Приложение В (справочное). Основные положения диффузионного отбора проб

Приложение В
(справочное)

Основные положения диффузионного отбора проб

В.1 Принципы диффузионного отбора проб

Массу аналита, диффундирующего на соответствующий сорбент за конкретный промежуток времени, вычисляют по формуле. выведенной на основе первого закона диффузии Фика

.

(B.1)

В идеале это массовая концентрация заданного аналита в воздухе за пределами диффузионного пробоотборника, а равна нулю (условие уменьшения до нуля). В этом случае параметр, определяемый природой вещества AD/l [см. формулу (В.1)] зависит только от коэффициента диффузии заданного аналита и конструкции используемого диффузионного пробоотборника.

Однако на практике параметры , и t, а также температура, влажность, движение внешнего воздуха и присутствие других соединений могут влиять на скорость диффузионного поглощения. В частности, если движение внешнего воздуха недостаточно интенсивно, то диффузионное поглощение в пробоотборнике может уменьшить массовую концентрацию аналита во внешней среде и, таким образом, уменьшится градиент массовой концентрации и увеличится эффективное значение l диффузионного пробоотборника. Поэтому необходимо проводить испытание по определению влияния скорости потока воздуха и ориентации пробоотборника (см. 7.6). Если используют неидеальный сорбент, то не будет равно нулю, кроме случая, когда t = 0, и при этом скорость отбора проб также уменьшится (см. В.3). Отсюда следует необходимость испытания по определению обратной диффузии (см. 7.2).

Для пробоотборников типа В1 и В2 эффективность десорбции является дополнительным фактором, который может повлиять на их пригодность.

Особый вид зависимости скорости диффузионного поглощения от массовой концентрации может наблюдаться для пробоотборников типа В, если на процесс диффузии влияет кинетика реакции между данным аналитом и применяемым реагентом, а также сорбция не вступающего в реакцию аналита или побочные реакции.

В.2 Размерность скорости диффузионного поглощения

Для заданной массовой концентрации, выраженной в миллиграммах на кубический метр газа или пара, скорость диффузионного поглощения вычисляют по формуле

.

(B.2)

Примечания

1 Единицы скорости поглощения кубические сантиметры в минуту являются производными единицами от нанограммов на миллиграмм на кубический метр в минуту, и не отражают реальный объемный расход воздуха.

2 На практике скорость диффузионного поглощения принято выражать в . Эти единицы удобны с практической точки зрения, поскольку большинство специалистов, работающих в области гигиены труда, выражают содержание газов и паров в единицах объемной доли, в миллионных долях (). Скорость поглощения, выраженная в этих единицах, также относительно независима от температуры и давления. Таким образом, для заданной объемной доли газа или пара скорость отбора пробы вычисляют по формуле

.

(B.3)

3 Идеальная скорость диффузионного поглощения и скорость диффузионного поглощения, используемая на практике, связаны соотношением

.

(B.4)

В.3 Смещение, обусловленное выбором неидеального сорбента

Эксплуатационная характеристика диффузионного пробоотборника зависит в значительной степени от выбора и использования сорбента или улавливающей среды, которые имеют высокую сорбционную емкость. Массовая концентрация уловленного соединения у поверхности сорбента (определяющаяся величиной его давления пара над сорбентом) будет малой по сравнению с его массовой концентрацией в окружающем воздухе, а наблюдаемая скорость поглощения будет близка к своему идеальному значению в равновесном состоянии, которое может быть вычислено на основе данных о конструкции пробоотборника и коэффициента диффузии аналита в воздухе.