Анализаторы содержания растворенного водорода. Отличие от pH-метров.

Водород – (H) – первый элемент периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева. Название Hydrogenium – можно перевести с греческого как «порождающий воду». Водород – самый распространенный на Земле элемент, на его долю приходится около 88,6 % всех атомов, однако в чистом виде встречается редко, чаще в различных соединениях. Простое вещество водород (H2) – это легкий бесцветный газ. В смеси с кислородом или воздухом горюч и даже взрывоопасен.

Так для чего же необходимо измерять концентрацию водорода?

Всё очень просто! Поскольку водород редко существует в качестве простого вещества, но образует различные соединения, то можно смело говорить о том, что от количества водорода зависит минерализация воды и её кислотность.

Измерять водород в воде можно при помощи аналитических приборов: pH-метра и анализатора водорода, а также методом титрования. Однако титрование подходит только для лабораторных условий, и малоприменимо для промышленного применения.

Отличие pH-метра от анализатора состоит в том, что pH-метр – это прибор для определения кислотности (рисунок 1), причем уровень pH – это мера активности ионов водорода, а анализатор способен измерять массовую концентрацию растворенного водорода в водных растворах в мкг/дм³ или мг/дм³, и других смежных показателей.

Рисунок 1. pH-метр pH-150ма

pH-метр – это миниатюрный, как правило, переносной прибор, который предназначается для измерения водородного показателя pH, электродвижущей силы и температуры водной среды. Этот прибор может использоваться как в лабораторных так и «полевых» условиях. Более подробно pH-метры мы рассматривали ранее, в отдельной статье. pH- метров существует множество видов, и дорогих и дешёвых, с разными классами точности, дополнительными возможностями, как например, подключение к ПК, измерение температуры воды и других параметров. Подробнее с pH-метрами можно ознакомиться здесь.

Известно, что рН абсолютно чистой воды равняется семи. Однако, очистка воды до такой степени может происходить только в лабораторных условиях. Как правило, в воде растворены вещества, которые либо увеличивают, либо понижают ее кислотность - количество ионов водорода в воде. Таким образом, если:

- рН = 7 –кислотность воды нейтральная.

- рН больше 7 –кислотность воды пониженная. Среда щелочная.

- рН меньше 7 –кислотность воды повышенная. Среда кислая.

Если рН воды составляет больше 9 или меньше 6, то это уже не “питьевая вода”, а “напиток” или минеральная вода. Таким образом, употребление воды с различным показателем рН может влиять на общее состояние организма, например, увеличивая или уменьшая кислотность желудочного сока. При гастрите, например, воду с рН менее 7 употреблять не рекомендуется.

Однако, уровень pH не говорит о чистоте воды, о содержании в ней растворенных в ней загрязнителей, которые в сумме могут иметь нейтральный pH, хотя вода будет «пахнуть», или будет мутной на просвет.

В таких случаях, применяют анализаторы содержания водорода в воде, которые могут не просто измерить pH и температуру воды, они предназначаются для непрерывного автоматического определения массовой концентрации растворенного водорода, а также парциального давления водорода в жидкостях.

Анализаторы водорода являются незаменимым средством для оперативного и производственного контроля за растворенным водородом в малых, микрограммовых количествах, который образуется в процессе высокотемпературной коррозии труб и другого технологического оборудования.

Это особенно важно для предприятий, использующих воду в различных технологических процессах. Так, например, анализаторы используются в автоматизированных системах управления различными химико-технологическими процессами подготовки воды на тепловых, гидро- и атомных электростанциях, в котельных, теплосетях, различных учреждениях военно-промышленного и топливно-энергетического комплексов, в пищевой и химической промышленности, в металлургии, микробиологии, а также в медицинских и научных исследованиях.

Анализаторов водорода в воде существует множество. Однако все они подразделяются на стационарные и переносные приборы:

1) Стационарные анализаторы растворенного водорода в воде:

- Серия анализаторов водорода АВП-01 – самые распространенные из которых АВП-01Т (Для высокоточного неразрушающего контроля микро- и миллиграммовых количеств водорода в воде в тепло- и атомной энергетике) и АВП-01А (прибор повышенной надежности для 1-го контура охлаждения ядерных реакторов) (Рисунок 2);

- МАРК-509 – стационарный двухканальный анализатор водорода, поставляемый в комплекте с модулем стабилизации водного потока МС-402М. Имеет взрывозащищенное исполнение по IP65 МАРК-509/1;

- АВ-09 – надежный промышленный прибор, имеющим мембранный, амперометрический принцип действия.

Рисунок 2. Анализатор водорода стационарный АВП-01

2) Переносные и лабораторные анализаторы растворенного водорода в воде:

- Серия анализаторов водорода АВП-02 – самые распространенные из которых АВП-02Т (Для высокоточного неразрушающего контроля микро- и миллиграммовых количеств водорода в воде в тепло- и атомной энергетике, как постоянно, так и по мере необходимости) и АВП-02А (единственный переносной прибор повышенной надежности, допущенный для анализа на 1-м контуре охлаждения ядерных реакторов).

- МАРК-501 – портативная версия анализатора МАРК-509. Имеет малые габаритные размеры, массу с датчиком, равную 0,4кг, множество дополнительных функций, долгое время работы от аккумуляторов (Рисунок 3).

- АВ-09МП – лабораторный анализатор, который предназначается для оперативных измерений температуры и концентрации молекулярного водорода.

- МАВР-501 – прибор, снятый с производства, который предназначается для измерения концентрации растворённого в воде водорода и температуры водных сред при помощи погружного проточного датчика.

Рисунок 3. Анализатор водорода в воде переносной МАРК-501.

Все приборы имеют термокомпенсацию, поэтому, результаты анализа не зависят от температуры воды. Срок службы датчиков всех анализаторов составляет 10 лет.

Таким образом, анализаторы водорода в воде - это современное аналитическое оборудование, отличающееся компактными размерами, отличными техническими характеристиками и простым управлением. Водородомеры - незаменимые приборы, используемые для анализа физико-химического состава жидких сред.