Phương pháp xác định ozone trong phòng thí nghiệm chủ yếu bao gồm phương pháp hấp thụ tia cực tím, phương pháp điện hóa, phương pháp đo lượng iốt, so màu và phương pháp ống phát hiện, trong đó phương pháp hấp thụ tia cực tím và phương pháp điện hóa do độ nhạy cao và ổn định tốt, trở thành công nghệ chính trong phòng thí nghiệm và giám sát môi trường. Sau đây là phương pháp và nguyên tắc đo lường cụ thể:
Phương pháp hấp thụ UV
Nguyên tắc: Ozone có hệ số hấp thụ tối đa đối với tia cực tím ở bước sóng 253,7nm. Khi tia cực tím đi qua tầng ozone, cường độ của nó bị suy giảm, một mức độ suy giảm tỷ lệ thuận với nồng độ ozone, phù hợp với định luật Lambert-Beer. Nồng độ ozone có thể được tính toán bằng cách đo cường độ ánh sáng thay đổi trước và sau khi tia UV đi qua nó.
Tính năng: Độ chính xác phát hiện cao, ổn định tốt và ít bị nhiễu bởi các chất oxy hóa khác. Nhưng chi phí thiết bị cao hơn, phù hợp với môi trường phòng thí nghiệm có yêu cầu cao về độ chính xác đo lường.
Ứng dụng: Nó đã được Trung Quốc và Hoa Kỳ và các nước khác như là phương pháp tiêu chuẩn để xác định ozone trong không khí xung quanh, được sử dụng rộng rãi để phát hiện nồng độ ozone hòa tan trong khí và nước.
Phương pháp điện hóa
Nguyên tắc: Ozone phản ứng oxy hóa-khử với vật liệu điện cực, tạo ra tín hiệu điện tỷ lệ thuận với nồng độ ozone. Bằng cách đo tín hiệu điện này, nồng độ ozone có thể được tính toán.
Tính năng: phản ứng nhanh, độ nhạy cao và chi phí thiết bị tương đối thấp. Thích hợp để đo nồng độ ozone thấp, chẳng hạn như giám sát môi trường trong phòng thí nghiệm, kiểm soát quá trình công nghiệp, v.v.
Ứng dụng: Máy dò ozone điện hóa thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để theo dõi nồng độ ozone trong thời gian thực, cung cấp hỗ trợ dữ liệu chính xác cho các thí nghiệm.
Phương pháp Iodine
Nguyên tắc: Ozone hoạt động như một chất oxy hóa mạnh, phản ứng với dung dịch kali iodide trong nước để tạo ra iốt tự do, trong khi ozone được khử thành oxy. Nồng độ ozone có thể được tính bằng cách chuẩn độ lượng iốt tự do.
Tính năng: Hoạt động dễ dàng và chi phí thấp, nhưng độ chính xác đo tương đối thấp. Thích hợp cho những dịp không có yêu cầu cao về độ chính xác đo lường, chẳng hạn như thí nghiệm giảng dạy, sàng lọc sơ bộ, v.v.
Ứng dụng: Phương pháp iốt là một trong những phương pháp tiêu chuẩn để xác định ozone khí ở Trung Quốc và nhiều quốc gia, nhưng ít được sử dụng trong các phép đo độ chính xác cao trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp so màu
Nguyên tắc: Xác định nồng độ ozone dựa trên mức độ phản ứng màu hoặc khử màu của ozone với các tác nhân hóa học khác nhau. Chia thành các màu nhân tạo và các màu quang theo phương pháp so sánh màu.
Tính năng: Hoạt động dễ dàng và chi phí thấp, nhưng độ chính xác của phép đo bị ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố con người. Thích hợp để phát hiện nồng độ ozone hòa tan trong nước, chẳng hạn như kiểm soát định lượng ozone trong quá trình xử lý nước.
Ứng dụng: Đo màu thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để phát hiện nhanh nồng độ ozone trong các mẫu nước, cung cấp hỗ trợ dữ liệu sơ bộ cho các thí nghiệm.
Phương pháp ống phát hiện
Nguyên tắc: Các thuốc thử thay đổi ozone oxy hóa được ngâm tẩm trên tàu sân bay và được đóng gói như một chất phản ứng trong ống thủy tinh có đường kính bên trong tiêu chuẩn để làm ống đo. Khi sử dụng, cả hai đầu của ống phát hiện sẽ bị cắt và máy bơm được đưa vào ống phát hiện để hút khí ozone định lượng. Nồng độ ozone tỷ lệ thuận với chiều dài đổi màu của cột phản ứng trong ống được phát hiện, giá trị nồng độ được đọc bằng giá trị quy mô.
Tính năng: Hoạt động dễ dàng, nhanh chóng và trực quan, nhưng độ chính xác đo lường bị ảnh hưởng nhiều bởi chất lượng ống phát hiện, nhiệt độ môi trường và các yếu tố khác. Thích hợp để phát hiện nhanh nồng độ ozone tại chỗ, chẳng hạn như giám sát môi trường, an toàn công nghiệp, v.v.
Ứng dụng: Phương pháp ống phát hiện thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để sàng lọc sơ bộ hoặc phát hiện nhanh nồng độ ozone tại chỗ, cung cấp hỗ trợ dữ liệu nhanh chóng cho các thí nghiệm.