Méthode de détection de la concentration du générateur d'ozone et normes

Norme: GB 28232 - 2011 norme de sécurité et d'hygiène du générateur d'ozone cjt3028.2-1994

La concentration d'ozone dans l'utilisation de l'ozone est liée à l'effet de la stérilisation de la désinfection et est un indicateur important de la désinfection du générateur d'ozone. Beaucoup d'entreprises contrôlent maintenant ce qu'elles ressentent, ce qui est très peu scientifique. Par conséquent, tout le monde doit appliquer strictement les normes nationales lors de l'utilisation d'un générateur d'ozone. Pour détecter la concentration d'ozone avec un instrument, faites - le dans votre esprit. Si vous ne connaissez pas les normes de concentration pour la désinfection de l'ozone, vous pouvez consulter un organisme professionnel ou faire vos propres tests pour obtenir les résultats. Aujourd'hui, les méthodes populaires de détection de la concentration d'ozone peuvent être classées en trois catégories: méthodes physiques, méthodes physico - chimiques et méthodes de détection chimique.

Méthodes physiques: méthodes physiques pour l'analyse de l'ozone maintenant populaire dans le Haut zui est la méthode d'absorption UV. C'est l'utilisation de l'ozone pour l'absorption caractéristique de la longueur d'onde de 254 nm de l'ultraviolet, selon la loi de Beer - Lambert, l'instrument d'analyse fabriqué, à condition de choisir la longueur appropriée de la cellule d'absorption, peut détecter une concentration d'ozone de 0002 mg / m3 à 5% (vol). Sa forme de ligne est bonne dans 4 à 5 ordres de grandeur. Cette méthode a été adoptée par notre pays comme méthode standard pour la détermination de l'ozone dans l'air ambiant (GB1 / t1154348).

La méthode d'absorption UV peut être utilisée non seulement pour détecter la concentration d'ozone dans les gaz, mais aussi pour détecter la concentration d'ozone dissous dans l'eau.

L'instrument de la méthode d'absorption UV a des produits aux États - Unis, en Chine, en Suisse, au Japon. Notre usine d'instruments d'analyse de Pékin a introduit l'analyseur d'ozone à absorption UV de type ml - 8810 de la société américaine monitorlabs en 1985 pour la détection environnementale, puis a étendu la gamme à 100 ppm, 1000 ppm après 1992. En 1999, l'Institut de technologie expérimentale et de contrôle automatique des superénergies de Beijing a mis au point la série zx - 01 d'Analyseurs d'ozone à absorption UV, dont la plage de mesure varie de 0 à 10 ppm (pour la détection environnementale), de 0 à 100 ppm, de 0 à 1000 PPM, de 0 à 10 000 ppm à 0 à 25 000 ppm.
Principe de la méthode d'absorption UV: l'absorption du rayonnement par un gaz ou un liquide est régie par la loi de lambertbeer:
I=Ioe–klc
Où: io - intensité du faisceau incident;
I - intensité du faisceau après pénétration dans l'échantillon (gaz ou liquide);
L - longueur du trajet optique à travers l'échantillon;
C - la concentration de la substance absorbée dans l'échantillon;
K - coefficient d'absorption spécifique de la substance absorbante pour cette longueur d'onde de lumière.
Cette détection nécessite une connaissance de la valeur de K de la substance à une longueur d'onde connue.
Détection de l'ozone: l'ozone absorbe la lumière ultraviolette dans la zone ultraviolette à ondes courtes (200 ~ 300 nm) dans la bande de hartrey, avec une grande absorption de zui à 253,7 nm (Figure 1). À cette longueur d'onde, les valeurs du coefficient d'absorption vont de 303,9 à 313,2 CM - 1·mol - 1·l (273 K et 760 mmHg), valeur confirmée par les chercheurs à 302,4 CM - 1·mol - 1·l.
Brown - rüber: le principe de fonctionnement de l'analyseur Brown - rüber (anciennement Hambourg, Allemagne fédérale) est illustré à la figure 2. Le rayonnement de la lampe au mercure est focalisé par le condenseur pour former un faisceau parallèle à travers la boîte de mesure sur le récepteur de rayons, une partie des rayons rayonnés est réfractée par le spectroscope sur un autre récepteur de rayons pour la détection de référence, l'intensité lumineuse est réglée au même niveau avec une barre lumineuse variable. Deux récepteurs de lumière sont connectés à l'intérieur du circuit de pont, la lumière absorbée par la boîte de test provoque un déséquilibre du circuit de pont, un servomoteur pour rétablir l'équilibre, sa plage d'action de correction correspond à l'absorption de lumière. Une compensation automatique du point zéro est installée à l'intérieur de cet instrument. Lors de la mesure de l'ozone dans l'air, un gaz inerte est introduit dans la cuve par une électrovanne, et lors de la détection de l'ozone dans l'eau, une solution standard est injectée dans la cuve.

