SU940044A1 - Электрохимический способ и устройство дл определени парциального давлени вод ных паров в газах - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ jВОДЯНЫХ ПАРОВ В ГАЗАХ2

Изобретение касаетс  электрохимическогчэ способа и устройства дл  определени  парциального давлени  вод ных паров в газах.

Известен электрохимический способ5

дп  определени  парциального давлени  водгщых паров в газах, созданный Кайделем (патент США № 2830945). По этому способу исследуемый газ пропускают через электрохимически-то  чейкую специальной конструкции и при этом вод ные из газовой пробы абсорбируютс  последовательно стшьно гигроскопичесюм электролитом и разлагаютс  эЛзктрохимически на водород и кисло- 15 род. Расход исследуемого газа поддерживают посто ша тм, парциальное давление вод5шых паров определ етс  по закону Фараде .

Способ, предложенный Кайделем, да-20

ет возможность определ ть очень небольшие парциальные давлени  вод ных паров в газах, анализ производитс  непрерывно и можс/г быть полностью автоматизирован .25

Недостатком способа  вл етс  Hed6ходимость поддерж11вани  посто нства потока газовой пробы через электрохимическ; тс  чейку, независимо от природы и температуры газа. Минимальное количество газа, необходимое дл  однократ. ного анализа имеет значительный объем. Дл  поддерживани  и измерени  газового расхода используютс  слоишые системы.

Известно также устройство дл  элек- тpoxи птчecкoгo определе1П1  парциального дгшлени  вод ных паров в газах, предложенное Кайд(лем. Устройство состоит из посл Довательно электрически соединеш ых электрохтгмической 5гчей1Ш со спещгальной конструкШ:ей, источника тока с напр жением до 80 В и системы дл  измерени  малых токов и последовательно соединеюсых по отношению к газовому потоку сосуда, содержащего пробу газа, системы дл  поддержани  посто нного расхода газа, системы дл  измерени  расхода и электрохимической 5гчейки. Элeктpoxи fflчecкa   чейка специальной кинструкшш представл ет собой дптзшук) TOHJcyjo трубу из иэошггора длиной до 80О мм и внутренним диаметром около 2 мм, с внутренней стороны которой намотаны в виде сгафал  два платинсжых провода. Диаметр проводов и рассто ние между ними равно приблизительно 0,1 мм. Между проводами расположен СИЛЬНО ш роскотгческий раствор п тиокиси фосфора. Устройство, предложенное Кайдепем,  вл етс  довольно сложным сложности испопьэдгемого метода. Кроме этого , больша  длина специальной электрохимической клетки создает трудности при ее изготовлении и эксплуаташш и требует большего количества платины. Цель изобретени  - создание способа дл  опреде еки  парциального давлени  вод5шых паров, при котором циркул ци  исследуе1 юго газа не  вл етс  необхоДИМОЙ и который позвол ет изк ер ть влажность в определенной точке пространства , а также создание устройства дл  определени  парциального давлени  вод ных паров, использу  предлагаемый способ с удобной при работе и легкой дл  изготовлени  конструкцией. Способ дл  определени  парциального давлени  вод ных паров в газовой среде осуществл етс  посредством пр1тедени  исследуемого газа в контакт с одной стороной полупроницаемой газодиффуаионной мембраны. Наход щиес  в нем вод ные пары диффундируют сквозь нее и последовательно абсорбируютс  сильногигроскопическим электролитом, наход - в замкнутом пространстве с другой стороны мембраны, и разлагаютс  электрохимически двум  противоположно пол ризованными, инертными по отношени анализируемой среды, электродами, контактирующими с гигроскопическим электролитом , причем через эти два электро да протекает ток, пропорциональный парциальному давлению вод ных паров в газовой пробе, а продукты электрохВмнчес кой реакции диффундируют сквозь газодиффузионную мембрану обратно в пространство к исследуемому газу. В устройстве дл  определени  парциального давлени  вод ных паров в газах , содержащем последовательно соединенные в электрическую цепь электрохимическую  чейку 1, источник 2 nocTOsniного тока, систему 3 дл  измерени  малых токов, электрохимическа   чейка состоит из корпуса 1, в котором расположен пористый сепаратор 4, пропитанный сзиЕльношгроскопическим электролито С двух сторон которого симметрично рас олсжены два электрода 5 с сеточной структзтюй, причем между каждым из электродов и атмосферой расположены одна или несколько газодиффуаионных полупропускающих мембран 6 и 7 с определенной дефннированной газс гроницаемостью . Между корпусам электрохимической клетки 1 и газодиффуз онньши мембр нами 7 наход тс  ухшотшггели 8. Газодиффузионные мембраны 7 имеют пористук- структуру со средним радиусом пор в интервале 10-10 X. Способ характеризуетс  тем преимуществом , что не  вл етс  необходимым создавать поток исследуемого газа и измер ть его расход. Способ дает возможность измер ть 1фобы газа, объем которого более чем на пор док меныпе, чем минимально необходимый пор док при методе Кайдел . Устройство значительно упропк но по сравнению с известными как в принципе, так и по конструкции. Электрохимическа   чейка, играюща  роль датчика в приборе , характеризуетс  простой технологией и небольщими размерами. Маленькие размеры элeктpo anvшчecкoй  чейки дают возможность измер ть влажность практически: в определенной точке пространства . Количество израсходованного инертного материала, например платины, во много раз меньше, необходимого дл  изготовлени  электрохимической  чейки Кайдел . Подобранна  подход щим образом пориста  структура газодифф зионной мембраны обеспечивает очень слабую зависимость тока от темпергпуры и природы газа. На чертеже изображено электрохимическое устройство дл  определе1Ш  концентрацш вод ных паров в газовой среде. Устройство состоит из последовательно св занных Б электрическую цепь электрохимической  чейки 1, источ1П1ка 2 пр мого тока с напр жением 40 В и микроамперг .1стра 3. Электрохвииическа   чейка состоит из корпуса 1, в котором расположен пористый cenapaTqp 4, прошгганный концентрированным раствором п тиокиси фосфора, который расположен между платиновыми электродами 5, имеющими сеточную структуру. Меж:ду каждым из электродов и атмосферой имеютс  по ДЕ-е газодиффузионныо мембраны 6 и 7. Мембраны 6 высокую газопроницаемость. Газсзпрошщаемость мембран 7 точно определена и значительно слабее, чем газопрошщаемость мембран 6. При диффузна  вод ных паров к эпектротшту она  вл етс  определ ющей. Уплотнени  8 обес ечивакуг д .оступ газа к электролиту через газодаффузионные мембраны 7,

