Analiza elementarna węgla

Analiza instrumentalna paliw - laboratorium

Analiza elementarna węgla

Substancja organiczna naturalnych paliw stałych zbudowana jest z kilku podstawowych pierwiastków chemicznych – węgla, wodoru, tlenu, azotu, siarki i fosforu, stanowiących podstawę życia organicznego na Ziemi. Podstawowym elementem struktury chemicznej węgli kopalnych jest szkielet węglowy. Pozostałe atomy i grupy atomów wypełniają ten szkielet tworząc mostki, rozgałęzienia, ale ich ilość i układ zależą od wielkości szkieletu węglowego, w którym się mieszczą. Pierwiastkiem najściślej związanym ze szkieletem węglowym jest wodór.

Zawartość poszczególnych pierwiastków w substancji organicznej paliw stałych zależy od stopnia uwęglenia paliwa. Przeciętny skład pierwiastkowy różnych paliw w % atomowych przedstawiono w Tabeli 1.

Tabela 1

Skład pierwiastkowy paliw, % atom.

Typ paliwa C H O H/C

Torf 39 43 16 1,2

Węgiel brunatny 46 42 11 0,9

Węgiel płomienny 54 38 6 0,7

Węgiel ortokoksowy 59 37 2 0,6

Antracyt 69 28 1 0,4

Zawartość pierwiastka C rośnie w miarę wzrostu stopnia uwęglenia paliwa od torfu (ok. 39% atom.) do antracytu (ok.69% atom.). W węglach nisko uwęglonych zawartość atomów wodoru wynosi około 40%, w węglach średnio uwęglonych około 35%, a w antracytach około 28%, a więc jedynie co 3-4 atom jest wodorem. Regularność tych zmian świadczy o ciągłości szeregu paliw naturalnych torf – antracyt. Charakterystycznie również zmienia się w węglach zawartość tlenu malejąc od około 16% atom. w torfie do około 1%

atom. w antracycie. Udziały procentowe węgla, wodoru i tlenu w torfie są zbliżone do tych jakie są w ligninie i celulozie.

Ustalenie składu elementarnego węgla ma duże znaczenie dla poznania jego stopnia uwęglenia. W Tabeli 2 przedstawiono zawartość C, H, O, N, S i P w różnych paliwach.

Tabela 2

Skład pierwiastkowy paliw kopalnych, % mas.

Typ paliwa Węgiel Wodór Tlen Azot Siarka Fosfor

Torf 60 5,4 33 3.3

Węgiel brunatny 70 5,4 23 1,0

Węgiel płomienny 80 4,7 13 1,6

Węgiel gazowy 84 5,4 8 1,6

Węgiel ortokoksowy 88 4,7 4,5 1,9

Antracyt 92 3,2 2 1,5

0,3 – 2,5 0,003- 0,02

Zawartość pierwiastka węgla jest miernikiem stopnia uwęglenia węgla, obok takich parametrów jak zawartość części lotnych i refleksyjność witrynitu. Zmienia się też charakterystycznie zawartość wodoru, a zawartość tlenu maleje ze wzrostem stopnia uwęglenia. Zawartość siarki w węglu nie zależy od typu węgla, lecz od warunków geochemicznych, w jakich się tworzył. Począwszy od węgli brunatnych zawartość azotu rośnie osiągając maksimum dla węgli koksujących, a następnie maleje z dalszym wzrostem stopnia uwęglenia węgla.

Zakładając, że największe znaczenie spośród pierwiastków wchodzących w skład kopalnych paliw stałych mają węgiel, wodór i tlen, można przedstawić w układzie trójskładnikowym pasmo kopalnych paliw stałych, Rysunek 1. Natomiast charakterystyczne zmiany w zawartości tlenu i wodoru ze wzrostem stopnia uwęglenia węgla przedstawione na Rysunku 2 tłumaczą najwyższą wartość ciepła spalania, jaką wykazują węgle średnio uwęglone.

