اندازه گیری گاز ازن تولیدی توسط ازن ژنراتورها

برای اندازه گیری ازن تولیدی توسط ازن ژنراتورها روشهای متنوع آزمایشگاهی و تجهیزاتی وجود دارد . ازن گازی با چگالی ۱.۵ برابر اکسیژن که یکی از اشکال آلوتروپ اکسیژن است، گازی سمی و دارای نقطه‌جوش ۱۱۲-  درجه سانتی‌گراد و بسیار ناپایدار است. این گاز در فاز گازی پایدارتر از حالت مایع است در حالت گازی بی‌رنگ و بی‌بو است و در حالت مایع به‌صورت آبی تیره دیده می‌شود.

برای سنجش ازن، روش های مختلفی از قبیل : روش یدومتری، روش ایندیگو، روش الکترود غشایی ازن و روش جذب UV موجود می باشد که با توجه به شرایط مختلف و حالت های ازن(محلول یا گازی) متفاوت است.

محاسبه گاز ازن از سه طریق آزمایشگاهی، محاسباتی و دستگاه‌های تجاری صورت می‌گیرد. در زیر به توضیح این روش‌ها می‌پردازیم:

گاز ازون معمولاً به‌صورت مقدار باقی‌مانده آن در سیستم اندازه‌گیری می‌شود.

به علت اینکه ازون جزو عوامل اکسیدکننده بسیار قوی می‌باشد باید متد انتخابی را با دقت فراوان انتخاب نمود زیرا معرف‌های به‌کاررفته به‌راحتی توسط ازن اکسید می‌شود و معرف‌های دیگری که توسط محصولات حاصل از تجزیه ازن نیز تولیدشده به‌سادگی اکسید می‌شود. بنابراین بسته به روش‌های آنالیز که ممکن است رنگ سنجی یا الکتروشیمیایی باشد برای تعیین مقدار ازن هر اکسیدان دیگر نیز در روش‌های آنالیز دخالت می‌کنند و سبب خواندن مقداری بیشتر از واقعیت می‌شوند چون همیشه کل غلظت اکسیدان ها اندازه‌گیری می‌شود و این مقدار بسیار زیادتر از مقدار واقعی گاز ازن است به همین علت با انجام نکاتی این خطا را به حداقل برسانیم. این نکات به‌صورت زیر است.

۱-  نمونه‌برداری را بایستی با دقت و بدون اختلاط و در لوله‌های دربسته انجام دهیم.

۲- برای از بین نرفتن ازن مستقیماً گاز را وارد محلول می‌کنیم.

۳- زمان بین نمونه‌برداری و اندازه‌گیری بایستی کوتاه باشد.

۴- چون کار دستی امکان خطا دارد سعی می‌کنیم که روش به صورت دستگاهی و اتوماتیکی صورت گیرد.

روشهای ذکر شده جهت اندازه گیری گاز ازن تولیدی توسط ازن ژنراتورها به اختصار در زیر توضیح داده شده است:

تعیین غلظت ازن به کمک روش های آزمایشگاهی

۱-اندازه گیری ازن با استفاده از استاندارد متد:

Indigo Method ozone calculation:

رنگ سنجی (ایندیگو تری سولفوناتی ) یک روش کمی و ساده است که در Standard Methods  ذکرشده است و جایگزین روش‌هایی بر اساس اکسیدانت های موجود می‌باشد.

(Ozone by Indigo Colorimetric Method)

از این روش در مشاهده غلظت ازن در آب بطری، آب آشامیدنی، آب صنعتی، آب صنعت داروسازی با تغییر رنگ کیت استفاده می‌شود. باید توجه داشت از این روش در آب‌های دریا استفاده نمی‌شود.