Méthode physico - chimique: spectrophotométrie au disulfonate de Sodium Indigo (IDS en abrégé)
Le principe est que le gaz contenant de l'ozone passe à travers une solution IDS de Lan dans un tube absorbant avec une plaque de verre poreux, la solution résultante étant mesurée à 610 nm à l'aide d'un spectroscope, la concentration en ozone étant calculée. Cette méthode est complexe à utiliser pour détecter les concentrations d'ozone dans l'environnement ou pour étalonner les instruments de méthodes physiques (faibles concentrations).
La méthode IDS a également été établie comme norme nationale pour la détermination de la concentration d'ozone dans l'environnement (GB / t15437).
Méthode de chimiluminescence
La méthode consiste à utiliser un excès d'éthylène (ou no) avec l'ozone pour produire une chimiluminescence, en utilisant un tube photomultiplicateur pour recevoir l'intensité lumineuse pour calculer la concentration d'ozone. Cette méthode a prévalu dans les années 1970 et 1980 et a été classée par l'ERP américain comme l'une des méthodes standard de détection environnementale. Maintenant remplacé par la méthode ultraviolette.

Méthode de détection de l'ozone dans l'eau
Mesure de la concentration d'ozone dissous dans l'eau en plus de l'iodométrie et de l'absorption UV, une méthode électrochimique appelée "électrode à membrane", qui est composée d'une sonde et d'un microprocesseur avec une membrane semi - perméable remplaçable perméable à l'ozone, a été couramment utilisée ces dernières années. La partie sensible de la sonde est placée dans l'eau ozonée lors de la mesure, une tension de polarisation fixe est ajoutée entre les cathodes, l'ozone dissous atteint la surface de la cathode à travers la membrane semi - perméable et est réduit, produisant un courant de diffusion proportionnel à la concentration d'ozone, l'ampleur du courant de diffusion peut être représentée par la formule suivante:
I = KC
Où: i - courant de diffusion (A); K - constante; Concentration de C - O3 (mg / l)
À l'étranger, après l'étude de divers matériaux membranaires semi - perméables, des matériaux d'électrode, des électrolytes et des potentiels de tension appliqués, une électrode membranaire à tension constante d'un courant électrique est fabriquée, avec une bonne forme linéaire et reproductibilité. La méthode d'électrode à membrane a une forte capacité d'anti - interférence, une sensibilité élevée, une large gamme et peut être utilisée pour l'analyse et le contrôle en ligne. Il existe une tendance à l'utilisation de plus en plus répandue de la méthode des électrodes membranaires pour analyser les concentrations d'ozone dans l'eau. Les sociétés américaines ATI, Rosemount et suisses Ros possèdent des Analyseurs d'ozone à électrode membranaire.
Unité de concentration d'ozone
Ces dernières années, l'industrie de l'ozone en Chine a connu un développement rapide, une grande variété de produits, certains produits exprimant la concentration de l'unité utilisée confusément, facilement mal compris.
Méthode d'expression de la concentration d'ozone dans les gaz
L'un est exprimé en nombre de masse d'ozone contenu dans l'unité de volume, les unités couramment utilisées sont mg / L, mg / m3, μg / m3 concentration en masse abrégée, leur relation est: 1 mg / l = 103 mg / m3 = 106 μg / m3
Diverses normes de notre pays utilisent la concentration de masse.
L'autre utilise ppm ou ppb comme unité de concentration, appelée concentration volumique. L'unité PPM (partspermillion) est le nombre de volumes contenant de l'ozone dans un volume de 1 million de gaz, et les concentrations volumiques sont couramment utilisées aux États - Unis, au Japon et dans d'autres pays. 1ppm=103ppb