Rys.1. Trójskładnikowy wykres naturalnych paliw stałych wg Grout-Apfelbecka (Kopalne paliwa stałe, B. Roga, 1958)

Rys.2. Pasmo tlenowe i wodorowe różnych typów węgli

(Analiza węgla i koksu, B.Roga i L.Wnękowska, 1951)

Podobne jak w procesie naturalnego uwęglenia zmiany składu chemicznego substancji organicznej paliw stałych zachodzą podczas ogrzewania bez dostępu powietrza. Przemiany chemiczne związane z rozkładem termicznym (pirolizą) prowadzą do stałej pozostałości wzbogaconej w pierwiastek C kosztem heteroatomów, zwłaszcza tlenu i wodoru. Proces ten, nazywany karbonizacją, różni się od uwęglenia tym, że kinetyka zachodzących reakcji jest o wiele rzędów szybkości większa. Stopień karbonizacji jest określony przez końcową temperaturę procesu. Karbonizacji ulega podczas ogrzewania wiele substancji organicznych.

Praktyczne znaczenie ma koksowanie węgle, karbonizacja substancji bitumicznych (paki naftowe i węglowe, pozostałości z wtórnych procesów przerobu ropy naftowej) niektórych naturalnych i syntetycznych polimerów (substancje ligninowo-celulozowe, poliakrylonitryl, żywice fenolowe).

Ugrupowania zawierające heteroatomy (H, O, N, S), które występują w macierzystej substancji organicznej charakteryzują się różną odpornością termiczną. Na etapie niskotemperaturowej pirolizy (do ok. 500-600 ^oC) część z nich wchodzi w skład wydzielających się produktów lotnych, a część ulega przemianie w formy bardziej stabilne.

W materiale węglowym typu półkoksu pozostają głównie heteroatomy wbudowane w strukturę poliskondensowanych układów aromatycznych albo bezpośrednio z nimi połączone.

Dalsze ogrzewanie półkoksu powoduje stopniowe usuwanie heteroatomów ze struktury materiału węglowego, które przebiega w sposób charakterystyczny dla danego pierwiastka.

Praktycznie całkowite usunięcie wodoru następuje po wygrzaniu w temperaturze ok.

1300^oC.

Tlen zawarty w strukturach organicznych wydziela się stopniowo podczas ogrzewania do ok. 1000^oC. Trzeba jednak pamiętać, że w kontakcie z atmosferą zachodzi bardzo szybko ponowne jego przyłączanie w wyniku chemisorpcji na aktywnych centrach występujących na powierzchni materiału węglowego.

Azot wbudowany w strukturę poliskondensowanych układów aromatycznych zaczyna się intensywnie wydzielać powyżej 1100^oC a w formie resztkowej może przetrwać nawet do ok. 1600^oC.

Siarka tworzy najbardziej stabilne termicznie połączenia z węglem. Szczegółowe badania procesów odsiarczania koksów naftowych pochodzących z rop zasiarczonych wykazały, że jej usuwanie ze struktury materiału węglowego zachodzi stopniowo podczas ogrzewania w szerokim zakresie temperatur 1300-2200^oC.

METODY KLASYCZNE OZNACZANIA SKŁADU PIERWIASTKOWEGO PALIW

Oznaczanie zawartości węgla i wodoru

Zasada tych metod polega na całkowitym spaleniu próbki paliwa w strumieniu tlenu i grawimetrycznym oznaczaniu mas, powstałych w tym procesie, wody i dwutlenku węgla i na tej podstawie obliczeniu zawartości węgla i wodoru w paliwie. Pierwszą metodą opartą na tej zasadzie była metoda Liebiga. Następne wersje tej metody, ulepszone i zmodyfikowane, są jeszcze do dzisiaj stosowane. Różnią się one między sobą rodzajem katalizatora wspomagającego spalanie, zestawami absorpcyjnymi, temperaturami procesu. Przykładem metody oznaczania zawartości węgla i wodoru w paliwach stałych opartej na powyższej zasadzie jest metoda Radmachera i Hoveratha. Zestaw aparatury do oznaczania zawartości węgla i wodoru w paliwach stałych tą metodą przedstawiono na Rysunku 3. Zasadniczą częścią aparatury jest rura reakcyjna podzielona na strefę odgazowania, strefę spalania i strefę absorpcyjną. W pierwszej strefie paliwo ulega odgazowaniu, a wydzielające się gazy unoszone są przez gaz obojętny (azot) poprzez ogrzaną kapilarę do strefy spalania, gdzie doprowadzany jest tlen. Po zakończeniu odgazowania do strefy odgazowania wprowadza się tlen celem spalenia stałej pozostałości. Gorący płomień wytworzony w kapilarze zapewnia zupełne spalenie (utlenienie) wszystkich produktów odgazowania. Proces spalania jest regulowany i kontrolowany wielkością płomienia. Produkty spalania przepuszcza się przez warstwę dwutlenku ołowiu ogrzanego do temperatury 200^oC, który wiąże tlenki siarki, tlenki azotu i chlorowce. Powstającą podczas spalania wodę i dwutlenek węgla oznacza się grawimetrycznie.

Do wiązania wydzielającego się w procesie spalania dwutlenku węgla stosowany jest najczęściej azbest sodowany (askaryt), rzadziej wapno sodowane, a do pochłaniania wody stosuje się nadchloran magnezu (anhydron), pięciotlenek fosforu lub chlorek wapnia. Oprócz wody i dwutlenku węgla podczas spalania wydzielają się ponadto tlenki siarki, tlenki azotu i chlor. W celu usunięcia tlenków siarki ze spalin w rurze do spalań umieszcza się siatkę lub wełnę srebrną. Innym rozwiązaniem jest wprowadzenie do układu dodatkowego absorbera wypełnionego dwutlenkiem ołowiu PbO2 lub chromianem ołowiu PbCrO4.

Zawartość węgla (C^a) w próbce analitycznej paliwa oblicza się wg następującego wzoru:

, m 100

) m m ( 2729 ,

C^a 0 ² − ¹ ×

= % mas.

gdzie:

m – odważka paliwa, g

m1 – łączna masa absorberów wypełnionych azbestem sodowanym przed wykonaniem oznaczenia, g

m2 – łączna masa absorberów wypełnionych azbestem sodowanym po wykonaniu oznaczenia, g

0,2729 – współczynnik do przeliczenia dwutlenku węgla na węgiel.

Zawartość wodoru (H^a) w próbce analitycznej paliwa oblicza się ze wzoru:

a 3

4

a 100% 0,1119 W

m

) m m ( 1119 ,

H 0 − × − ×

= , % mas.

gdzie:

m – odważka paliwa, g

m3 – masa absorbera wypełnionego nadchloranem magnezowym przed wykonaniem oznaczenia, g

m4 – masa absorbera wypełnionego nadchloranem magnezowym po wykonaniu oznaczenia, g

W^a – zawartość wilgoci w próbce analitycznej paliwa, % mas.

0,1119 – współczynnik do przeliczenia wody na wodór.

Oznaczając w powyższy sposób zawartość węgla, w absorberach pochłania się nie tylko dwutlenek węgla pochodzący ze spalenia substancji organicznej węgla, ale również z rozkładu węglanów zawartych w substancji mineralnej. W przypadku węgla zawierającego znaczne ilości węglanów, na przykład węgle brunatne ze złóż w okolicy Bełchatowa, oznacza się ilość CO2 wydzielającego się ze składników mineralnych węgla. Zasada oznaczenia (PN- 85/G-04526) polega na rozkładzie węglanów kwasem solnym i grawimetrycznym oznaczeniu dwutlenku węgla, który zostaje związany w absorberze wypełnionym azbestem sodowym, a wtedy wzór na zawartość węgla w paliwie ma postać:

a M 2 a

a .

kor C 0,2729 (CO )

C = + × , % mas.

gdzie:

(CO2)^a_M- zawartość dwutlenku węgla oblicza się ze wzoru:

m 100 m m ) m

CO

( ₂ ^a_M ¹+ ² − ³ ×

= , % mas.

gdzie:

m - masa odważki próbki, g

m1,m2 - masa absorberów po wykonaniu oznaczenia, g m3 - masa absorberów dla ślepej próby, g

Oznaczanie zawartości azotu

We wszystkich naturalnych paliwach stałych występuje azot i to jedynie w połączeniach organicznych. Są to dwa typy wiązań azotowych: azot białkowy (aminy, amidy) i azot niebiałkowy (typu heterocyklicznego i w wiązaniach mostkowych).

Najpowszechniejszą metodą chemiczną oznaczania zawartości azotu jest metoda Kjeldahla przyjęta przez Polskie Normy (PN-92/G-04523). Zasada oznaczenia polega na katalitycznym utlenieniu próbki węgla za pomocą stężonego kwasu siarkowego. Jako katalizatory stosuje się selen, siarczan rtęci lub katalizator mieszany w skład którego wchodzi siarczan potasowy, selen i siarczan rtęciowy. Azot przechodzi w tych warunkach w amoniak i w reakcji z kwasem siarkowym tworzy siarczan amonowy. Reakcję prowadzi się w kolbie Kjeldahla przez kilka godzin. W następnym etapie na ochłodzoną ciecz działa się stężonym ługiem sodowym uwalniając w ten sposób amoniak, który absorbuje się w kolbie z mianowanym roztworem kwasu siarkowego. Nadmiar kwasu odmiareczkowuje się roztworem wodorotlenku sodowego lub potasowego i na tej podstawie oblicza się zawartość azotu w próbce paliwa. Zawartość azotu w próbce analitycznej paliwa oblicza się ze wzoru:

m 100 ) V V ( 00014 ,

N^a 0 − ¹ ×

= , % mas.

gdzie:

m - masa odważki paliwa, g

V- objętość roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 0,01 mol/dm³, zużytego do zmiareczkowania destylatu w ślepej próbie, cm³

V1 - objętość roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 0,01 mol/dm³ , zużytego do zmiareczkowania destylatu uzyskanego z próbki, cm³

0,00014 - masa azotu odpowiadająca 1 ml roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 0,01 mol/dm³ , g/cm³

Wadą metody Kjeldahla jest fakt, że nie uwzględnia azotu białkowego. W warunkach tej metody połączenia aminowe rozkładają się z wydzieleniem azotu elementarnego, który uchodzi z innymi gazami reakcyjnym. W związku z tym dla paliw zawierających azot typu białkowego, a więc dotyczy to torfu i węgli brunatnych, zaleca się stosowanie zmodyfikowanej metody Kjeldahla zwanej metodą Kjeldahla-Zinneke, w której oznacza się również azot elementarny.

Oznaczanie zawartości siarki

Siarka w paliwach stałych występuje w połączeniach organicznych i nieorganicznych.

W substancji organicznej węgla siarka występuje w postaci alkilowych i arylowych tioli, sulfidów, disulfidów i ugrupowań tiofenowych. W mineralnej części węgla siarka występuje głównie w postaci pirytu FeS2, w mniejszej ilości w postaci siarczanów wapnia i żelaza, a także siarki elementarnej.

Do najczęściej stosowanych klasycznych metod oznaczania zawartości siarki całkowitej w paliwie stałym należą metoda Eschki (PN-81/G-04514.01) i metoda spalania w wysokiej temperaturze z miareczkowaniem alkalimetrycznym (PN-81/G-04514.02).

