имеет гладкие стенки.Ус-.ройство работает следующим образом.Электролит заливают в сосуд 1 с помощью крана 2 промывают систему и оставляют на 3 суток. После этого устройство запускают. Регулятором потока задают скорость электролита порядка 10 З - 10 см /с, устанавливают генераторный ток (0,05-1 мкА) между патрубками 3 и 6, пускают гаэ через патрубок 7 в абсорбер 8. При этом, благодаря канавке 13 электролит равномерно растекается тончайшей пленкой по гладкой стенке абсорбера. Эта, пленка сорбирует примеси из газа. Если они обладают окнслительными свойствами, например Оу, в этом слу 1649401чае происходит реакция с дополнительным выделением йода по отношению к генерируемому, если восстановительными, например Н Я, реакция связывания йода. Отработанный газ практически весь выходит через патрубок 9. Электролит собирается внизу абсорбера и в пенообразователе 1 О вместе с небольшим количеством газа образует 1 О регулярную мелкоячеистую пену, которая поступает в чувствительный элемент 11. Электроды его поляризуются напряжением постоянного тока 0,05 - 0,30 В. При этом на катодных витках 15 йод электрохимически восстанавливается в йодид, а на анодных йодид в эквивалентном количестве окисляется в йод. Благодаря этому регенеративному процессу происходит электро- химический эффект усиления, но не из пленки, ползущей нормально виткам биспирали, а иэ пленки, представляющей собой стенки ячеек пены.Скоростью перемещения пены управ ляют, изменяя давление при помощи маностата 15 на входе в пенообразователь, поэтому скорость перемещения электролита в чувствительном элементе здесь выще, меньше, следовательно, 30 постоянная времени. Кроме того,отпа" дает необходимость в гладкой поверхности канала датчика, Это дает возможность использовать выпускаемые серийно датчики влагомеров. Пена выходит по гладкостенному пенопроводу12 в сборник.Запуск устройства проводят при .максимальном расходе электролита, В начальный период поэтому возможен а) его заброс в линию сброса газа. Это приводит к нежелательным шумовым помехам, Клапан 14 предназначен для удаления этого электролита, Область скоростей анализируемого газа 0,1 - 45 3,0 см/с при длине абсорбера 8 не менее 10 см,В таблице приведены результаты анализов искусственных смесей сероводо рода в азоте. 50Устройство представляет собой стеклянньй корпус (абсорбер) длиной 1 О см, внутренний диаметр 4 мм.Ввод электролита осуществляется из верхнего патрубка диаметром 0,8 мм,где Непосредственно перед входом в абсорбер расположен нитевидный (О,1. мм диаметр, 5 мм длина) платиновый генераторный анод. Ниже газового патрубка имеется кольцевая канавка глубиной0,5 мм, шириной 0,1 мм. В нижнем конце абсорбера выполнен пенообраэователь(диаметр канала около 0,05 мм). Нижний конец абсорбера соедиыен с биспиральным датчиком влагомера поливинилхлоридной муфтой, а выход датчика соединен таким же образом со стеклянным пенопроводом длиной 4 мм.Боковой нижний патрубок соединен поли"винилхлоридной трубкой с маностатомс перепадом давления до 150 ммвод.ст. Имеется боковой клапан сбросаэлектролита. При запуске устройствавозможно попадание электролита в этугазовую линию. Клапан позволяет егослить, Ввод газа осуществляется через верхний боковой патрубок,расположенный в 10 мм от верхнего концаабсорбера.Способ анализа; Электролит:0,5 7-ный водный раствор детергента4 "Домакс" + О,1 моль/л К 1,выдержанный в сосуде 1 или отдельно в течение. 3 сут, пускали через кран 2 иочистку 4 (стеклянная крошка 0,5 -0,8 мм 1 г и тампон серебряной ваты2 г), устройство для регулированияпотока со скоростью 2,0 10 - 5 хх 10 см /с в детектор. Гаэ пускаютсо скоростью 0,5 - 2 см /с.ЭРегистрацию осуществляют с помощьюрегистрирующего наноамперметра,имеющего максимальную чувствительность5 10 А/дел 100 Х"ноя шкалы. Поляризация осуществляется батарейным источником постоянного тока на 1,5 В.Генерация йода осуществляется аналогичным автономным источником на 30 В,во внешней цепи которого предусмотрено включение стопорного сопротивления вплоть до 250 мОм.В таблице приведены сравнительныерезультаты по чувствительности ипо постоянной времени (электролит0 2 К 1 + 0,5 Ж 1 домаксфф),Таким образом, выигрыш в сокращении времени регистрации сигнала в 3,5 - 4 раза, а по чувствительности в 3-4 раза.Формула изобретения1. Способ электрохимического ана-, лиза субмикропримесей в газах, состоящий в абсорбции их движущимся электролитом на основе нейтрального водв 1649407 ного раствора йодида калия и неактивного синтетического детергента с последующей биамперометрической индикацией выделяющегося йода, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экспрессности анализа за счет снижения постоянной времени индикации, анализ проводят в потоке регулярной мелкоячеистой пены элект ролнта, содержащего 0,2-0,6 мас.7. детергента.2. Устройство для анализа суб.микропрнмесей в газах, содержащее ,систему подачи и очистки электролита, 15Постоянная времени,мин ПрототипНайдено Ошибка,Е Прототип Предлагаемый спо- соб Предлагаемый способ Взято Найдено Ошибка, Х Скоростьгаза,см /с 30502208063 13 95038086 53012 20 25 30 10 11 21 7.,5.30,0 40 45 37 1316 20Не определяется 8ЮМи Н3 20 40 12 12 Щ%%.2 деления 1007.-ной шкалы регистратора с чувствительностью510 А/дел. Скорость электролита 5 1 О см /о.Скорость электролита 11 0 см /с. Поляризация -0,1 В. Составитель М. ВишневскийТехред А.КравчукКорректор А.Обручар Редактор К.Крупкина Заказ 1517 Тираж 405 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нрн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж Рауаская наб., д. 4/5Э Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,103 1200 1000 200 300.90 50 41 20 10 5 газовый абсорбер с генераторным анодом на входе, чувствительный элементв виде биспиральных нитевидных платиновых электродов, расположенных внутри цилиндрического. корпуса, патрубокввода электролита и вывода гаэожидкостной смеси, о т л и ч а ю щ е е -с я. тем,. что, с целью повышения экспрессности анализа за счет сниженияпостоянной времени индикации,дополнитеЛьно на выходе абсорбера расположен пенообразователь, в верхней час-ти абсорбера выполнена круговая проточка. 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 3,0 1,0 2,0 2,0 2,0