Экспресс-анализаторы углерода служат для точного измерения концентрации углерода в чёрных и цветных металлах, включая сталь и чугун. Такие приборы обеспечивают быстрый и надежный способ оценки качественного состава металла, применяемый в металлургии, машиностроении и исследованиях материалов.
Работа анализаторов основывается на методе термохимического анализа, состоящего из нескольких важных шагов:
Основные этапы работы анализатора
1. Сжигание образца металла
Небольшое количество металлической стружки или другого подходящего материала помещается в специальную камеру сгорания. Там оно нагревается до высоких температур, что запускает процесс горения. В процессе углерод, содержащийся в металле, соединяется с кислородом воздуха и образует углекислый газ (CO₂).
Формула реакции выглядит так:
C + O₂ → CO₂Здесь C — углерод, O₂ — кислород, CO₂ — углекислый газ.
2. Поглощение углекислого газа раствором щелочи
Затем выделившийся углекислый газ попадает в емкость с раствором щелочи, обычно это раствор гидроксида натрия (NaOH). Раствор щелочи активно связывает углекислый газ, образуя новую соль — карбонат натрия (Na₂CO₃) и воду (H₂O).
Химическая формула этого процесса:
CO₂ + 2 NaOH → Na₂CO₃ + H₂O3. Изменение уровня pH раствора
Раствор, поглотивший углекислый газ, меняет свою кислотность. Концентрация щелочи снижается, что отражается на уровне pH. Чем больше углерода было в образце, тем ниже становится pH раствора.
4. Электрохимическое восстановление раствора
Следующим этапом является восстановление свойств раствора. Через него пропускают электрический ток, который снова повышает концентрацию щелочи до прежнего уровня. За счет этого процесса раствор возвращается в свое исходное состояние.
5. Расчет содержания углерода
Электрическая энергия, потраченная на восстановление раствора, пропорциональна массе углерода, которая была первоначально в образце. Используя специальное программное обеспечение, прибор рассчитывает точный процент углерода в металле.
Примеры известных приборов
Некоторые популярные модели экспресс-анализаторов включают:
- ACR 800: один из лидеров рынка, отличающийся высоким уровнем точности и широкой областью применения.
- IRIS-Carbon: современный прибор, подходящий для небольших производств и лабораторий.
- ANTARES: универсальная серия, пригодная для большинства видов промышленного анализа.
Заключение
Итак, работа экспресс-анализаторов углерода строится на процессах горения, поглощения углекислого газа, изменения кислотности и последующего восстановления раствора. Такой подход гарантирует надежность и точность измерений, делая эти приборы незаменимыми инструментами в современном контроле качества металлов.
Загрузка...