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Ozonmessung

Ozon wird als starkes Oxydationsmittel in vielen chemischen Prozessen und für die Entkeimung in Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt. (Trinkwasseraufbereitung). Generatoren erzeugen das Ozon aus Luft oder Sauerstoff unter der Einwirkung von elektrischen Entladungen. Danach tritt es in Begasungs- und Reaktionskammern mit dem zu behandelnden Medium in Kontakt.

Der Ozonbedarf richtet sich nach der Menge und Art der mit Ozon reagierenden Bestandteile. Ausserdem liefern die Ozongeneratoren auch bei konstanter Strommenge keine konstante Konzentration. Deshalb spielt die kontinuierliche Konzentrationsmessung eine wichtige Rolle; nach den Generatoren dient sie zur Überwachung der produzierten Menge und am Ausgang der Reaktoren zur Erfassung des Restgehalts.

In den Deutschen Einheitsverfahren ist die photometrische Messung als quantitatives, eichunabhängiges Messverfahren genannt. Voraussetzung ist, dass die Absorption mit monochromatischem Licht der Wellenlänge 254 nm gemessen wird und die Geräteanzeige einem eindeutigen Extinktionswert entspricht. Beide Bedingungen sind beim Sigrist-Photometer erfüllt: die Hg-Niederdrucklampe in Verbindung mit einem Interferenzfilter garantiert die Monochromasie, und das Messverfahren (Wechsellichtverfahren) stellt die eindeutige Korrelation zwischen der Extinktion und der Anzeige sicher. Unter diesen Umständen beträgt der molare Extinktionskoeffizient gemäss DIN 19627 und IAO (International Ozone Association) 3024 Liter/Mol cm, und die Absorptionsmessung kann somit als Absolutmessung betrachtet werden, bei der sich die Eichung mit Ozon erübrigt.

Die so gemessenen Konzentrationen (z.B. in g/m3 gelten für die bei der Messung herrschenden Drücke und Temperaturen. Sollen sie auf Normalbedingungen (z.B. ­­g/­Nm3 umgerechnet werden, so gilt folgende Formel:

$K = K' \cdot \left( \frac{1013}{p} \right) \cdot \left( 1 + 0.00367 \cdot t \right)$

wobei,

$K$ Konzentration bei Normalbedingungen (0°C, 1´013 mbar)
$K'$ gemessene Konzentration bei den Bedingungen in der Messzelle
$p$ Druck in der Messzelle in mbar
$t$ Temperatur in der Messzelle in °C

Der Einfluss der Umgebungsbedingungen auf die Konzentration ist somit:

$\frac{-3\%}{+10°\text{C}}$ und $\frac{+1\%}{+10 \text{mbar}}$

Die geläufigen Konzentrationsangaben stehen in folgendem Zusammenhang:

$\frac{1 \, \text{g}}{N\text{m}^{3}} = 0.047\,\% \; \text{Vol} = 0.077\% \, \text{Gew.}$

Dabei bezeichnet Nm3 ein Kubikmeter Normvolumen, welches Temperatur und Druck auf den gleichen Normzustand umrechnet.

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