Metoda Eschki polega na całkowitym spaleniu odważki paliwa z dodatkiem mieszaniny Eschki (2 cz.mas. MgO i 1 cz.mas. Na2CO3). Spalanie próbki węgla w środowisku alkalicznym ma na celu ilościowe związanie utworzonych tlenków siarki na siarczany (IV) i (VI). Następnie utlenia się siarczyny na siarczany za pomocą wody utlenionej, strąca się powstałe jony siarczanowe w postaci siarczanu barowego, oznacza się jego masę i oblicza się na tej podstawie zawartość siarki całkowitej. Metoda Eschki jest czasochłonna i wymaga dużej wprawy w pracy analitycznej. Zawartość siarki całkowitej (Sta) w próbce analitycznej paliwa oblicza się ze wzoru:

m 100

1374 , 0 ) 0080 , 0 m m

S^a_t = ( ¹− ² + × × , % mas.

gdzie:

m1 - masa siarczanu barowego uzyskanego w wyniku analizy badanego paliwa, g m2 - masa siarczanu barowego uzyskanego w ślepej próbie, g

m - masa odważki paliwa, g

0,0080 -masa siarczanu barowego uzyskanego z 10 ml roztworu siarczanu barowego, g 0,1374 -współczynnik do przeliczania masy siarczanu barowego na siarkę.

Metoda spalania w wysokiej temperaturze z miareczkowaniem alkalimetrycznym polega na całkowitym spaleniu próbki paliwa w strumieniu tlenu w temperaturze 1350^oC.

Powstałe tlenki siarki i chlor są absorbowane w wodzie utlenionej tworząc kwas siarkowy i kwas solny, łączną zawartość których oznacza się przez miareczkowanie mianowanym roztworem wodorotlenku sodowego wobec czerwieni metylowej. Następnie wyznacza się poprawkę na obecność chloru w paliwie.

Zawartość siarki całkowitej (Sta) w próbce analitycznej paliwa oblicza się ze wzoru:

m 100

0080 , 0 ) V V V

S^a_t = ( ¹− ² − ³ × × , % mas.

gdzie:

m - masa odważki paliwa, g

V1 - objętość 0,05 roztworu wodorotlenku sodowego lub czteroboranu sodowego, użytego do miareczkowania roztworu w analizowanej próbce paliwa, cm³,

V2 - objętość 0,05 roztworu wodorotlenku sodowego lub czteroboranu sodowego użytego do miareczkowania roztworu w ślepej próbie, cm³

V3 - objętość 0,05N roztworu azotanu rtęciowego, użytego do wyznaczenia poprawki na obecność chloru w analizowanej próbce paliwa, cm³ 0,0008 - masa siarki odpowiadająca 1 ml ściśle 0,05 M roztworu wodorotlenku

sodowego lub czteroboranu sodowego, g/cm³.

Oznaczanie zawartości tlenu

Zawartość tlenu w paliwie oblicza się najczęściej z różnicy przy założeniu, że suma zawartości pierwiastków węgla, wodoru, azotu, siarki i tlenu jest równa 100%. Stąd zawartość tlenu w substancji organicznej węgla (Oa) oblicza się ze wzoru:

Ooa = 100 – (W^a + A^a + C^a + H^a + N^a + Soa), % mas.

gdzie

W^a - zawartość wilgoci w próbce analitycznej paliwa, % mas.

A^a - zawartość popiołu w próbce analitycznej paliwa, % mas.

C^a, H^a, N^a - zawartość całkowita węgla, wodoru i azotu w próbce analitycznej paliwa, % mas.

Soa - zawartość siarki organicznej w próbce analitycznej paliwa, % mas.

Metody bezpośredniego oznaczania tlenu są bardzo rzadko stosowane. Jedną z nich jest metoda Unterzauchera polegająca na pirolizie próbki paliwa w strumieniu azotu w

temperaturze 1200^oC, następnie na ilościowej konwersji powstałych związków tlenowych do tlenku węgla nad warstwą rozgrzanego węgla (sadzy) i na jego oznaczeniu.

