Hydrogen Analysis

Hidrogenul este întâlnit atât în materialele organice cât şi în cele anorganice într-o varietate de compuși chimici. Prin urmare, pentru a determina în mod fiabil concentraţiile de hidrogen sunt necesare analizoare speciale. Analiza de hidrogen în probele de materiale organice Pentru probele de material organice precum cărbune, lemn sau deşeuri, concentraţia de hidrogen este un indicator important pentru determinarea puterii calorifice. În cele mai multe cazuri, hidrogenul va fi legat chimic în materialul organic, de exemplu într-un compus de carbon-hidrogen. Acesta oferă energie de ardere suplimentară atunci când materialul este ars în centralele electrice pe cărbune sau fabrici de ciment. Vaporii de apă generaţi în timpul arderii trebuie deversaţi (evaporaţi) ulterior pentru a reduce semnificativ valoarea efectivă calorică în prezența hidrogenului. Analiza de hidrogen a concentraţiilor de hidrogen organic cu analizoarele elementale este realizată prin arderea în cuptoare tubulare ceramice la temperaturi de până la 1,550° C în atmosferă de oxigen. Vaporii de apă rezultaţi sunt măsuraţi într-o celulă infraroşu. Anumite analizoare, precum CHS-580 şi CHS-580A ale ELTRA, permit o analiză combinată a hidrogenului, carbonului şi sulfului. Analiza de hidrogen în probele de materiale anorganice Proprietățile materialelor anorganice, cum ar fi oţelul şi titanul sunt în mod semnificativ influențate de conținutul de hidrogen. Cu cât conținutul este mai mare, cu atât materialul devine mai fragil. Acest lucru poate constitui o problemă, în special pentru produsele medicale, cum ar fi şolduri artificiale sau stenturi. Analiza de hidrogen în materiale anorganice poate fi realizată printr-o varietate de metode. Cea mai comprehensivă analiză (conţinutul total de hidrogen) este efectuată prin fuziune şi fuziune succesivă de gaze inerte, de exemplu, cu analizorul ONH-p al ELTRA. Fuziunea probei are loc într-un creuzet de grafit, încălzit la 3000° C. Hidrogenul eliberat este măsurat într-o celulă de conductivitate termică, împreună cu azotul, drept gaz purtător. Această metodă de măsurare detectează hidrogenul în toate formele sale de legare posibile: ambele tipuri de hidrogen rezidual și hidrogen legat chimic (de exemplu, într-o hidrură) sunt eliberate şi detectate la aceste temperaturi.  Conţinutul de hidrogen rezidual şi difuzibil Măsurarea exclusivă a hidrogenului rezidual poate fi realizată la temperaturi de până la 1000° C, de exemplu cu analizorul H-500 al ELTRA. În acest cuptor cu tub de cuarţ cu temperatură controlată proba rămâne solidă în timpul măsurării, iar hidrogenul rezidual este extras cu azot, ca gaz purtător (fuziune cu gaze inerte). Conţinutul eliberat de hidrogen este măsurat într-o celulă de conductivitate termică. În funcție de natura chimică a probei şi temperatura aplicată, doar hidrogenul rezidual este detectat, dar nu şi cel legat chimic. Analizarea conținutului de hidrogen difuzibil constituie o adevărată provocare. Cu un dispozitiv special de prevelare a probei, este prelevată o probă de oţel topit şi răcit lent la temperatura camerei. Hidrogenul eliberat este colectat în dispozitivul de prelevare, care este deschis cu un perforator. Când dispozitivul de prelevare este deschis, hidrogenul colectat este îndepărtat prin spălare cu gaz purtător la temperatura camerei şi măsurat într-o celulă de conductivitate termică.