Ako dodávateľ dusíkových baniek je zabezpečenie presného merania hladín dusíka v banke kľúčové pre rôzne vedecké a priemyselné aplikácie. V tomto blogovom príspevku sa podelím o niekoľko metód na kontrolu hladiny dusíka v banke, ktoré budú užitočné pre tých, ktorí sú zapojení do experimentov alebo priemyselných procesov, ktoré sa spoliehajú na dusík.
1. Tlakovo založená metóda
Jedným z najbežnejších spôsobov odhadu hladiny dusíka v banke je meranie tlaku. Podľa zákona ideálneho plynu PV = nRT, kde P je tlak, V je objem, n je počet mólov plynu, R je konštanta ideálneho plynu a T je teplota.
Najprv musíte presne poznať objem banky. Naša spoločnosť ponúka rôzne vysoko kvalitné fľaše, ako naprSklenená štandardná banka šikmého tvaru so zabrúsenými ústami s 3 hrdlami, ktorý má presné označenie objemu a je vyrobený z kvalitného skla pre presné merania.
Ak chcete použiť metódu založenú na tlaku, potrebujete manometer. Pripojte tlakomer k banke. Uistite sa, že spojenie je vzduchotesné. Zmerajte tlak vo vnútri banky. Ak je banka naplnená iba dusíkom (alebo známou zmesou, kde je dusík hlavnou zložkou) a poznáte teplotu a objem banky, môžete vypočítať počet mólov dusíka pomocou zákona o ideálnom plyne.
Napríklad, ak sa tlak P meria v pascaloch, objem V v kubických metroch, teplota T v Kelvinoch a R = 8,314 J/(mol·K), potom n = PV/RT. Z počtu mólov môžete vypočítať hmotnosť dusíka pomocou jeho molárnej hmotnosti (M = 28 g/mol pre N₂).
Táto metóda má však určité obmedzenia. Predpokladá, že plyn sa správa ideálne, čo nemusí platiť pri vysokých tlakoch alebo nízkych teplotách. Ak sú v banke prítomné aj iné plyny, údaj o tlaku bude súčtom parciálnych tlakov všetkých plynov a na presné určenie hladiny dusíka potrebujete poznať zloženie zmesi plynov.
2. Plynová chromatografia
Plynová chromatografia je presnejšia metóda na analýzu zloženia plynnej zmesi vrátane hladiny dusíka v banke. Pri plynovej chromatografii sa vzorka plynu z banky vstrekne do chromatografickej kolóny. Rôzne plyny vo vzorke majú rôzne afinity k stacionárnej fáze v kolóne a eluujú sa v rôznych časoch.
Detektor na konci kolóny môže merať množstvo každého plynu na základe jeho elučného času. Porovnaním píku zodpovedajúceho dusíku s kalibračnou krivkou môžete presne určiť koncentráciu dusíka vo vzorke plynu.
Táto metóda je veľmi citlivá a dokáže odhaliť stopové množstvá dusíka v zmesi plynov. Vyžaduje si to však drahé vybavenie a vyškolený personál. nášSklenená kužeľová banka so širokým hrdlom Erlenmeyerova banka s delenímmožno použiť na odber vzorky plynu na analýzu plynovou chromatografiou, pretože jej široké hrdlo umožňuje jednoduché odoberanie vzoriek.
3. Metóda absorpcie kyslíka
Ak je dusík v banke zmiešaný s kyslíkom, na určenie hladiny dusíka môžete použiť metódu absorpcie kyslíka. Táto metóda je založená na skutočnosti, že určité látky môžu reagovať s kyslíkom a absorbovať ho zo zmesi plynov.
Napríklad alkalický pyrogalol môže reagovať s kyslíkom. Pomocou vhodného zariadenia môžete do banky pridať roztok alkalického pyrogallolu. Kyslík v plynnej zmesi bude reagovať s alkalickým pyrogallolom a objem plynu v banke sa zníži. Meraním zmeny objemu môžete vypočítať množstvo kyslíka v zmesi plynov.
Pretože je známy celkový objem plynnej zmesi v banke a za predpokladu, že neexistujú žiadne iné významné zložky okrem dusíka a kyslíka, môžete potom vypočítať hladinu dusíka. Táto metóda je relatívne jednoduchá a lacná, ale je použiteľná len vtedy, keď hlavnou nečistotou v dusíku je kyslík.
4. Hmotnostná spektrometria
Hmotnostná spektrometria je výkonná analytická technika na určenie zloženia zmesi plynov. Pri hmotnostnej spektrometrii sa vzorka plynu z banky ionizuje a ióny sa oddeľujú na základe ich pomeru hmotnosti a náboja (m/z).
Detektor v hmotnostnom spektrometri dokáže detekovať ióny zodpovedajúce dusíku (N₂⁺ s m/z = 28). Porovnaním intenzity píku zodpovedajúceho dusíku s píkmi iných iónov môžete presne určiť relatívne množstvo dusíka v zmesi plynov.
Táto metóda môže poskytnúť veľmi podrobné informácie o zložení plynu vrátane prítomnosti iných stopových plynov. Je to však veľmi nákladná a zložitá technika, ktorá si vyžaduje špecializované vybavenie a vysoko vyškolenú obsluhu. nášLaboratórna štandardná fľaša z borosilikátového skla so štyrmi hrdlamimôže byť použitý v nastaveniach, kde je potrebná hmotnostná spektrometrická analýza, pretože jeho viaceré hrdlá umožňujú jednoduché pripojenie odberových a iných zariadení.
Záver
Kontrola hladiny dusíka v banke je dôležitou úlohou v mnohých vedeckých a priemyselných oblastiach. Rôzne metódy majú svoje výhody a obmedzenia a výber metódy závisí od faktorov, ako je požadovaná presnosť, zložitosť zmesi plynov a dostupné zdroje.
Ako dodávateľ dusíkových baniek ponúkame široký sortiment vysoko kvalitných baniek, ktoré možno použiť pri rôznych experimentoch a procesoch súvisiacich s dusíkom. Ak máte záujem o naše produkty alebo potrebujete viac informácií o kontrole hladín dusíka vo fľašiach, neváhajte nás kontaktovať kvôli nákupu a ďalšej diskusii.
Referencie
- Atkins, PW, & de Paula, J. (2014). Fyzikálna chémia. Oxford University Press.
- Skoog, DA, West, DM, Holler, FJ, & Crouch, SR (2013). Základy analytickej chémie. Cengage Learning.