Transcript Sonochemia
DOZYMETRIA Sonochemia Wprowadzenie 1 Cel pomiarów dozymetrycznych Wyznaczenie mocy ultradźwięków w układzie Wyznaczanie wydajności procesów sonochemicznych EU (J) PU = E / t (J/s = W) energia ultradźwięków moc ultradźwięków :t :m :m DU = EU / m (J/kg = Gy) dawka ultradźwięków MU = DU / t = PU / m (J/s kg = W/kg = Gy/s) :t moc dawki ultradźwięków (szybkość dawkowania) G(X) = n/EU = n/(DU m) = n/(DU V ) (mol/J) G(X) n/(DU V) = c/DU Wydajność sonochemiczna produktu X c = G(X) DU DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetria kalorymetryczna 2 Wyznaczenie mocy ultradźwięków w układzie 1) Brak rezonansu Pw PO 2) Częstotliwość rezonansowa PP 3) Moc elektryczna przetwornika a moc ultradźwięków PU S = (PU/PP) × 100% PP Straty (cieplne, mechaniczne) DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetria kalorymetryczna Kalorymetryczne wyznaczenie mocy ultradźwięków i sprawności przetwornika 1) Wyznaczenie pojemności cieplnej układu K = Q / T (obliczenie lub pomiar) 2) Wyznaczenie przyrostu temperatury T spowodowanego działaniem ultradźwięków z jednoczesnym pomiarem energii elektrycznej zużytej przez przetwornik (EP) EU = Q = K T PU = E U / t PP = E P / t S = (PU/PP) × 100% 3 DOZYMETRIA Sonochemia Wydajności OH i H2O2 4 Zależność między G(OH), G(H2O2) i zdolnością zmiatania (scavenger capacity) + Zmiatacz G(OH) G(H2O2) Gcałkowite(OH) = G(OH) + 2 G(H2O2) Im wyższa zdolność zmiatania (k × c), tym większa zmierzona wydajność OH, a niższa wydajność H2O2. Rodzaje dozymetrów sonochemicznych do pomiarów wydajności OH (i H2O2). Dozymetr Fricke Jodkowy Tereftalanowy Reagent (zmiatacz) Produkt DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetr tereftalowy Zalety nie potrzeba tlenu – może być stosowany w układach beztlenowych prosty w użyciu (jeden składnik, łatwa detekcja produktu) 5 Wady konieczność stosowania utleniacza ograniczenie zakresu stężeń do 10 mM (samorzutna reakcja z IrCl6-2) DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetr tereftalowy 6 Przykładowe wyniki : + Zmiatacz H2O2 OH (x 0.5) Gcałkowite(OH) = G(OH) + 2 G(H2O2) DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetr jodkowy Zalety można w tej samej próbce oznaczyć zarówno OH, jak i H2O2 można stosować w szerokim zakresie stężeń 7 Wady reakcje uboczne zmniejszające stężenie produktu DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetr jodkowy H2O2 J2 8 DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetr Frickego 9 Fricke, O2 Fricke, O2, Cu2+ Fricke, Ar Zalety można stosować zarówno w obecności jak i nieobecności tlenu można oznaczyć H Wady nie można selektywnie oznaczyć OH ani H2O2, a jedynie G(OH) + 2 G(H2O2) DOZYMETRIA Sonochemia Dozymetr Frickego 10 DOZYMETRIA Sonochemia Wydajność OH 11 Wydajność (G) / 10-10 mol J-1 Tlen Powietrze Argon Hel