На главную » Электрохимическое определение хлора

Электрохимическое определение хлора

В общем случае, следует различать периодические и постоянные измерения содержания хлора.
Периодические измерения иногда выполняются очень простыми, сравнительно неточными методами: индикаторными полосками или, в лучшем случае, небольшими переносными фотометрами.
Фотометрическое определение основано на ослаблении интенсивности луча света определенной длины волны при прохождении через слой жидкости. Если известна первоначальная интенсивность, то по уменьшению интенсивности можно определить кон-центрацию определяемого вещества.
Этот метод основан на законе Ламберта-Бера, который устанавливает зависимость между толщиной слоя, через который проходит луч, параметрами поглощения света и концентрацией веществ, поглощающих свет.
Закон Ламберта-Бера:



где:
А - Поглощение света [%]
К - Коэффициент поглощения для данного вещества, обычно выражаемый в [л/(моль * см)]
с - Концентрация [мг/л или моль/л]
d - Толщина слоя [см]

Компактный фотометр Conex DIT служит для определения химически связанного и свободного хлора методом DPD. На присутствие хлора указывает появление красной окраски.

Для постоянных измерений обычно используются электрохимические методы. В этих методах концен¬трацию дезинфекционного средства определяют по физико-химическим параметрам. Применяют два разных метода:
  1. Амперометрический
  2. Потенциостатический

Амперометрический метод основан на принципе гальванического элемента. Два электрода, изготовленные из разных металлов, помещают в раствор. При этом между ними возникает электрохимический контакт через спой раствора, находящийся между ними. Различные свойства металлических электродов в отношении их склонности испускать электроны в раствор обеспечивают возрастание заряда и возникновение тока. Полученный сигнал тока в диапазоне нано- или микроампер усиливается прибором.
В более развитой версии амперометрического метода используются ион-селективные мембраны. В этом случае проба раствора «фильтруется» мембраной, пропускающей хлор. Мембрана находится в солевом растворе с опущенными в него двумя электродами. В этой части базовая схема анализа такая же, как в методе, описанном выше. Недостаток этого метода-довольно короткий срок службы мембраны, которую необходимо менять каждые 1-2 года.
Гораздо более эффективным и надежным является потенциостатический метод. В этом методе для измерений используется двух- или трехэлектродная система. В трехэлектродной системе Alldos через пробу раствора контактируют измерительный элект-род и противоэлектрод. Электрод сравнения служит для генерации постоянного заряда в измерительном электроде с помощью потенциостата.
Такая технология делает потенциостатическую измерительную систему намного более стабильной.

На интенсивность измеряемого сигнала влияет не только концентрация вещества, но и его окислительно-восстановительный (redox) потенциал.
Все вещества имеют разные redox-потенциалы, то есть различную склонность принимать или отдавать электроны при данных условиях.
На следующем рисунке показана зависимость redox-потенциалов разных веществ от значения рН.

pH - зависимый процесс измерения потенциала хлорированного раствора описывается следующим уравнением:



В левой части уравнения присутствуют катионы Н+, что свидетельствует о зависимости от значения рН и способности хлорноватистой кислоты забирать электроны (восстанавливаться), приводя к разности потенциалов между электродами.
Рассмотрев в некоторых деталях сложные химические взаимодействия при дезинфекции и соответствующие измерительные методы, перейдем к типам хлорирования, используемым на практике.