CC BY
20
5. В более холодное время газообмен на высоте повышен.
6. Одежда, защищая человека от воздействия внешней среды, оказывает влияние на обмен веществ.
7. В более холодное время на высоте одежда человека должна быть достаточно комфортна для всех частей тела, т. е. она должна защищать одинаково хорошо тело, конечности и голову.
8. Одежда, наиболее легкая и хорошо предохраняющая от холода, вызывает меньший расход энергии и траты сил, с чем в особенности следует считаться на высоте, где газообмен проходит под знаком более ограниченного снабжения кислородом.
М. ГЕРШЕНОВИЧ, Г. ДАЛЕЦКИЙ. Н. КОТЕЛКОВ (Саратов)
Количественное определение окиси углерода путем каталитического окисления платинированным нихромом
Из Научно-исследовательского института союза обществ Красного креста и Красного.
полумесяца (дир. С. А. Динес)
При работе по освобождению больших объемов воздуха от содержащейся в нем окиси углерода путем ее каталитического окисления мы провели много исследований для отыскания и изучения катализаторов, могущих заменить обычно употребляющуюся платину.
Разработанная нами аппаратура требовала либо металлического катализатора, либо нанесенного на металл (проводящий ток проводника) каталитически активного вещества. Решение задачи мы искали в катализаторе на металлическом трегере. Таким путем было удобнее всего осуществить, подогрев катализатора и проходящего сквозь него воздуха до требуемой температуры (оптимальной температуры окисления СО), совместив нагревательную функцию проволоки с использованием ее поверхности как трегера катализатора.
На применение платинирования металлической проволоки с образованием сплошного покрытия слоем платины мы не рассчитывали не только из-за технической трудности осуществления этой задачи, но и потому, что считали это совершенно излишним, исходя из следующих соображений.
Сплошная металлическая поверхность платины гораздо менее рк-тивна, чем мелко раздробленный металл (например, в виде черни,, платина, высаженная на асбесте и т. д.). Мы предполагали воспользоваться коркой окислов, покрывающей прокаленную металлическую проволоку, й на этот сравнительно рыхлый (в то же время не отпадающий) слой окислов высадить мелко раздробленную платину высокоактивной каталитической способности. Мы рассчитывали не только на каталитическую способность платины в процессе окисления, но также учитывали аналогичное действие металлических окислов. Короче, мы стремились получить комбинированный катализатор — мелко раздробленная платина плюс рыхлая активная смесь металлических окислов.
Исследование окисляющей способности оксидированной поверхности металлов и металлических сплавов показало, что СО (в смеси с.
воздухом) заметно, а иногда и с большей полнотой окисляется ими: при уменьшенном (150—250°) нагреве. Давно уже известное положительное влияние влажности на окисление СО в наших опытах снижало температуру окисления СО по сравнению с сухой газовой: смесью на 40:—50°.
Сводка опытов по окислению СО окисленной поверхностью металлических проволок дана в табл. 1. Методика исследования во всех опытах была одинаковой и описана ниже.
Таблица 1
Окисление с оксидированной поверхностью металлической проволоки
Процент окисления Температура
Катализатор Температура начальное окисление полное окисление
Нихром............ Манганин.......... Никелин........... Медь ............ 340° ( 255° 280° 1 145° ( 112° \ 275° ( 200° \ 325° 25,21 72,36 94,65 Следы » 25,46 Следы 94,83 280° 145° 112° 200° <300° 310° <325°
Окислительное действие некоторых окислов весьма значительно. Тем не менее мы отказались от непосредственного их использования и поставили задачу отыскать катализатор высокой активности и значительной устойчивости в механическом отношении (прочное приставание корки окислов к поверхности металла) со способностью выдерживать длительный нагрев током без сильного окисления. Наши исследования показали, что платинированный нихром отвечает всем, выставленным нами требованиям.
Для изготовления катализатора нихромовая ^проволока свивается в спираль (тесно, виток к витку) и прогревается током до красного каления в течение 1 часа. Нихромовые спирали, бывшие в употреблении и окисленные с поверхности, вполне пригодны для этой цели и нуждаются лишь в предварительном., прокаливании для удаления органических загрязнений. По охлаждении спираль жирно смазывается тинктурой для платинирования следующего состава (Кундт):. 1 г хлорной платины растворяется в 3 г абсолютного спирта, смешивается с 10 мг-насыщенног.о раствора борной кислоты в спирте и к раствору приливается 20 мг смеси венецианского терпентина и лавандового масла. Мы пользовались 93° спиртом и обычным скипидаром. Получается жидкость желтоватого цвета, со временем темнеющая. ('Т'инктурой нашего изготовления хорошо платинировались, стекло и фарфор.
Если употреблялась спираль небольшого диаметра, то, повесив ее вертикально, мы лили тинктуру по каплям в верхнее ее отверстие. Жидкость, -стекая, равномерно и обильно смачивает поверхность проволоки. Дав подсохнуть смазке,, спираль постепенно прогревали, включая ток сначала на короткие промежутки времени. После того как дым прекращался, включали ток на 10—15 мин. (темно-красное каление). Хотя однократное покрытие дает катализатор высокой активности, мы обычно покрывали спираль тинктурой 3—4 раза; на обработку спирали (при проволоке диаметром 0,8 мм, длине спирали 23 см и весе 12,5 г) уходит около 0,007—0,01 г хлорной платины.
