Укажите способ определения водорода

Как проверить содержание водорода

С учетом возрастающей популярности водородной воды на рынке появляются различные приборы и изделия для получения молекулярного водорода. Однако, не все продукты могут производить достаточное количество Н2 и соответственно не будут иметь полезного влияния на организм человека. Концентрация Н2 имеющая терапевтический эффект составляет более 0,6 мг/л, при меньшей концентрации эффекты водорода будут малозаметны.

Основная проблема водородных продуктов – это сложность достоверного определения концентраций растворенного Н2 в воде. На рынке нет доступных анализаторов газообразного Н2, которые сможет купить себе пользователь генераторов водородной воды.

Соответственно мы будем часто встречаться с недобросовестными продавцами и не качественными водородными изделиями пока не придумают дешевых способов измерения Н2.

В этой статье мы расскажем о различных методах определения Н2 в воде, от самых точных и достоверных методов до способов с погрешностями показаний.

Газовая хроматография

Материал из Википедии

Газовая хроматография (ГХ) – это физико-химический метод разделения веществ, основанный на распределении компонентов анализируемой смеси между двумя несмешивающимися и движущимися относительно друг друга фазами, где в качестве подвижной фазы выступает газ (газ-носитель), а в качестве неподвижной фазы — твердый сорбент или жидкость, нанесенная на инертный твердый носитель или внутренние стенки колонки.

ГХ является основным методом разделения и анализа газообразных смесей для специалистов в химической отрасли. ГХ считается главным и самым точным способом измерения молекулярного водорода в жидкости. Этот методика определяет концентрацию водорода путем перемещения Н2 из водной фазы в газовую с использованием плотно закрытого сосуда.

Данное оборудование используется только в лабораторных или промышленных условиях, требует особых навыков и имеет высокую стоимость.

Микросенсорные датчики водорода

Высокочувствительный микродатчик водорода имеет исключительную чувствительность, которая позволяет измерять даже в естественных системах.

Микро- и минисенсоры водорода представляют собой датчики типа Кларка, измеряющие парциальное давление водорода. Принцип работы микродатчика водорода основан на диффузии водорода через силиконовую мембрану к платиновому аноду, окисляющему водород. Восстанавливающий анод поляризован относительно внутреннего катода Ag / AgCl. Результирующий сигнал датчика находится в диапазоне пА и измеряется высококачественным пикоамперметром.

Поскольку концентрации водорода в природных системах, как правило, очень низкие, очень важен низкий предел обнаружения датчика. Обычно предел обнаружения датчиков близок к 0,02% водорода (0,1 мкМ в воде), но датчики, можно сделать еще более чувствительными, если они оснащены большим наконечником мембраны.

Конструкция микродатчика позволяет использовать водородный микродатчик в самых разных областях исследований, где требуются высококачественные, неразрушающие, быстрые и точные измерения. Микросенсор водорода предназначен для исследовательских целей в следующих областях:

• Науки об окружающей среде
• Биомедицинские науки
• Биотехнологии
• Исследования фотохимического расщепления воды
• Влияние питьевой воды, обогащенной H 2

Метод полярографической ячейки.

Полярография – это метод количественного и качественного химического анализа, основанный на получении кривых зависимости величины тока от напряжения в цепи, состоящей из исследуемого раствора и погруженных в него электродов, один из которых сильно поляризующийся, а другой практически неполяризующийся.

Российский производитель в сфере приборов контроля параметров водных сред ООО «ВЗОР» создала высокоточный анализатор водорода МАРК-501 и 509. Анализатор измеряет содержание растворенного водорода в воде при помощи амперометрического датчика, который работает по принципу полярографической ячейки закрытого типа.

Анализируемая среда отделена от специального раствора электролита при помощи мембраны, которая пропускает через себя только водород и непроницаема для воды и паров жидкости. В электролит погружены электроды анод и катод на которые подается постоянный ток. Водород, проникая через мембрану, вступает в электрохимическую реакцию с поверхностью анода в результате вырабатывается сигнал, который пропорционален концентрации растворенного водорода.

Далее данные поступают в микроконтроллер, где происходит обработка информации и результаты выводятся на ЖК экран.