در این روش مقدار ازن بایستی طوری انتخاب شود که بین ۲۰ تا ۹۰ درصد از معرف را بی‌رنگ نماید محلول استوک با استفاده از فسفریک اسید غلیظ و تری فسفات ایندیگو پتاسیم آماده می‌گردد. پایداری محلول فوق در تاریکی تا ۴ ماه می‌باشد. [۱]

شکل ۱- رنگ سنجی به روش ایندیگو

محدوده رنج pH بین ۲تا ۷ می‌باشد. افزایش سختی و قلیایت در این روش تأثیر منفی دارد اما تا قلیایت ۵۰۰ و سختی کربنات ۱۲۰۰ میلی‌گرم بر لیتر را می‌تواند پوشش دهد. وجود Fe+^۳ و  +Mn^۲ در این روش تأثیرگذار نیست. [۲]

• روش یدومتری

یون یدید در محلول پتاسیم یدید به‌وسیله ید اکسید می‌شود. اسیدیته محلول فوق باید در پایین‌تر از ۲ تنظیم گردد. برای اندازه‌گیری ازن از یدید پتاسیم استفاده می‌شود که می‌توان مقادیر مصرفی ازن را تعیین نمود زیرا ازن طبق واکنش زیر، ید را آزاد می‌کند. مقدار ید توسط تیوسلفات سدیم تیتر می‌شود که مقدار ازن متناسب با مقدار ید آزادشده می‌باشد(روش۲۳۵۰ یدید پتاسیم استاندارد متد). [۳]

O_۳ + ۲I ^– + H_۲ O↔ I_۲ + ۲OH^– +O_۲

-I_۲ + ۲S_۲ O_۳ ↔ ۲I^– + S_۴ O_۶^۲

روش معمول در آزمایشگاه ها:

گاز خروجی دستگاه ازن ژنراتور از دو گازشوی سری محتوی ۲۵۰ میلی‌لیتر محلول یدید پتاسیم دو درصد به مدت ۱۰ دقیقه عبور داده می‌شود. پس از سپری شدن زمان فوق مقدار ۲۰۰ میلی‌لیتر از محلول یدید پتاسیم در داخل ارلن ریخته و به آن ۱۰ میلی‌لیتر اسیدسولفوریک ۲ نرمال اضافه شد. سپس محلول با استفاده از تیوسولفات سدیم۰/۰۰۵ نرمال تا بی‌رنگ شدن ید تیتر می‌گردد.با اضافه کردن ۱تا ۲ قطره چسب نشاسته، رنگ محلول آبی می‌گردد و در این زمان تا بی‌رنگ شدن محلول تیتراسیون ادامه می‌یابد. در انتها مقدار حجم تیتر شده مصرفی یادداشت و میزان ازن تولیدی از رابطه زیر تعیین می‌گردد:

A: میلی‌لیتر تیوسولفات مصرفی در گازشوی اول

B: میلی‌لیتر تیوسولفات مصرفی در گازشوی دوم

T: زمان ازن زنی برحسب دقیقه

N: نرمالیته تیوسولفات سدیم

دستگاه ازن سنج می تواند جایگزین روش یدومتری شود که ازن با معرف DPD که به صورت قرص حاوی یدید پتاسیم است، واکنش داده و رنگ ارغوانی ایجاد می کند.

• استفاده از کیت‌های اندازه‌گیری ازن باقی‌مانده:

کیت‌های ازن برای اندازه‌گیری ازن باقی‌مانده آب‌های آشامیدنی و استخر استفاده می‌شود.

روش اندازه‌گیری:

ظرف آزمایش را تا خط نشانه از آب مورد آزمایش پر کنید. ۵  قطره از محلول ماده ۱ به آن افزوده و تکان دهید. در صورت ایجاد رنگ زرد، آب دارای ازن می‌باشد. رنگ زرد به‌دست‌آمده را با طیف رنگی مقایسه کرده و مقدار ازن را برحسب میلی‌گرم در لیتر یا PPM محاسبه نمایید.

مشخصات فنی :

– روش آزمون : رنگ سنجی

– رنج اندازه‌گیری :  ۰.۲ – ۲ میلیگرم بر لیتر ازن

– حد تشخیص :   ۰.۲-۰.۵-۱-۱.۵-۲ میلیگرم بر لیتر ازن  

شکل ۲- کیت های اندازه گیری ازن موجود در بازار[/caption]

دستگاه های آنلاین اندازه گیری ازن تولیدی ازن سازها

در حال حاضر شرکتهای زیادی اقدام به تولید دستگاه های آنلاین اندازه گیری ازون کرده اند که به عنوان نمونه یکی از آنها در لینک زیر پیوند داده شده است.

پیوند دستگاه آنلاین اندازه گیری ازن