Последний раз спираль прокаливают в течение 1 часа. Платинированным гшхромом (Р(:. N¡0^ можно пользоваться в виде спирали, нагреваемой током (как мы и делаем в наших опытах с сожжением метана и окислением некоторых органических веществ). Для работ с легко окисляемыми газами (СО; Нг, С2Н2, С2Н.1) удобнее спираль резать на куски, помещаемые в «улитку» — спирально-согнутую стеклянную трубку (рабочая длина улитки —35—40 см, диаметр около 8 см, число витков —• 3,'диаметр трубки—7,5 мм),—при горизонтальном расположении всей спирали. В такую «улитку» входит 12—16 г И. №Сг спирали, раз-
резанной на цилиндрические отрезки длиной в 4—5 мм. Улитка прогревается до требуемой температуры либо в солевой бане (раствор СаСЬ, нагрев до 160°), либо над полушаровой электрической печыо. Во втором случае регистрация температуры термометром условна: соответствующая поправка, дающая действительную температуру, определяется термопарой, вводимой внутрь улитки.
Исследуемый газ отмеривается бюреткой с учетом температуры, давления и упругости водяных паров, затем он переводится в заборную камеру. Резиновый баллон — футбольная камера — помещается в бутыль с тубусом в нижней части. Трубка камеры выведена-наружу через горло бутыли. Бутыль полностью заполняется водой. Через тубус посредством резиновой трубки бутыль сообщается с другой калиброванной бутылыо, которая помещена ниже первой бутыли. Этим расположением бутылей мы создаем в первой бутыли разряжение, и при открывании крана на каучуке заборной трубки в камеру засасывается воздух. .Деления на второй бутыли позволяют судить об объеме поступившего в заборную .камеру воздуха.
Установка для количественного анализа окиси углерода посредством платинированного нихрома
Из камеры газ поступает в улитку, оттуда во взвешенную хлоркальциевую трубку и в 4 поглотительных склянки, содержащие каждая по 20 мг раствора ■едкого бария определенного титра. Далее газ принимается в приемную камеру, куда он поступает под отрицательным давлением около 1 м водяного столба. Установка тщательно проверяется на герметичность и перед анализом промы-ваётся 3 л воздуха. После выпуска всего газа из заборной камеры в нее вводят еще 1 л воздуха и пропускают его через прибор. Совершенная замкнутость всей ситемы и прием прошедшего анализатор газа (в последнюю камеру) позволяют без затруднений вторично провести контрольное испытание газа на полноту окисления (испытание, обязательное в принятом нами порядке работы) простым перенесением второй (приемной) камеры ,на место первой (заборной). Такая установка чрезвычайно упрощает аналитическую процедуру, сводя контроль за ней к наблюдению за температурой и скоростью газового тока.
Температура устанавливается скоро, регулируется высотой подъема улитки над печью и колеблется обычно в пределах + 5°, кроме случаев иаменения .напряжения тока в городской сети.
При анализе СО перед улиткой для контроля на проскок СО.2 через очистители и для увлажнения газовой смеси устанавливается склянка Дрекселя с раствором Ва(ОН)г.
Хлоркальциевая трубка, помещающаяся за улиткой, выключается, и газ идет непосредственно в поглотительные склянки. Оттитровывая раствор барита, находящийся в них, определяем количество СОг (геэр. СО).
Наш способ анализа пригоден как для анализа технической СО (95—90%>), так и для количественного определения весьма малых (по-
рядка сотых долей процента) СО в воздухе. В первом случае газ разбавляется воздухом при заборе и анализе, во втором берется достаточный объем исследуемого воздуха.
Диапазон определения абсолютного количества СО по нашему методу — от 30 до 0,2 мг окиси углерода. В последнем случае ошибка анализа определяется точностью титрования. Для повышения точ* ности мы рекомендуем пользоваться микрометодом (например, по Ребергу).
Таблица 2
Окисление платинированным нихромом СО в воздухе
Абсолютное количество СО (в мг) Концентрация СО (в мг/л воздуха) Температура окисления Процент окисления Скорость • аспирации (л/час)
25,43 8,48 285- -290° 100 7
23,11 7,70 280° 100,4 2
25,4 25,64 8,47 275° 100 35
8,55 286° 100,3 5
26,78 8,93 265- -285° 99,31 6
24,78 8,26 185° 97,7 3 '
25,64 8,55 135- -140° 100 3
0,12 0,03 270- -280° 96,95 3
0.12 0,03 270- -280° 100,81 3
2,3 0,33 260- -265° 95,6 3
0,24 0,03 265- -275° 104,16 3
2,56 0,63 260- -265° 97,04 3
Выводы
1. Найденный и изученный авторами новый катализатор — платинированный нихром — с успехом может быть применен для газового анализа.
2. Приготовление платинированного нихрома просто и состоит в 3—4-кратном смачивании проволоки тинктурой, содержащей хлорную платину, и последующем прогревании проволоки до начала красного каления.
3. Р^нихром прост в обращении, хорошо работает при больших скоростях, давая одни и те же высокие показатели окисления. Наличие влаги не препятствует окислению СО, а, наоборот, снижает температуру окисления на 40—50°, доводя ее до 135—140°. В температурном диапазоне 15—200° , катализатор не сорбирует СО и СО,, отдавая СО вплоть до температуры начального окисления в виде СО, а затем уже в виде СО,;'
4. Продолжительность работы нашего катализатора на основании наших опытов может считаться сотнями, а может быть даже и тысячами часов, и регенерациг. его не составляет большого труда. Катализатор очень скоро активируется и в дальнейшем сохраняет неизменной свою высокую катг/литическую активность.
5. Количество платины, лотребной для изготовления катализатора, составляет несколько миллиграммов на прибор.
6. Наличие водорода ч метана не мешает определению окиси углерода платинированным нихромом. Водород сгорает при той же температуре, как СО, метан же при этом вовсе не окисляется.
7. Предлагаемый авторами метод применим для точного определения СО в воздухе в любых концентрациях.
3 Гигиена и санитария, № 6
33
