Πώς μετράτε το αέριο οξυγόνου που απελευθερώνεται σε ένα εργαστήριο;
1. Μέθοδος μετατόπισης νερού:
* Αρχή: Το αέριο οξυγόνου συλλέγεται πάνω από το νερό, μετατοπίζοντας το νερό από έναν διαβαθμισμένο κύλινδρο ή ένα μπουκάλι. Ο όγκος του εκτοπισμένου νερού είναι ίσος με τον όγκο του παραγόμενου οξυγόνου.
* Διαδικασία:
* Αναστρέψτε έναν διαβαθμισμένο κύλινδρο γεμάτο με νερό σε μια γυρίσματα νερού.
* Περάστε το αέριο οξυγόνου μέσω ενός σωλήνα στον ανεστραμμένο κύλινδρο.
* Το οξυγόνο θα μετατοπίσει το νερό και ο όγκος του οξυγόνου μπορεί να διαβαστεί απευθείας από τον διαβαθμισμένο κύλινδρο.
* Πλεονεκτήματα: Απλό, φθηνό, κατάλληλο για μικρούς όγκους αερίου.
* Μειονεκτήματα: Δεν είναι πολύ ακριβής για τους μικρούς όγκους, ευαίσθητες στις αλλαγές θερμοκρασίας και πίεσης, το οξυγόνο διαλύεται ελαφρώς στο νερό, επηρεάζοντας την ακρίβεια.
2. Χρωματογραφία αερίου (GC):
* Αρχή: Ένα δείγμα του μείγματος αερίου που περιέχει οξυγόνο εγχέεται σε ένα όργανο GC. Τα μόρια οξυγόνου διαχωρίζονται από άλλα αέρια με βάση τα διαφορετικά σημεία βρασμού και τη συγγένειά τους για τη στήλη GC. Η ποσότητα οξυγόνου καθορίζεται από την περιοχή κορυφής του στο χρωματογράφημα GC.
* Πλεονεκτήματα: Η υψηλή ευαισθησία, μπορεί να μετρήσει πολύ μικρές ποσότητες οξυγόνου, μπορεί να διαφοροποιήσει μεταξύ διαφορετικών ισότοπων οξυγόνου.
* Μειονεκτήματα: Απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό και εκπαίδευση, που δεν είναι κατάλληλη για συνεχή παρακολούθηση.
3. Αισθητήρας οξυγόνου:
* Αρχή: Ένας αισθητήρας οξυγόνου, όπως ένα γαλβανικό κύτταρο ή ένας ηλεκτροχημικός αισθητήρας, μετρά τη μερική πίεση του οξυγόνου στο μείγμα αερίου.
* Διαδικασία:
* Ο αισθητήρας τοποθετείται στο ρεύμα αερίου.
* Ο αισθητήρας εξάγει μια τάση ανάλογη προς τη συγκέντρωση οξυγόνου.
* Πλεονεκτήματα: Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, συνεχείς μετρήσεις, υψηλή ευαισθησία, φορητή.
* Μειονεκτήματα: Μπορεί να επηρεαστεί από άλλα αέρια στο μείγμα, απαιτεί βαθμονόμηση.
4. Μέτρηση πίεσης:
* Αρχή: Η πίεση του αερίου οξυγόνου μετράται χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα πίεσης. Εάν ο όγκος του δοχείου είναι γνωστός, ο όγκος αερίου οξυγόνου μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο για το αέριο.
* Πλεονεκτήματα: Σχετικά απλό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγαλύτερους όγκους αερίου.
* Μειονεκτήματα: Δεν είναι τόσο ακριβείς όσο άλλες μεθόδους, απαιτεί ακριβή μέτρηση όγκου.
5. Φασματομετρία μάζας:
* Αρχή: Το μείγμα αερίου που περιέχει οξυγόνο εισάγεται σε ένα φασματόμετρο μάζας. Τα ιόντα οξυγόνου διαχωρίζονται με βάση την αναλογία μάζας προς φόρτιση και η ποσότητα οξυγόνου προσδιορίζεται από την ένταση του σήματος ιόντων οξυγόνου.
* Πλεονεκτήματα: Εξαιρετικά ευαίσθητο, μπορεί να εντοπίσει διαφορετικά ισότοπα οξυγόνου, μπορεί να μετρήσει ιχνοστοιχεία οξυγόνου.
* Μειονεκτήματα: Ακριβά και σύνθετος εξοπλισμός, απαιτεί εξειδικευμένη κατάρτιση.
Η καλύτερη μέθοδος για τη μέτρηση του αερίου οξυγόνου που απελευθερώνεται σε ένα εργαστήριο εξαρτάται από το συγκεκριμένο πείραμα και την επιθυμητή ακρίβεια.
