hoofdartikel
technologie > instrumentatie > analyse > kooldioxide
Download download article

Koolstofdioxide

Inhoudsopgave
 Relatie tussen gedeeltelijke druk en oplosbaarheid van CO2
Hier volgt een korte samenvatting van het principe van de potentiometrische meting van CO2 waarop deze sensor en dit systeem gebaseerd is (Severinghaus). De CO2-sensor gebruikt een gasdoorlatend siliconenmembraan dat strak rond een speciaal ontworpen plat pH-membraan wordt getrokken. Het CO2 van de proef of het proces dringt door het membraan in of uit de elektrolyt waar het evenwicht bereikt met HCO3--ionen waardoor het protonen genereert of vernietigt. De optredende pH-verandering van de elektrolyt wordt door een pH-elektrode opgenomen en is logaritmisch proportioneel aan de partiele druk van koolstofdioxide in de te meten oplossing.
Het opgeloste CO2-gas reageert met water om bicarbonaat en H+-ionen te vormen.

Relatie tussen gedeeltelijke druk en oplosbaarheid van CO2

Onder evenwichtsomstandigheden hebben we dezelfde partiele druk van CO2 aan beide kanten van het gasdoorlatende membraan. Het is belangrijk om te begrijpen dat de CO2-sensor alleen de partiele druk van CO2 in de meetoplossing meet. Andere factoren, zoals pH-waarde, zoutconcentratie en temperatuur hebben slechts een indirect effect in zoverre als ze de (pCO2) / (CO2) / (HCO3) relatie in de meetoplossing beïnvloeden.

Als een vloeistof verzadigd is met een gasmengsel zal een dynamisch evenwicht worden bereikt.
Analogie: Een dynamisch evenwicht is als een drukke winkel waarin klanten continu binnenkomen en vertrekken waarbij het aantal klanten in de winkel telkens constant blijft.
In de evenwichtige staat zal de partiele druk van een gascomponent gelijk zijn in de vloeibare en in de gasfase.

Volgens de wet van Dalton is de totale druk p van een mengsel gassen de som van de partiele drukken van de componenten. Deze partiele drukken zijn de drukken die de gassen zouden hebben uitgeoefend als zij alleen in de container zouden zijn gebleven (bij dezelfde temperatuur).




(Fig.1: Wet van Dalton)

Voorbeeld: Water bij 25°C (77°F) is verzadigd met een gasmengsel van 50% CO2 en 50% N2. De totale druk is 1000 mbar. Tijdens verzadiging zal CO2 reageren met water om HCO3-ionen te vormen voordat een partiele druk wordt opgebouwd (zie fig.2).
Vloeibare fase bevat water, opgeloste CO2, opgeloste N2, HCO3, H+, OH-ionen
Gasfase bevat waterdamp, CO2, N2.

Waterdampdruk is temperatuurafhankelijk. Bij 25°C (77°F) P (H2O) = 32mbar.
De partiele drukken zijn daarom als volgt:
PH2O = 32 mbar
PCO2 = 484 mbar
PN2 = 484 mbar
P (tot) = 1000 mbar

Conclusie: de partiele druk van CO2 in vloeibare en gasfase is 484 mbar. De dampdruk van water als een functie van temperatuur moet altijd in rekening worden genomen.

De partiele druk is de bijdrage dat het gas doet aan de totale druk van een proef.
De oplosbaarheid van CO2 in water is proportioneel aan zijn partiele druk (Wet van Henry), omdat een vergroting in druk gelijkstaat aan een vergroting van de snelheid waarmee gasmoleculen het oppervlak van het oplosmiddel raken.

Bij 25°C (77°F) is de Henry-constante voor CO2 1.402 g/l bar.

De CO2 oplosbaarheid is veel hoger dan de oplosbaarheid van zuurstof.

Voorbeeld: dezelfde partiele druk voor O2 en CO2 p = 212 mbar bij 25°C (77°F)

Oplosbaarheid van O2 (opgeloste zuurstof) = 8.52 mg/l

Oplosbaarheid van CO2 (opgeloste koolstofdioxide) = 297.2 mg/l

De oplosbaarheid van een gas in water is sterk afhankelijk van de temperatuur.

De oplosbaarheid wordt vergroot wanneer de temperatuur daalt.

CO2 verzadigingsindex Slco2 (%) wordt gedefinieerd als:





(Fig.2: Evenwicht tussen gas- en vloeistoffase)

forumGeef uw reactie op dit artikel
Alle velden zijn verplicht. Uw persoonlijke informatie wordt niet op de site geplaatst. Hyfoma levert geen machines, maar verwijst alleen naar de bedrijven die de machines leveren. De meeste genoemde bedrijven leveren alleen machines voor de voedselindustrie en produceren geen voedsel.

Naam: Email:
Functie: Bedrijf: