Лекція 15(2 години)
Пробовідбірка атмосферного повітря.
План лекції
1.1. Повітрязабиральна апаратура
1.2. Рідинні поглинаючі прилади
1.3. Апаратура для дозування малих концентрацій токсичних газів і парів.
1.4. Комплектні лабораторії
1.1 Відбір проб повітря
Універсального способу відбору проб, що дозволяє одночасно вловлювати з повітря всі забруднюючі речовини, не існує. Вибір адекватного способу відбору визначається, насамперед, агрегатним станом речовин, а також їхніми фізико-хімічними властивостями.
У повітрі забруднюючі компоненти можуть перебувати у вигляді - газів (N0, N02, СО, S02), пару (переважно органічних речовин з температурою кипіння до 230-250 °С), аерозолів (туман, дим, пил). Іноді речовини можуть перебувати в повітрі одночасно у вигляді пару й аерозолів. Це переважно рідини з високою температурою кипіння (дібутилфталат, капролактам й ін.). Потрапляючи в повітря, їхні пари конденсуються з утворенням аерозолю конденсації. Аерозолі конденсації утворяться також при деяких хімічних реакціях, що приводять до появи нових рідких або твердих фаз. Наприклад, при взаємодії трьох валентної сірки з вологою утвориться туман сірчаної кислоти; аміак і хлороводень утворять дим хлориду амонію.
Для відбору проб повітря використовується повітрязабиральна апаратура. Існують електроаспіратори запропоновані Качором ЛК-1, ЛК-2, ЛК-3, аспіратор для відбору проб повітря (модель 822), аспіратор рудничний АЕРА тощо.
В залежності від агрегатного стану речовин відбір проб для визначення шкідливих домішок проводять протягуванням певного об’єму дослідного повітря через поглинальне середовище. Речовини в газо- і пароподібному стані вловлюють рідкими поглинальними середовищами(органічні розчинники, кислоти, спирти, вода, змішані розчини), в яких досліджувана речовина або розчиняється, або хімічно зв’язується (хемосорбція). При цьому повинна бути забезпечена достатня ефективність поглинання досліджуваної речовини. Це досягається сполученням швидкості аспірації досліджуваного повітря і конструкції приладу.
В наш час найбільш часто використовуються так звані рідинні поглинаючі прилади.
Найбільше поширення одержали абсорбери зі скляними пористими пластинками, поглинальні посудини Ріхтера, Зайцева.
Для фізичної адсорбції важливо, щоб поверхня зіткнення фаз була найбільшою. У поглиначах з пористою пластинкою цей ефект досягається за рахунок зменшення пухирців повітря при проходженні його через пористий фільтр, внаслідок чого збільшується контакт повітря з розчином, а швидкість аспірації може бути підвищена до 3 л/хв.
Збільшення поверхні контакту може бути досягнуте також у результаті збільшення довжини шляху проходження пухирців повітря через розчин. Так, у поглинальних посудинах Зайцева висота стовпа розчинника становить близько 10см. Однак гранична швидкість аспірації не перевищує 0,5-0,6 л/хв.
При відборі проб у поглинальні посудини Ріхтера, у яких використають ефект ежекції, швидкість аспірації повітря може досягати 10,0 л/хв.
Більш ефективним є поглинання, засноване на хімічних реакціях досліджуваних речовин з поглинальною рідиною. Наприклад, для поглинання аміаку й амінів застосовують розведену сірчану кислоту, для поглинання фенолу - розчин лугу.
При необхідності відбору проб повітря в умовах низьких температур ці прилади забезпечуються польовим обігрівачем, який дозволяє з допомогою нагрітої води підтримувати плюсову температуру поглинального розчину.
1.2. Рідинні поглинаючі прилади
Рис. 1.1. Поглинальний прилад Петрі
Рис. 1.2. Поглинальний прилад Полєжаєва
Рис. 1.3. Поглинальний прилад з пористою скляною пластинкою
Рис. 1.4. Рідинний поглинальний прилад Зайцева (модернізований)
Рис. 1.5. Поглинальні прилади Рихтера.
Рис.1.6. Обігрівач з вміщеним у нього поглиначем: