Một Số Phương Pháp Xác Định Được Nồng Độ Ozone

Ozone là gì?

Ozone là chất khí không màu, không mùi ở nồng độ thấp. Trái lại, ở nồng độ cao ozone sẽ có mùi hôi hơi tanh. Do có tính oxi hóa mạnh nên ozone có thể giết chết tế bào vi khuẩn hay tử nấm, vì vậy ozone thường được làm chất khử trùng. Một số tác dụng của ozone được biết đến là khử sạch mùi hôi, loại bỏ dầu mỡ và các chất gây ô nhiễm trong nước, khử các tế bào ung thư và nấm có hại, khử mùi trong không khí, làm sạch nước và loại bỏ ion có hại,…

Tuy nhiên, nồng độ ozone luôn là vấn đề quan trọng cần cân nhắc khi sử dụng. Nếu sử dụng quá liều sẽ gây tổn hại cho tế bào nhất là với tế bào hô hấp.

Liều lượng ở đây được hiểu là thời gian tiếp xúc với khí ozone có nồng độ nhất định và đo bằng mg-giờ/lít (ppm-giờ). Ozone được đặc trưng bởi đại lượng CT (trong đó C là nồng độ, T là thời gian). CT còn biết đến với cái tên hằng số phản ứng hóa học vì nó chi phối tốc độ phản ứng hóa học.

Phương pháp xác định nồng độ ozone

• Phương pháp hấp thụ UV

Theo tính chất vật lý, ozone hấp thụ tia cực tím (tia UV) với bước sóng khoảng 254nm cực mạnh. Do đó có thể xác định được nồng độ ozone theo nguyên lý sau:

Tia cực tím không bị hấp thụ bởi nước mà bị hấp thụ mạnh bởi ozone nên sau khi xuyên qua nước, tia sáng sẽ rọi lên sensor quang điện, tín hiệu được xử lý và hiển thị. Nếu cường độ tia sáng đi qua nước không chứa ozone là A và khi có nước là B thì nồng độ ozone (C) được tính theo công thức sau:

C= (106 t/273 PLk). Log (A/B) (Đơn vị : ppm)

Trong đó :

–         k : Hằng số thực nghiệm, được xác định bằng phép chuẩn máy

–         T : Nhiệt độ nước/ không khí

–         P : Áp suất nước/ không khí

–         L : Chiều dài quãng đường tia sáng đi qua trong nước

• Phương pháp quang hóa

Phương pháp quang hóa dựa trên nguyên lý sau:

Khi hai chất bền vững A và B phản ứng với nhau sẽ tạo thành chất C’. Chất C’ này không bền nên nhanh chóng chuyển thành chất C, phần năng lượng dư sẽ chuyển thành ánh sáng gọi là hiện tượng quang hóa. Cường độ và màu sắc của ảnh sáng phát ra sẽ phụ thuộc vào nồng độ giúp ta có thể xác định được nồng độ những chất tham gia phản ứng.

Để xác định nồng độ ozone, người ta cho etilen phản ứng với ozone. Dựa vào cường độ của ánh sáng phát ra, ta có thể xác định được nồng độ ozone.

• Phương pháp so màu

Sử dụng hợp chất có công thức C16H7K3N2O11S3 ( Potasium indigo trisulfonate) để phản ứng và hủy ozone. Khi phản ứng với ozone, độ màu của chất trên sẽ tỷ lệ với nồng độ ozone. 

Công thức được tính như sau:

C= 100 (B-A)/f.b.V (Đơn vị: ppm)

Trong đó:

C: Nồng độ ozone

A : Tín hiệu ánh sáng đi qua dung dịch không chứa ozone

B : Tín hiệu ánh sáng đi qua dung dịch chứa ozone

f : Hằng số thực nghiệm

b : Quãng đường tia sáng đi qua

V : Thể tích dung dịch thử

• Phương pháp thể tích

Tiến hành kiểm chứng bằng cách: Cho chất phản ứng Tt và chất chỉ thị Ir vào chất cần phân tích A. Khi đó màu chất chỉ thị sẽ thay đổi. Nồng độ cần phân tích được tính theo công thức:

C(A) = C(Tt).V(Tt)M/V(A)

Trong đó:

C(Tt) : Nồng độ của chất phản ứng được cho vào chất phân tích tại thời điểm kết thúc phản ứng

V(Tt) : Thể tích của chất phản ứng được cho vào chất phân tích tại thời điểm kết thúc phản ứng

V(A) : Thể tích chất cần phân tích

M : Tỷ số mol của chất cần phân tích và chất phản ứng Tt trong phản ứng hóa học cần bằng giữa chúng

• Phương pháp trực tiếp

Dùng tia lửa điện có thể chuyển oxy thành ozone và ngược lại làm thay đổi thể tích và áp suất khí. Đo sự chênh lệch có thể biết được nồng độ ozone.

• Phương pháp xác định ozone trong không khí

Sử dụng thiết bị đo nồng độ. Loại máy này cho phép chúng ta điều khiển lượng ozone trong phòng theo nhu cầu sử dụng.

• Phương pháp xác định ozone trong nước

Sử dụng thiết bị đo ORP (khả năng khử oxi hóa của một chất). Máy đo ORP cầm tay là một loại bút kỹ thuật không thấm nước, phạm vi sử dụng rộng rãi và có độ chính xác cao.

Trên đây là bài viết tổng hợp 7 phương pháp xác định nồng độ Ozone phổ biến ngày nay. Mong rằng những thông tin hữu ích trên sẽ giúp bạn đọc có thể kiểm soát và sử dụng ozone hiệu quả trong các lĩnh vực trong đời sống.