Mais la signification de ppb (partspermillion) n'est pas claire. Aux États - Unis et en France, « billion » signifie milliard (109) et ppb signifie un milliardième (10 - 9); Alors qu’au Royaume - Uni et en Allemagne, le « billion » est un trillion (1012), ppb signifie un milliardième (10 - 12). Il s'agit donc d'une expression facilement confuse. L'Association de chimie pure et appliquée a pris la décision de ne pas adopter en juillet 1971.
Dans notre pays ppb signifie généralement 10 - 9.
Également utile pour le pourcentage de volume% (vol) et pphm pour exprimer la concentration volumique, leur relation est
1 % (vol) = 104ppm = 106pphm = 107ppb
Deux unités peuvent être converties par la formule suivante:
X(ppm) = 40x/3x ? A (mg/m3) 或 A = 3x/40x ? X
Où: a - concentration d'ozone exprimée en mg / m3
X - concentration d'ozone exprimée en ppm
M - quantité molaire de gaz (48 pour l'ozone)
22,4 - - Volume molaire de gaz du NPT (état standard, 273 K, 101,3 kPa, soit 0 °C, 760 mmHg)
Par exemple, la teneur en ozone dans l'atmosphère est de 1 ppm, alors exprimée en mg / m3.
A = 40x/3x ? X = 40x/3x = 2,14 (mg/m3).
L'état standard aux États - Unis, au Japon et dans les systèmes de détection est un volume de gaz de 24,45 L / mol à 298 K (25 °C) et 101,3 kPa (760 mmHg), de sorte que
1 ppm = 1,963 mg/m3.
Il existe également une représentation de la concentration d'ozone en pourcentage en poids. Généralement exprimé en% (WT),% (WT) signifie: masse d'ozone / masse de gaz contenant de l'ozone × 100%.
De cette façon, dans l'état standard
1 ppm = 2,14 mg / m3 = 1,66 x 10-4% (en poids)
1% (poids) (dans l'air) = 12,93 G / m3 = 6042 PPM
1% (poids) (dans l'oxygène) = 14,3 G / m3 = 6682 PPM
La densité de l'air est de 1293 G / m3 et celle de l'oxygène de 1430 G / m3.
Méthode d'expression de la concentration d'ozone dans les gaz
Les unités représentant l'ozone dissous dans l'eau sont mg / L, G / m3 et PPM (poids)
Mg / L – signifie masse d’ozone (MG) / volume d’eau contenant de l’ozone (m3)
G / m3 - est la masse d'ozone (MG) / le volume d'eau contenant de l'ozone (m3)
PPM - est la masse d'ozone / la masse d'eau contenant de l'ozone × 106
1mf/l = 1g/m3 = 1ppm
Dans la détection de l'ozone, il convient de noter: le matériau du tube d'échantillonnage doit être choisi comme matériau résistant à une forte oxydation, tel que le verre, le polytétrafluoroéthylène, le polyfluorure de vinylidène; Les matériaux en acier inoxydable sont également utilisés le moins possible pour réduire la perte d'ozone dans les tubes d'échantillonnage. Le tube d'échantillonnage doit être aussi court que possible, généralement pas plus de 2 m lors de la mesure de faibles concentrations. Du tube d'échantillonnage à l'instrument de détection, ne pas fuir, sinon la mesure est faible. Lors de la détection d'ozone à des concentrations plus faibles (p. ex. dans l'environnement), les nouveaux tubes en PTFE doivent également être suffisamment « ozonés», c'est - à - dire stabiliser la paroi interne du tube de prélèvement au moyen d'un gaz contenant des concentrations plus élevées d'ozone. La société japonaise 荏hara pense qu'il faudra plus de 20 minutes pour se stabiliser, tandis que la société américaine Monit demande des heures. Le tube d'échantillonnage doit être nettoyé, séché par soufflage. Un tube d'échantillonnage non nettoyé peut rendre les mesures inférieures de nombreux Analyseurs d'ozone doivent être étalonnés à temps pour garantir la fiabilité des données de mesure.