METODY INSTRUMENTALNE OZNACZANIA SKŁADU ELEMENTARNEGO

W ostatnich latach klasyczne metody oznaczania zawartości pierwiastków C, H, N i S w paliwach są zastępowane przez metody instrumentalne, które umożliwiają jednoczesne oznaczanie zawartości węgla, wodoru, siarki i azotu w tej samej próbce. Ich podstawową zaletą jest krótki czas analizy od kilku do kilkunastu minut w zależności od typu analizatora i bardzo dobra powtarzalność wyników pomiaru. Najpowszechniej stosowane analizatory składu elementarnego paliw stałych oparte są na procesie spalania próbki paliwa o masie od kilku do 100 mg w ściśle kontrolowanych warunkach i oznaczeniu zawartości CO2, H2O, tlenków siarki i azotu w gazach spalinowych (automatyczny analizator firmy Perkin-Elmer, Panalytica, Leco, Elementar). Jest wiele rozwiązań analizy produktów spalania. Tym przede wszystkim różnią się analizatory składu elementarnego różnych firm. Dostępne są różne konfiguracje tych aparatów, z możliwością analizy jedynie dwóch pierwiastków (CH, CS), trzech (CHS, CHN) lub czterech (CHNS). Niektóre aparaty CHNS są wyposażone w przystawkę do oznaczenia tlenu metodą bezpośrednią (pirolityczną). Jedna z nich polega na konwersji tlenu do tlenku węgla w temperaturze 1150^oC w kontakcie z reduktorem węglowym w atmosferze 95%N2/5%H2. Najczęściej w zautomatyzowanych analizatorach do oznaczania składu produktów spalania wykorzystuje się metody oparte na chromatografii gazowej. W niektórych aparatach do analizy produktów spalania jest stosowany detektor IR.

Natomiast do oznaczania śladowych ilości siarki zalecany jest detektor UV.

CEL ĆWICZENIA

Celem niniejszego ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i pracą automatycznego analizatora składu elementarnego VARIO EL III firmy niemieckiej Elementar Analysensysteme i wykonanie oznaczenia zawartości węgla, wodoru, azotu i siarki w próbce paliwa stałego. Analiza zawartości pierwiastków C, H, N i S polega na całkowitym spaleniu próbki paliwa w strumieniu tlenu w obecności katalizatora w temperature pieca 1150^oC i oznaczeniu produktów spalania. W wyniku reakcji egzotermicznej temperatura spalania próbki w kapsułce cynowej sięga około 1800^oC. Produkty spalania są

rozdzielane przy zastosowaniu specjalnych kolumn adsorpcyjnych i oznaczane kolejno za pomocą detektora cieplno-przewodnościowego (TCD). Gazem nośnym w układzie jest hel.

UWAGA: Proszę zapoznać się z zasadą działania detektora TCD.

Na Rysunku 4 przedstawiono schemat analizatora składu elementarnego CHNS.

Zasadniczą częścią urządzenia jest rura do spalań (4) i rura redukcyjna (8). W pierwszej z nich ma miejsce spalenie próbki paliwa w obecności trójtlenku wolframu WO3 jako katalizatora rozkładu nielotnych siarczanów, który ponadto wiąże pierwiastki alkaliczne.

Powstały popiół gromadzi się w tyglu (6) umieszczonym we wnętrzu rury. W rurze redukcyjnej (8) w kontakcie z miedzią ulegają redukcji tlenki azotu (NOx) do N2 i trójtlenek siarki do SO2 oraz usuwane resztki nieprzereagowanego tlenu. Lotne związki chlorowców usuwane są ze strumienia gazów na wylocie rury redukcyjnej przez wełnę srebrną. W efekcie strumień gazu nośnego opuszczający rurę redukcyjną zawiera tylko CO2, H2O, SO2 i N2 i jest kierowany do układu separacji i układu pomiarowego.

