Способ определения концентрации атомарного кислорода О ( @ Р) в потоке Советский патент 1990 года по МПК G01N21/75 

Изобретение относится к химической ()изике, конкретно к способам измере:

шя концентрации атомарного кислорода в основном состоянии 0( Р) в пото се в смеси с атомарным азотом N(SI и другими частицами.

Дглью изобретения является повы- шени i точности определения концентpaци атомарного кислорода

о( р)

смес с атомарным азотом N(S) при избытке атомов азота.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В титрационной кювете протекают хемипюминесцентные реакции, обусловленное рекомбинацией с частицами - третьими телами (М):

d(P)+N()+M- NO+h 0, +М, (1)

()+N()+M-N +hO-i + M, (2)

0( P)+NO+M - N02+h«)j+M. (3) Излучение из возбужденных состояний N0, N, NO. наблюдается в спектральных интервалах 190-550 нм, А 530 нм, Л 400 нм соответственно. Следовательно, свободные от перекрыт вания /3 -полосы N0 наблюдаются в об- ласти изменения длин волн, не выходящих за границу спектрального интервала Д 190-400 нм. Интенсивность хемилюминесценции в реакции (1), наибольший вклад в которую дают/}-полосы N0, пропорциональная произведе-. нию концентраций атомарного кислорода с атомарньм азотом, при введении N0 в поток смеси О( р) с другими частицами при избытке атомов азота увеличивается за счет образования атомарного кислорода в быстрой темО5

о

00 СП

о:

новой реакции N + N0, достигая максимума при наибольшем значении произведения ( P).N(S) Концентрация атомарного азота N(S) on- ределяется известным способом по ми- нимуму интенсивности хемилюминесцен- ции в реакциях (1)-(3), наблюдаемой в широкой спектральной области, включающей спектральные области излучения этих реакций.

Способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего титра- ционную кювету с патрубками для входа и выхода потока смеси 0( р), N(S) с другими частицами, патрубка .для ввода титрующего агейта N0, светонепроницаемого кожуха, ФЭУ, чувствительного в спектральной области А 190-650 им, с набором фильтров для регистрации интенсивности хеми- люминесценции в реакциях (1) и (1)-( соответственно.

Определение концентрации атомарного кислорода в смеси 0( p)+N()+M осуществляется следующим образом.

Устанавливают перед ФЭУ фильтр на спектральную область, не выходящую з пределы интервала 190-400 им, до введения N0 измеряют начальную () интенсивность В-полос N0. Увеличивают давление в системе напуска N0. По мере увеличения потока N0 величина хемилюминесценции, определяющаяся реакцией (1), сначала растет из-за увеличения концентрации атомарного кислорода за счет быстрой темновой реакции

N(S) + 0( Р). (4)

Затем измеряют максимум интенсивности , достигающийся при равенстве .концентраций атомарного азота и кислорода в титрационной кювете При дальнейшем увеличении потока N0 интенсивность хемилюминесценции уменьшается за счет убыли концентрации атомарного азота N(S) в реакции (4).

Устанавливают перед ФЭУ фильтр на спектральную область измерения хемилюминесценции в реакциях (1)-(3), определяют концентрацию азота известным способом. По известным зна- чениям l j 1 ,tN(sO рассчитывают концентрацию 0( р) по формуле

Формула выводится следую щим образом.

Известно вьфажение для интенсивности (3 -полос N0:

УК,,. o( P)}.N(S))K,,.Q,y

QK/U ,

(5)

10

5

Q

5

0

5

0

где - константа хемилюминесценции; QO ир|д- ПОТОКИ атомарных кислорода

и азота соответственно; и - скорость анализируемого

потока.

Зависимость интенсивности -полос в титрационной кювете с учетом реакции (4) при напуске N0 описывается формулой

р(но)Кх,- (Qo-«-QNo)(Qr- -QHo)/uL((6)

где QKO поток N0.

Зависимость (6) имеет максимум при

QNO (QH-Qo)/2.

Введем обозначения: ,нцч

IP lp при РЛД 0; (7)

7( Р« QNo(Qh-Qo)/2. (8) После подстановки (7) и (8) в (6) решим квадратное уравнение относительно новой переменной

X .

Преобразуя вьфажение для одного из корней данного уравнения, получим формулу, связывающую N(S)J, I ,

I p с o( p)J.

Точность измерения концентрации атомарного кислорода в избытке атомарного азота при СоЗ/ВД- И практически полностью определяется точностью измерения CN( S)J, так как jware iwv ,p измерено с

точностью не хуже 1-3% и равна точности калибровки системы напуска N0 которая обычно составляет 5-10%.

Формулаизобретения

Способ определения концентрации атомарного кислорода 0( р) в потоке, заключающийся в титровании потока его смеси с другими частицами и атомарным азотом путем введения N0 и определения концентрации атомарного азота N(S) по минимуму интенсивности хемилюминесценции, о т л и ч а 1608516

Щ и и с я тем, что, с целью повы-определение концентрации атомаоного

гния точности определения концент-кислорода 0( р) в осЗгГ

рации.атомарного кислорода 0(Р) в ют по формулеосуществляctecH с атомарным азотом N(S) при г Л -, г -t ,,

и)бытке атомов азота, при введении 10 Р) LN(S)J/(2Z-l4.),

N) измеряют начальную и макси-где Z - iT Vlrt :: „;. ,т.огг:т - ±ггг- - -

Изобретение относится к химической физике. Целью изобретения является повышение точности определения концентрации атомарного кислорода (³Р) в смеси с атомарным азотом N(⁴S) при избытке атомов азота. Способ включает титрование анализируемого потока монооксидом азота, определение концентрации атомарного азота по минимуму интенсивности хемилюминесценции, измерение начальной I @ ^нач и максимальной I @ ^макс хемилюминесценции в интервале 190- 400 нм и расчет концентрации атомарного кислорода по формуле [О(³Р)]-[N(⁴S)]/(2Z-1+2√²-Z), где Z - I @ ^макс/I @ ^нач

[] - символ, обозначающий концентрацию частицы.