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62 Bericht: Spezielle analytische Methoden. IV. Spezielle analytische Methoden. 2. Auf Handel, Industrie und Landwirtschaft beziigliche. Atmosphiirisehe Luft. Zur potentiometrischen Ozonbestimmung in der Lu/t ver- wenden J. N. PI~INGund G. M. WESTRIP 1eine Kette: + Platindraht/3 n H 2 $041 n KBr/ 3n H2SO4 ges~ttigt mit Hg~SOa/Hg --. Man leitet die mit Ozon beladene Luft durch die linke Halbzelle, wobei eine ~quivalente Br2-Menge gebildet wird, die nicht pro- portional dem Ozongehalt der Luft ist, well sich ein Br2-Bildungs- und Verdamp- fungsgleichgewicht einstellt. Berab yon etwa 15 Teilcn Ozon in 106 Teilen Luft bis zu 2 Teilen Ozon in 107 Teflen Luft h~Lngt die Potentialdifferenz vom Ozongehalt nach folgendcr Formel ab : E = 0,1995 + 0,0355 log [03]. (Die Ozonkonzentration ist ausgedriickt in Volumteilen je l0 s Teilen Luft.) Der theoretisch bereehenhare Koeffizient betr~gt 0,029, dieser mul3 aber bei der Bestimmung durch den empi- rischen Faktor 0,0355 ersetzt werden. Die verwendete Schwefelsgure muB vor Ge- branch mit stark ozonhaltiger Luft gereinigt and dann yon Ozon durch Erhitzen beffeit werden. Aul]erdem soll man vor Beginn der Ozonbestimmung eine ldeine Menge KBrOa zugehen und das gebildete Br 2 bei 90~ vertreiben. K. BI~OI)EtcsE~. Die Konstruktion und die Wirkungsweise eiues autora~tischeu Ozortancdysators beschreiben A. D. KI~FER und L. G. DOWELL 2. Die Messung beruht auf der starken Lichtabsorption des Ozons im Bereich zwisehen 5600 und 6200 J~. Das Licht einer 100 Watt-Punktlichtlampe wird durch eine Linse parallel gerichtet und tritt dann durch eine Filterkombination (Schwerpunkt zwisehen 565--610 m/~) in das 1200 lange, 38 mm weite Absorptionsrohr aus Borosilicatglas ein, das mit EinlalL und Austrittstutzen versehen ist. Am anderen Ende des Rohres ist das Gchiiuse der rotempfindlichen Photozelle befestigt. Zur Vermeidung yon Streulichteffekten wird das Absorptionsrohr mit Aluminiumfolie umkleidet. Die Photozelle arbeitet mit einer 90 V-Batterie und ist fiber einen Regelwiderstand mit einem elektronischen Rekordcr verbunden. Die Eichung effolgt zun~chst unter I)urchleiten yon Sauerstoff unter Normalbedingungen zur Einstellung auf den Skalenwert and dann durch steigende Zugaben yon 0zon aus einem Ozonisator. Den Ozongehalt der Mischung bestimmt man gleichzeitig maBanalytisch nach der ,,neutralcn" Kaliumjodidme- thodc a. Es kSnnen bei dieser Anordnung bis etwa 10 tool % Ozon bestimmt werden. Gehalte unter 0,5% lasscn sich bei entsprechender Verl~ngerung des Absorptions- rohres ebenfalls bestimmen. Bei dcr Bestimmung yon Gehalten fiber 11% ist das t~ohr entsprechend zu kfirzen und mit einem Schutzmantel zu umgeben, da diese Gemische zur Explosion neigen. Wiihrend des Betriebes ist yon Zeit zu Zeit unter Durchleiten eines farblosen Gases (Luft N2, 0~) der Skalenendwert des Rekorders zu fiberpriifen. Ge~arbte Gase, Nebel und St~ube stSren die Bestimmung and mfissen bei der Eichung beriicksichtigt werden. H. POHL. Fi~r die Bestimmung yon Schwe]eldioxyd in der atmosphiirischen LuSt nach dem Prinzip der ,,ehromometrischen Analyse ''4 ist nach G. I). PATTEXSO~ jr. und M. G. MELLO~ 3 als farb~nderndes Absorptionsmaterial mit Vanadat impragniertes Silicagel anderen Materialien in bezug auf Empfindlichkeit der Anzeige iiberlegen. 1 Nature (London) 170, 530--531 (1952). Royal Institution, London W. 1. Analyt. Chemistry 24, 1796--1798 (1952). Linde Air Prod. Co., Tonawanda, N.Y. 3 C. M. BIm)SALL, A. C. J~xI~S und E. SPADI~G~Ir Analy~. Chemistry 24, 662 (1952); vgl. diese Z. 139, 125 (1953). -- A. LAI)E~-BVl~Ound R. QvAsm, Ber. dtsch. chem. Gcs. 84, 1184 (1901); vgl. diese Z. 40, 602 (1901). -- F. P. TRE~I)WnLL and E. Z. A~LEt~, Z. anorg, allg. Chem. 48, 86 (1905). Vgl. K. Gl~ossKol~, Angew. Chem. 68, 306 (1951); vgl. diese Z. 186, 231 (1952). Analyt. Chemistry 24, 1586--1590 (1952). Purdue Univ., Lafayette, Ind. (USA).

Atmosphärische Luft

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Page 1: Atmosphärische Luft

62 Bericht: Spezielle analytische Methoden.

IV. Spezielle analytische Methoden.

2. A u f H a n d e l , I n d u s t r i e u n d L a n d w i r t s c h a f t b e z i i g l i c h e .

Atmosphiirisehe Luft. Zur potentiometrischen Ozonbestimmung in der Lu/t ver- wenden J. N. PI~ING und G. M. WESTRIP 1 eine Kette: + Platindraht/3 n H 2 $041 n KBr/ 3n H2SO 4 ges~ttigt mit Hg~SOa/Hg - - . Man leitet die mit Ozon beladene Luft durch die linke Halbzelle, wobei eine ~quivalente Br2-Menge gebildet wird, die nicht pro- portional dem Ozongehalt der Luft ist, well sich ein Br2-Bildungs- und Verdamp- fungsgleichgewicht einstellt. Berab yon etwa 15 Teilcn Ozon in 106 Teilen Luft bis zu 2 Teilen Ozon in 107 Teflen Luft h~Lngt die Potentialdifferenz vom Ozongehalt nach folgendcr Formel ab : E = 0,1995 + 0,0355 log [03]. (Die Ozonkonzentration ist ausgedriickt in Volumteilen je l0 s Teilen Luft.) Der theoretisch bereehenhare Koeffizient betr~gt 0,029, dieser mul3 aber bei der Bestimmung durch den empi- rischen Faktor 0,0355 ersetzt werden. Die verwendete Schwefelsgure muB vor Ge- branch mit stark ozonhaltiger Luft gereinigt and dann yon Ozon durch Erhitzen beffeit werden. Aul]erdem soll man vor Beginn der Ozonbestimmung eine ldeine Menge KBrOa zugehen und das gebildete Br 2 bei 90~ vertreiben. K. BI~OI)EtcsE~.

Die Konstruktion und die Wirkungsweise eiues autora~tischeu Ozortancdysators beschreiben A. D. KI~FER und L. G. DOWELL 2. Die Messung beruht auf der starken Lichtabsorption des Ozons im Bereich zwisehen 5600 und 6200 J~. Das Licht einer 100 Watt-Punktlichtlampe wird durch eine Linse parallel gerichtet und tr i t t dann durch eine Filterkombination (Schwerpunkt zwisehen 565--610 m/~) in das 1200 lange, 38 mm weite Absorptionsrohr aus Borosilicatglas ein, das mit EinlalL und Austrittstutzen versehen ist. Am anderen Ende des Rohres ist das Gchiiuse der rotempfindlichen Photozelle befestigt. Zur Vermeidung yon Streulichteffekten wird das Absorptionsrohr mit Aluminiumfolie umkleidet. Die Photozelle arbeitet mit einer 90 V-Batterie und ist fiber einen Regelwiderstand mit einem elektronischen Rekordcr verbunden. Die Eichung effolgt zun~chst unter I)urchleiten yon Sauerstoff unter Normalbedingungen zur Einstellung auf den Skalenwert and dann durch steigende Zugaben yon 0zon aus einem Ozonisator. Den Ozongehalt der Mischung bestimmt man gleichzeitig maBanalytisch nach der ,,neutralcn" Kaliumjodidme- thodc a. Es kSnnen bei dieser Anordnung bis etwa 10 tool % Ozon bestimmt werden. Gehalte unter 0,5% lasscn sich bei entsprechender Verl~ngerung des Absorptions- rohres ebenfalls bestimmen. Bei dcr Bestimmung yon Gehalten fiber 11% ist das t~ohr entsprechend zu kfirzen und mit einem Schutzmantel zu umgeben, da diese Gemische zur Explosion neigen. Wiihrend des Betriebes ist yon Zeit zu Zeit unter Durchleiten eines farblosen Gases (Luft N2, 0~) der Skalenendwert des Rekorders zu fiberpriifen. Ge~arbte Gase, Nebel und St~ube stSren die Bestimmung and mfissen bei der Eichung beriicksichtigt werden. H. POHL.

Fi~r die Bestimmung yon Schwe]eldioxyd in der atmosphiirischen LuSt nach dem Prinzip der ,,ehromometrischen Analyse ' '4 ist nach G. I). PATTEXSO~ jr. und M. G. MELLO~ 3 als farb~nderndes Absorptionsmaterial mit Vanadat impragniertes Silicagel anderen Materialien in bezug auf Empfindlichkeit der Anzeige iiberlegen.

1 Nature (London) 170, 530--531 (1952). Royal Institution, London W. 1. Analyt. Chemistry 24, 1796--1798 (1952). Linde Air Prod. Co., Tonawanda, N.Y.

3 C. M. BIm)SALL, A. C. J ~ x I ~ S und E. SPADI~G~Ir Analy~. Chemistry 24, 662 (1952); vgl. diese Z. 139, 125 (1953). - - A. LAI)E~-BVl~O und R. QvAsm, Ber. dtsch. chem. Gcs. 84, 1184 (1901); vgl. diese Z. 40, 602 (1901). - - F. P. TRE~I)WnLL and E. Z. A ~ L E t ~ , Z. anorg, allg. Chem. 48, 86 (1905).

Vgl. K. Gl~ossKol~, Angew. Chem. 68, 306 (1951); vgl. diese Z. 186, 231 (1952). Analyt. Chemistry 24, 1586--1590 (1952). Purdue Univ., Lafayette, Ind. (USA).

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2. Auf Handel, Industrie und Landwirtschaft beziigliche. 63

Von den untersuchten Oxydationsmitteln, die bei Aufnahme yon SO~ ihre Farbe /~ndern, (Permanganat, Dichromat usw.) kommen auger Vanadat nut noch Perjodat und Jodat in Betracht. Brauchbare organisehe Verbindungen wurden nicht ge- funden. Als Tr~ger ist das nach M. SHEPHERD 1 gereinigte Silicagel dem ebenfalls geprfiften Aluminiumoxyd fiberlegen. Leitet man die zu untersuehende Luft (bis zu 150 ml) in 1--2 rain dureh ein l~6hrehen yon 2 ~ 4 m m g , das auf eine L/~nge yon etwa 10 mm mit dem gekSrnten gelben Vanadat-Silicagel gefiillt ist, so verursachen SO2-Konzentrationen yon 12--120 Teilen je Million Tefle Lult Farb/~nderungen in Goldgelb bis Tiefgrfin, an denen der S02-Gehalt geschgtzt werden kann. HaS und HC1 geben ebenfalls 1%rb/~nderungen (in Braun bzw. Rot), CO reagiert nicht, NH 3 bleicht die gelbe Farbe des Gels. - - Zur Herstellung des Vanadat-Silicagels verwen- det man zweckm~gig ffir 2 ml Gel 20 ml ges/~ttigte Ammoniumvanadatl6sung. Ent- weder wird das auf 600 ~ C erhitzte und dann in einem Exsiccator abgekiihlte Gel mit der entsprechenden Menge Ammoniumvanadatl6sung versetzt und zwisehen 50--70 ~ C getrocknet, oder das Gel befindet sieh in einem Glasrohr, wi~hrend yon unten erwgrmte, troekene Luft einstr6mt, so dag die einzelnen Teilchen im Glasrohr ,,tanzen". Man l~gt dann yon oben die entspreehende Menge Ammoniumvanadat- 15sung zutropfen. Diese Art der Zubereituug seheint eine gleiehm~gigere Farbe zu gew/ihrleisten, gleichzeitig wird eine grSgere Empfindlichkeit gegenfiber niederen SO2-Konzentrationen erreicht. Ein ebenfalls befriedigend arbeitendes Gel kann man erhalten, wenn man 2 ml Silicagel mi~ 10 ml ges/~ttigter AmmoniumvanadatlSsung, die etwa l0 Tropfen ges/~ttigte AmmoniumehloridlSsung enth/ilt, bei 60 ~ C trocknet. Alterung spielt bei den Vanadat-Silieagelen keine l~olle, die Empfindlichkeit l/~gt selbst nach 9monatiger Lagerung nicht nach, eine langsame Zersetzung finder bei Temperaturen fiber 80--90 ~ C start. - - Silicagele, prapariert mit Perjodat (2 ml Sili- cagel mit 10--15 ml ges~ttigter PerjodatlSsung bei 60 ~ C getroeknet), sind in bezug auf Farb/~nderung und Stabilit~t etwas besscr als Jodatgele. Ein solches Gel sprach auf 100 ml Luft mit 5 T. S02 je Million an, die erhaltene rosa Farbe ging jedoch nach 15 rain wieder in weig fiber. H. SC/tMIDT.

Analysen yon Stadtgas bzw. Gasgemischen iihnlieher Zusammensetzung lassen sich sehr schnell (in etwa 3 rain) mit Hilfe einer dynamischen Methode durch- ffihren ~. 1)as zu analysierende Gasgemisch passiert eine Reihe von sehr genau an- zeigenden Gasbfiretten, wobei vor jeder folgenden Bfirette ein Bestandteil entfernt wird. Bei dieser (yon der Griffin und Tatlok, Ltd. hergestellten) Apparatur werden die schon lange bekannten sogenannten Seifenfilmmesser verwandt, die in neuerer Zeit soweit verbessert werden konnten, dag nun eiue Meggenauigkeit yon ~ 0,1% erreicht wird. Abgesehen yon dieser guten Meggenauigkeit und der grogen Zeit- ersparnis gegenfiber statischen Methoden sind als weitere Vorteile zu nennen: keine Verwendung yon Quecksilber, keine Temperatur- und Druckkorrekturen, keine dutch Absorption an Gummi bedingten Fehler usw. Allgemein genfigen 1500 bis 2000 ml Gas, um die Apparatur auszuspfilen und mehrere Analysen durchzuffihren. InAbb. 1 (S. 64) ist die Grundeinheit einer solchcn Apparatur schematisch dargestellt. Das zu untersuchende Gas strSmt unter konstantem Druck yon links in die Appa- ratur. Dutch Glashahn S und Glasrohr M wird das Gas in den Gasws N, oder dureh Drehen yon Glashahn S u m 90 ~ durch Glasrohr L in den Gasmesser geleitet. Ein Druck auf den Gummiball P am Boden des Gasmessers bewirkt die Bildung einer

1 Analyt. Chemistry 19, 77 (1947). U.S.Patent 2487077 (1949). 2 Metallurgia (Manchester) 47, 158--160 (1953). Gas Light & Coke Co., London.

- - V g h W. J. GOOD~REA~, Analyst (London) 72, 520 (1947); Anal. chim. Acta (Amsterdam) 2, 452 (1948) ; Brit. Pat. 489117. DOI~NELLu and_ BROADBE~T~ J. Soc. chem. Ind. 69, 527 (1950).