Układ separacji składa się z trzech kolumn. Kolumna adsorpcyjna (A) usuwa w sposób ilościowy ze strumienia gazu SO2, w kolumnie (B) jest wiązana H2O, a w ostatniej kolumnie adsorpcyjnej (C) usuwany jest z gazu CO2. Poszczególne kolumny adsorpcyjne mają specjalnie dobrane wypełnienia stosownie do przechwytywanego składnika gazu i charakterystyczne dla danego składnika temperatury desorpcji. Temperatura desorpcji dla SO2, H2O i CO2 wynosi odpowiednio 210^oC, 150^oC i 110^oC.

Opisywany układ odznacza się wysokim stopniem selektywności. Po przejściu przez trzy kolumny gaz nośny zawiera jedynie azot N2, który jest bezpośrednio mierzony przez detektor TCD (1). Po oznaczeniu azotu, prowadzi się kolejno desorpcję termiczną CO2, H2O i SO2 i kieruje się poszczególne składniki gazu wprost do detektora (1). Wartość mierzonego sygnału zależy od stężenia danego składnika w gazie. Rysunek 5 przedstawia profile sygnałów detektora odpowiadające poszczególnym składnikom gazu.

WYKONANIE OZNACZENIA SKŁADU ELEMENTARNEGO 1. Przygotowanie aparatu do pracy

a) Wykonanie ślepej próby („blank”), która jest w pewnym stopniu miarą szczelności

Rys. 5. Typowy przebieg mierzonych sygnałów detektorem TCD w czasie analizy w trybie CHNS

b) Kondycjonowanie aparatu („run-in”), które polega na wykonaniu 4 pomiarów dla substancji wzorcowej. Jako wzorce stosuje się czyste organiczne związki chemiczne (kwas sulfanilinowy: C=41,61%, H=4,07%, N=8,09%, S=18,5%; acetanilid C=71,09%, H=6,71%, N=10,36%) lub specjalnie przygotowane i zanalizowane próbki węgli, które są traktowane jako wzorzec w przypadku gdy może mieć wpływ na wynik matryca węglowa.

c) Określenie współczynnika dziennego („daily factor”), co pozwala skorygować krzywą kalibracji do codziennie zmieniających się warunków pomiaru. W tym celu należy wykonać 3 pomiary dla substancji wzorcowej.

2. Przygotowanie próbek do analizy

Łódeczkę cynową wytarować na mikrowadze. Następnie naważyć około 5 mg próbki wzorca lub węgla, zamknąć łódeczkę i uformować pakiecik wg instrukcji prowadzącego, ponownie położyć na szalce i odpowiednim przyciskiem wprowadzić wartość naważki do komputera, a następnie wprowadzić nazwę próbki i wybrać czas dozowania tlenu do komory spalań (O2- Index). Wartości O2 – Index oznaczają: 1 - 90 s, 2 –1 s, 3 –120 s, 4 –150 s, 5 –180 s.

Następnie sprasowaną łódeczkę z próbką przenieść do automatycznego podajnika próbek (autosampler) (2).

3. Przebieg analizy

Na początku analizy dokonywana jest procedura „Auto-Zero” mająca na celu przygotowanie do pracy detektora (1), a następnie otwiera się zawór kulowy (3) przez obrót o 180^o w wydrążonej nieprzelotowej kuli. Talerz podajnika porusza się krokowo o jedna pozycję dalej i próbka wpada do wydrążenia w zaworze kulowym. Następnie zawór kulowy obraca się o 90^o przyjmując tzw. pozycje płukania i zamyka wlot. W rezultacie azot atmosferyczny, który dostał się przy załadunku próbki jest usuwany i po zakończeniu tej operacji próbka przez kolejny obrót o 90^o zaworu kulowego wpada do tygla (6) w rurze do spalań (4). Równolegle z procesem wprowadzania próbki rozpoczyna się dozowanie tlenu za pomocą lancy tlenowej (5) tak, że próbka wpadając do tygla (6) ulega gwałtownemu spalaniu. Po określonym czasie zadanym przez O2-Index rozpoczyna się całkowanie sygnału detektora dla azotu (N2).

Następnie jest mierzony w kolejności CO2, H2O i SO2.

Autor: Grażyna Gryglewicz