Méthode de test chimique: méthode de la quantité d'iode
La méthode de dosage de l'iode est la méthode de dosage de l'ozone couramment utilisée dans Zui, notre pays et de nombreux pays utilisent cette méthode comme méthode standard pour la détermination de l'ozone gazeux, et la norme CJ / t3028.2-94 publiée par le Ministère de la construction de notre pays, intitulée « mesure de la concentration d'ozone, de la production et de la consommation d'électricité des générateurs d'ozone», stipule l'utilisation de la méthode de dosage de l'iode. Le principe est que l'ozone (O3), un oxydant puissant, réagit avec une solution aqueuse d'iodure de potassium (ki) pour produire de l'iode libre (I2). Réduction de l'ozone en oxygène. La réaction est:
O3 + 2KI + H2O → O2 + I2 + 2KOH
L'IODE libre est coloré de jaune clair à rouge foncé en fonction de la concentration dans l'eau faible à élevée.
Titré avec une solution standard de thiosulfate de sodium (nas2o3), l'iode libre devient (NAI) et le point final de la réaction est * Fading stop. La réaction est:
I2 + 2Na2S2O3 →2 NaI + NaS4O6
Les deux réactions établissent une relation quantitative entre la quantité d'O3 réactif et la consommation de nas2o3 de 1 molo3: 2 molnas2o3, alors la concentration d'ozone CO3 est calculée comme suit:
CO3 = 40x3x1000/1000 (mg/L)
Dans la formule:
Co3 - concentration d'ozone, mg/L；
Ana - quantité standard de thiosulfate de sodium, ml；
B - concentration liquide standard de thiosulfate de sodium, mol/L；
V0 - volume d'échantillonnage du gaz ozoné, ml。
Les procédures et méthodes de fonctionnement se réfèrent à la norme CJ / t3028.2-94.
La détermination de la concentration du générateur de type standard est pratique. Le volume de gaz ozoné est compté avec un débitmètre, la concentration de nas2o3 est généralement formulée à 0.100mol / L, la précision de la détermination peut atteindre ± 1%.
Lors de la détermination de la concentration d'ozone dans l'air, la quantification est appliquée à l'extraction de l'échantillon d'air. Pour garantir la précision de la détermination, le nas2o3 est associé à 0,10 mol / L.
La détermination de la concentration d'ozone soluble dans l'eau peut également être calculée à l'aide de cette formule, sauf que V0 représente la quantité d'eau prélevée et prend 1000 ml. La concentration de nas2o3 est de 0,10 mol / L.
L'avantage de la iodométrie est le rendu des couleurs intuitif. Aucun instrument précieux n'est nécessaire. L'inconvénient est qu'il est sensible à l'interférence de ses oxydants tels que no, ci2 et d'autres substances, l'influence d'autres substances oxydantes doit être supprimée lors de la détection importante.

Colorimétrie: la colorimétrie est une méthode de détermination de la concentration d'ozone en fonction du degré de réaction de rendu ou de décoloration de l'ozone avec différents agents chimiques. Selon les moyens colorimétriques sont divisés en colorimétrie artificielle et photomètre couleur. Cette méthode est utilisée pour détecter la concentration d'ozone dissous dans l'eau.
La concentration de dissolution de l'ozone dans l'eau embouteillée est détectée dans le pays en utilisant l'iodure de potassium, l'orthométhylamine et d'autres liquides colorimétriques. La manière est d'utiliser le tube de rendu des couleurs de l'échantillon de test pour comparer, déterminer la valeur de la solubilité de l'ozone de l'échantillon (0,05 ~ 0,08 mg / l), si nécessaire, puis utiliser le spectrophotomètre pour détecter.
L'étranger utilise cette méthode pour fabriquer des instruments, formuler des outils standard et des médicaments pour l'inspection sur place, il est pratique. Tel que le disque colorimétrique dpd (DIHEXYL P - phénylènediamine) de la société américaine HACH et de la société japonaise 荏hara, allant de 0,05 à 2 mg / L. Microcolorimètre de la société américaine HACH, utilisant la réaction de décoloration du colorant Indigo. Colorimétrie à une longueur d'onde de 600 nm, affichage numérique de la concentration de 0,05 à 0,75 nm / L, précision ± 0,01 nm / L. Moins perturbé par d'autres oxydants. Tube de détection: le réactif modifiable d'Ozonation est imprégné sur le support, en tant que réactif encapsulé dans un tube de verre de diamètre intérieur standard pour former un tube de test, en utilisant les deux extrémités du tube de test pour couper, l'extracteur d'air à l'extrémité de sortie du tube de test pour aspirer le gaz d'ozone quantitatif, la concentration d'ozone est proportionnelle à la longueur de la colonne de réactif de changement de couleur dans le tube de test, la valeur de la concentration est lue par la valeur de l'échelle.
L'Allemagne, le Japon et notre pays produisent tous des tubes de détection d'ozone, la gamme de concentration est divisée en trois types: élevé (1000 ppm), moyen (10 ppm), faible (3 ppm), pour détecter la concentration d'ozone dans l'air, adapté aux applications sur le terrain, facile à utiliser, mais avec une faible précision (de ± 15%).