Метод Титрования при помощи метиленового синего

Информация из википедия

Титрование – это постепенное прибавление титрованного раствора реагента (титранта) к анализируемому раствору для определения точки эквивалентности. Титриметрический метод анализа основан на измерении объема реагента точно известной концентрации, затраченного на реакцию взаимодействия с определяемым веществом.

Японские ученые нашли удобный и недорогой метод определения концентрации водорода при помощи реагента метиленовый синий с добавлением коллоидной платины. Метод основан на окислительной реакции водорода с помощью метиленового синего в присутствии катализатора коллоидной платины.

Формула: MB (blue) + 2H+ + 2e- = leucoMB (colorless)

Метод определения концентрации водорода при помощи раствора метиленового синего очень прост. Необходимо капнуть синий раствор в воду и размешать, при наличии растворенного водорода метиленовый синий будет обесцвечиваться. Если же вода не содержит водород, то вода окраситься в синий цвет.

Одна капля этого реагента реагирует с 0,1 мг/л (ppm) молекулярного водорода, таким образом, посчитав количество капель, обесцветивших метиленовый синий, можно узнать приблизительное количество молекулярного водорода в воде.

Например, если 9 капель в жидкости обесцветились, а 10-я окрасила воду в синий цвет, то концентрация Н2 в данной жидкости составляет 0,9 мг/л (ppm).

Метод определения водорода раствором «метиленовый синий» не самый точный, но он является официальным методом и признан наукой.

Окислительно-восстановительный потенциал

Окислительно-восстановительный потенциал можно измерить при помощи вольтметра или ОВП метра. Вода, которая подверглась электролизу (ионизированная вода) и другие формы водородной воды имеют отрицательный потенциал ОВП.

Однако отрицательный потенциал показывает не концентрацию водорода, а окислительно-восстановительные пары — пара концентрации молекулярного водорода (H2) и концентрация кислоты (ионы водорода H+), что соответствует стандартной окислительно-восстановительной полуреакции:

Можно сделать отрицательный ОВП, уменьшив концентрацию H+ (повысив pH) и/или увеличив концентрацию растворенного молекулярного водорода Н2. И наоборот, вы можете сделать ОВП положительным, увеличив концентрацию H+ (понизив pH) и/или уменьшив концентрацию растворенного молекулярного водорода Н2.

Например, добавив в воду аскорбиновой кислоты (витамин С) мы получим отрицательный ОВП на основе отношения восстановленной аскорбиновой (НА) кислоты к окисленной аскорбиновой кислоте (DHA) в соответствии с уравнением Нернста.

DHA + 2e- => HA = -570 мВ

Напряжение можно сделать более отрицательным, увеличив концентрацию HA и/или уменьшив концентрацию DHA. И наоборот, можно сделать положительным ОВП, увеличив концентрацию DHA и/или уменьшив концентрацию HA.

Этот факт следует принимать во внимание при рассмотрении концентрации молекулярного водорода. Поскольку pH играет большую роль в ОВП, то может быть ситуация, где один стакан ионизированной воды с ОВП -800 мВ, а другой с ОВП -400 мВ, из-за разницы pH второй стакан будет иметь больше молекулярного водорода чем в первом, где ОВП – 800мВ. Отрицательный ОВП является скорее индикатором присутствия H2, чем мерой концентрации.

Таким образом, технологии, основанные на измерении ОВП, не должны использоваться в качестве точного метода измерения концентрации молекулярного водорода.

Источник

Укажите способ определения водорода

ГОСТ 2408.1-95
(ИСО 625-96)

Методы определения углерода и водорода

Solid fuel. Methods for determination of carbon and hydrogen

Дата введения 1997-01-01

1 РАЗРАБОТАН МТК 179 «Уголь и продукты его переработки», Институтом горючих ископаемых (ИГИ)

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 7 от 26 апреля 1995 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа
по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

Изменение N 1 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 16 от 08.10.99)

Зарегистрировано Техническим секретариатом МГС N 3467

За принятие изменения проголосовали:

Наименование национального органа
по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

3 Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст ИСО 625-96 «Уголь и кокс. Определение содержания углерода и водорода методом Либиха» и содержит дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны

4 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 1 февраля 1996 г. N 50 межгосударственный стандарт ГОСТ 2408.1-95 (ИСО 625-96) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.

6 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2001 г.) с Изменением N 1, принятым в феврале 2000 г. (ИУС 5-2000)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на бурые и каменные угли, лигниты, антрациты, горючие сланцы, кокс и торф и устанавливает два метода определения углерода и водорода: метод Либиха и ускоренный метод.

При возникновении разногласий определение производят по методу Либиха.

Дополнения и изменения, отражающие потребности экономики страны, выделены курсивом.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3 Определения

3.1 Углерод органический ( ) — массовая доля углерода в органической массе топлива

3.2 Углерод неорганический ( ) — массовая доля углерода в карбонатах минеральной массы топлива

3.3 Углерод общий ( ) — сумма органического и неорганического углерода топлива

3.4 Водород органический ( ) — массовая доля водорода в органической массе топлива

3.5 Водород неорганический ( ) — массовая доля водорода, входящего в состав гидратной воды минеральной массы топлива

3.6 Водород общий ( ) — сумма органического и неорганического водорода топлива

4 Определение углерода и водорода методом Либиха

4.1 Область применения

Метод Либиха применяют для определения содержания общего углерода и водорода в каменном и буром угле, лигните, коксе, антраците, горючих сланцах и торфе (далее — твердом топливе). Результаты определения включают углерод из карбонатов минеральной массы и водород, входящий в состав аналитической влаги и гидратной воды силикатов. Одновременно определяют аналитическую влагу в топливе и в значение содержания водорода, полученное при сжигании, вводят поправку. Определяют диоксид углерода из карбонатов и для получения органического углерода в величину общего углерода вводят поправку на содержание углерода в карбонатах минеральной массы.

Альтернативными методами определения содержания углерода и водорода является метод сжигания при высокой температуре по ИСО 609 и ускоренный метод по разделу 5.

4.2 Сущность метода

Пробу сжигают в медленном токе кислорода (12 см /мин) при условии продвижения зоны нагрева лодочки с навеской по ходу тока кислорода: продукты неполного сгорания дожигают над оксидом меди; весь водород превращается в воду, весь углерод — в диоксид углерода. Эти продукты поглощают соответствующими реагентами и определяют гравиметрически. Оксиды серы удерживаются хроматом свинца, хлор-серебряной сеткой, а оксиды азота — гранулированным диоксидом марганца.

Примечание — Оксиды азота, образующиеся в процессе горения, если не приняты специальные меры предосторожности, поглощаются натронным асбестом (или аскаритом) и определяются как диоксид углерода. Вызванная этим ошибка при определении углерода (около 0,2%) может быть снижена при применении предохранительной трубки (рисунок 1), в которой газы проходят по кольцеобразному пространству; монооксид азота окисляется до диоксида и поглощается диоксидом марганца.

1 — стеклянная вата; 2 — диоксид марганца; 3 — шлиф

Рисунок 1 — Предохранительная трубка

Если вода конденсируется в первом поглотителе, некоторое количество диоксида азота растворяется в ней и его принимают за воду.

Вызванная этим ошибка при определении водорода с учетом коэффициента пересчета от воды к водороду незначительна и составляет около 0,05% водорода. Этого можно избежать, если нагреть поглотительную трубку до температуры, достаточной для предотвращения конденсации влаги.

4.1, 4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Все реактивы должны быть квалификации ч.д.а. Для анализа применяют дистиллированную воду.

4.3.1 Перхлорат магния безводный , ангидрон, без пыли; частицы с размерами не более 1,2 мм, предпочтительно от 1,2 до 0,7 мм.

Допускается применять ангидрон с размерами частиц от 0,7 до 3,0-4,0 мм в зависимости от вида применяемых сосудов в поглотительной и очистной системах (приложение).

Примечание. Не разрешается регенерировать ангидрон из-за его пожаро- и взрывоопасности.

По мере отработки ангидрон оплавляется.

Отработанный ангидрон следует вымыть из раковины струей воды.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Метода — определение — водород

Методы определения водорода в газовых смесях весьма многочисленны и разнообразны. Из них наиболее распространенным является определение водорода фракционированным сожжением и взрывом ( см. ниже стр. Определение водорода в газовых смесях путем его прямого поглощения каким-либо жидким поглотителем в практике газового анализа применяется очень редко. Но в отдельных случаях, как, например, в случае наличия в газовой смеси гомологов метана, методы абсорбции водорода являются наиболее удобными и точными. [1]

Методы определения водорода в газовых смесях весьма многочисленны и разнообразны. Из них аиболее распространенным является определение водорода фракционированным сожжением и взрывом ( см. ниже стр. Определение водорода в газовых смесях путем его прямого поглощения каким-либо жидким поглотителем в практике газового анализа применяется очень редко. Но в отдельных случаях, как, например, в случае наличия в газовой смеси гомологов метана, методы абсорбции водорода являются наиболее удобными и точными. [2]

Методы определения водорода 877 почти во всех известных случаях состоят в окислении его с образованием воды, которую затем определяют тем или иным кулонометрическим методом. Наиболее распространенный вариант заключается в кулонометрическом электролизе воды после абсорбции ее различными гигроскопическими веществами, преимущественно пятиокисью фосфора. [3]

Разработаны методы определения водорода в титановых сплавах, хромоникелевых и углеродистых сталях, а также в сварных швах, пригодные и для выполнения локальных послойных анализов. [4]

К методам определения водорода в горных породах ж минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода; 2) методы определения конституционного водорода; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4) методы определения общего содержания водорода. Первые два мегода описаны в разделе Вода ( стр. [5]

К методам определения водорода в горных породах и минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода; 2) методы определения конституционного водорода; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4 методы определения общего содержания водорода. Первые два метода описаны в разделе Вода ( стр. [6]

Анализ существующих методов определения водорода показал, что практически отсутствуют методы определения водорода в широком диапазоне концентраций в углеродных материалах. Нами была разработана методика прямого определения водорода в углеродных материалах с ипользованием газоанализатора РН-2 фирмы Леко. В целях исследования изменения содержания водорода в коксах различных марок была проведена работа по определению содержания водорода в коксах КНПС, КНПЭ, КС с различными температурами обработки от 1000 до 2000 С с интервалом 50 С. Проведенный нами сравнительный анализ содержания водорода в непрокаленных коксах и прокаленных при 1000 С коксах тех же марок показал, что наиболее интенсивное выделение водорода происходит при термической обработке этих материалов термообработанных до 1000 С. Результаты проведенных исследований говорят о неоднородности анализируемого материла, но вместе с тем показывают уменьшение содержания водорода в данных образцах с ростом температуры обработки, а также разное его содержание в коксах различных марок. [7]

К методам определения водорода в горных породах и минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода ; 2) методы определения конституционного водорода; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4 методы определения общего содержания водорода. Первые два метода описаны в разделе Вода ( стр. [8]

К методам определения водорода в горных породах ж минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода ; 2) методы определения конституционного водорода; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4) методы определения общего содержания водорода. Первые два мегода описаны в разделе Вода ( стр. [9]

К методам определения водорода в горных породах и минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода; 2) методы определения конституционного водорода ; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4 методы определения общего содержания водорода. Первые два метода описаны в разделе Вода ( стр. [10]

К методам определения водорода в горных породах ж минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода; 2) методы определения конституционного водорода ; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4) методы определения общего содержания водорода. Первые два мегода описаны в разделе Вода ( стр. [11]

К методам определения водорода в горных породах и минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода; 2) методы определения конституционного водорода; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4 методы определения общего содержания водорода. Первые два метода описаны в разделе Вода ( стр. [12]

К методам определения водорода в горных породах ж минералах относятся: 1) методы определения неконституционного водорода; 2) методы определения конституционного водорода; 3) методы определения водорода в органических соединениях и 4) методы определения общего содержания водорода. Первые два мегода описаны в разделе Вода ( стр. [13]

Изучение водорода в стали требует применения надежных методов анализа. В настоящее время наиболее распространен — ными методами определения водорода в металлах являются методы вакуум-нагрева и вакуум-плавления. Однако метод вакуум-нагрева не является универсальным. По мнению некоторых авторов [3], при 600 выделяется только водород. Полное содержание водорода в сплавах позволяет определить лишь метод вакуум-плавления. [14]

Источник