Phương Pháp Xác định Nồng độ Ozone

Trong quá trình xử lý nước hay không khí bằng ozone, cũng như trong các ứng dụng ozone khác, nồng độ ozone cần được xác định. Ozone là loại khí không bền, dễ tái hợp thành oxy, vì vậy các phương pháp đo nồng độ ozone thực hiện trong thời gian ngắn.

1, Phương pháp hấp thụ UV

Ozone hấp thụ mạnh tia cực tím UV(B) với bước sóng 254 nm. Nguyên lý của thiết bị đo theo phương pháp hấp thụ UV như sau: Nguồn tia cực tím từ đèn thủy ngân được lọc để giữ lại bước sóng 254 nm. Bước sóng này ít bị hấp thụ bởi nước, nhưng bị hấp thụ mạnh bởi ozone. Sau khi xuyên qua nước, tia sáng rọi lên sensơ quang –điện, tín hiệu được xử lý và hiển thị. Gọi cường độ tia sáng đi qua nước không khí chứa ozone là I1 và khi có ozone là I thì nồng độ ozone C (ppm) được tính theo công thức:

C = (106 T/273 PLk). Log (I1/I)

Trong đó: k là hằng số thực nghiệm, được xác định bằng phép chuẩn máy, T và P: nhiệt độ và áp suất không khí, L : chiều dài quãng đường tia sáng đi qua trong nước. Phương pháp hấp thụ UV có thể dùng để đo ozone trong cả nước và không khí.

2, Phương pháp so màu

Cần chuẩn bị một dung dich Potasium indigo trisulfonate (hợp chất hữu cơ phức tạp chứ C, O, H và S, K). Đây là chất phản ứng và hủy ozone. Khi phản ứng với ozone, ozone làm mất màu của trisulfonate. Vậy độ màu của Potasium indigo trisulfonate khi tương tác với ozone sẽ tỷ lệ với nồng độ ozone. Quan sát sự thay đổi màu của chất thử bằng mắt và bằng trắc quang.

C= 100 (I- I1)/f.b.V

Trong đó C : nồng độ ozone, I, I1: tin hiệu ánh sáng khi đi qua dung dịch chứa và không chứa ozone, f: hàng số thực nghiệm, b: quãng đường tia sáng đi qua, V: thể tích dung dịch thử

3, Phương pháp quang hóa

Có một số hợp chất hóa học bền vững (A và B) khi phản ứng với nhau tạo thành chất C’ (không bền và có năng lượng cao và gọi là trạng thái bị kích thích). Chất C’ này nhanh chóng trở thành chất C, phần năng lượng dư chuyển thành ánh sáng (hiện tượng quang – hóa). Cường độ và màu sắc của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào nồng độ các chất tham gia phản ứng.

Trong phép thử ozone người ta cho etylene phản ứng với ozone và sản phẩm là ánh sáng. Cường độ và phỏ của ánh sáng phát ta tỷ lệ với nồng độ ozone. Khối lượng etylene tham gia phản ứng cần đủ lớn để đảm bảo lượng etylene tiêu hao khi phản ứng với ozone là không đáng kể.

4, Phương pháp thể tích hay phương pháp Iodine

Cần chuẩn bị chất phản ứng Tt, chất chỉ thị Ir và chất cần phân tích A. Cho chất phản ứng Tt và chất chỉ thị Ir vào chất phân tích A. Màu chất chỉ thị thay đổi. Nồng độ chất cần phân tích C (A) bằng:

C(A) =  C(Tt).V(Tt) M/V(A) trong đó C(Tt) và V(Tt) là nồng độ và thể tích của chất phản ứng được cho vào chất phân tích tại thời điểm kết thúc phản ứng. V(A) là thể tích chất cần phân tích. M là tỷ số mol của chất cần phân tích và chất phản uengs Tt trong phả ứng hóa học cân bằng giữa chúng.

Đối với ozone, người ta dùng chất phản ứng là dung dịch KI, bổ sung axit sulfủic để giữ pH= 2. Ozone phản ứng với KI, giải phóng Iốt.

5, Phương pháp trực tiếp

Chuyển đổi Oxy thành Ozone và ngược lại Ozone thành Oxy làm thay đổi thể tích và áp suất khí. Vậy đo sự chênh lệch đó có thể biết được nồng độ ozone.