Созд/аны устройства дл  определени  парциального давлени  вод ных паров, комплектованные из последовательно св занных по току электрохимической  чейки, стабилизированного выпр мител  тока 30 В и микроамперметров 10 мкА, 60 мВ с системой шунтов. Электрохимические  чейки содержат корпус из полипропилена, в котором расположен полипропиленовый сепаратор толтиной 0,1 мм, пропитанный раствором п тиокнсп фосфора, платиновых электродов из платиновой сетки с диаметром нити O,Oi мм и газодиффузионных мембран из тефюноуглеродной смеси с пористой стштстурой и средшсм радиусом пор 100 Л.

Устройство работает непрерывно в течение года при составе газовой смеси содержащей кислород, азот, двуокись уг лерода, аргон, дг-уокись серы и хгюрводород .

Получены следующие результаты; зависи /;ость между током и парциальным давление /: вод ных паров в диапазоне

10-5 10 ррм шшейки. Нижн   гргишца концентрации вод ных паров, котора  может быть померена с достаточно больщой точностью 1 ррм. Электрттческий ток не от природы газа. Температурна  зависимость электрпюского тока слаба и варьирует с 0,1 до 0,15% После года непрерывной работы приборы не измен ют своей 4yBCTBHTemjHocTH.

Claims (3)

1. Электрохимический способ дл  определе1Ш  парциального давлени  во- Д5ШЫХ паров в газах, при котором вод5ш пары из газовой пробы Последователь1но

абсорбируютс  свльношгроскопическим эпектролвргом и разлагаютс  электрохимически на водород и кислород, отличающийс  тем, что исследуемый газ приводитс  в контакт с одной стороной по упрощшаемой газодиффузионной мембраны, причем наход щиес  в газе вод ные пары диффундируют через нее и последовательно абсорбируютс  сильногигроскопическим электролитом, наход  щимс  в замкнутом пространстве с друг стороны мембргшы, и разлагаютс  электрохимически двум  противоположно пол ризованными , ннертныт от по отношению к анализируе1,гой среде, электродами, контактир тощими с гигроскопическим электролитом, причем через эт два электрода протекает ток, пропоргиональ- ный парциальному давлению вод ных паров в газовой пробе, а продукты электрохимической реакции диффундируют обратн в пространство исследуемого газа.

2,Устройство дл  отфеделени  najvпиального давле ш  вод ных паров в газах , содержащее последовательно соединенные в элект тическую цепь электрохимическую 1гчейку 1, истошик 2 посто нного тока, систему 3 дл  измерени  малых токов, отличающеес  тем, что электрох1гмическа   чейка 1 состоит из корпуса, в котором расположен плоский сепаратор 4, пропитанный сильногигроскошгчесгагм электролитом,

сепаратор расположен между двум  электродами 5 с сеточной структурой, причем между каждые из электродов и атмосферой распачожсно по одной гаэодкффузионной мембране 7 с определенной газопроницаемостью.

3.Устройство по п. 2, о т л и чающеес  тем, что средний радиус пор газодиффузионной мембраны 7 находитс  в интервале 10 - Ю Л.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобр(тате1тьству Народной Республики Болгарш.

б § f 5 6 781

N

FF

.«в