اندازه گیری گاز نیتروژن می تواند به روش های مختلفی انجام شود. انتخاب روش مناسب به عوامل مختلفی مانند کاربرد خاص، دقت مورد نیاز و هزینه بستگی دارد.
ویژگی های گاز نیتروژن
گاز نیتروژن یک گاز بی رنگ، بی بو، بی مزه و بی اثر با فرمول شیمیایی N2 است که از دو اتم نیتروژن ساخته شده و 78٪ جو زمین را تشکیل می دهد.
این عنصر شیمیایی در گروه 15 جدول تناوبی قرار دارد و دارای عدد اتمی 7 است. نیتروژن یک نافلز است، به این معنی که الکترون های ظرفیت آن در یک پوسته بیرونی کامل قرار دارند. این امر باعث می شود که نیتروژن در برابر واکنش های شیمیایی نسبتاً غیرفعال باشد.
به عنوان یک گاز محافظ در فرآیندهای صنعتی مانند جوشکاری، برش و تصفیه
در تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی به عنوان یک ماده سرمایشی
به عنوان گاز پرکننده در لاستیک ها، کوسن ها و سایر محصولات
به عنوان یک ماده منفجره در مین ها و نارنجک ها
در داروسازی به عنوان یک ماده حلال و یک ماده بیهوشی
گاز نیتروژن در پردازندههای مرکزی به عنوان یک ماده خنککننده استفاده میشود.
گاز N2 به عنوان یک ماده اولیه در ساخت کودهای نیتروژنی استفاده میشود.
در اشعه ایکس به عنوان یک گاز عایق استفاده میشود.
نیتروژن همچنین در زندگی روزمره کاربردهای زیادی دارد. به عنوان مثال، از گاز نیتروژن برای پر کردن بادکنک ها و بالن ها استفاده می شود. همچنین در برخی از نوشیدنی ها مانند نوشابه گازدار و آب گازدار استفاده می شود. نیتروژن همچنین به عنوان یک ماده نگهدارنده در برخی از غذاها مانند چیپس سیب زمینی استفاده می شود.
اهمیت نیتروژن
نیتروژن یک ماده مهم برای زندگی است. علاوه بر کاربردهای صنعتی ذکر شده برای گاز نیتروژن، این عنصر در بسیاری از مولکول های ضروری برای زندگی مانند DNA، RNA و پروتئین ها یافت می شود. نیتروژن همچنین برای رشد گیاهان ضروری است.
اهمیت اندازه گیری گاز نیتروژن
در کاربردهای صنعتی، اندازه گیری گاز نیتروژن به دلایل مختلفی انجام می شود. به عنوان مثال، ممکن است برای کنترل خلوص نیتروژن، فشار نیتروژن، تعیین میزان رطوبت موجود در نیتروژن یا تعیین مقدار نیتروژن موجود در یک ترکیب خاص استفاده شود.
ساده ترین روش برای اندازه گیری گاز نیتروژن، وزن آن است. این روش برای اندازه گیری حجم کم گاز نیتروژن مناسب است.
حجم
حجم گاز نیتروژن نیز می تواند با استفاده از دستگاه های اندازه گیری حجم مانند پیپت یا بالون حجمی اندازه گیری شود. این روش برای اندازه گیری حجم گاز نیتروژن در آزمایشگاه مناسب است.
فشار
فشار گاز نیتروژن نیز می تواند با استفاده از یک مانومترها اندازه گیری شود. این روش برای اندازه گیری فشار گاز نیتروژن در سیستم های صنعتی مناسب است.
نقطه شبنم
نقطه شبنم گاز نیتروژن نشان دهنده مقدار رطوبت موجود در آن است. نقطه شبنم پایین تر نشان دهنده رطوبت کمتر است. این روش برای اندازه گیری خلوص گاز نیتروژن مناسب است.
جذب شیمیایی
در این روش، گاز نیتروژن با یک ماده شیمیایی واکنش داده و تبدیل به یک محصول می شود. مقدار گاز نیتروژن با اندازه گیری مقدار محصول واکنش تعیین می شود. این روش برای اندازه گیری غلظت گاز نیتروژن در مخلوط های گازی مناسب است.
کروماتوگرافی گازی
در این روش، گاز نیتروژن از یک ستون کروماتوگرافی گازی عبور داده می شود. گاز نیتروژن با سرعت متفاوتی از سایر گازهای موجود در مخلوط گازی حرکت می کند و در زمان های مختلف از ستون خارج می شود. مقدار گاز نیتروژن با اندازه گیری زمان خروج آن از ستون تعیین می شود.
این روش برای اندازه گیری غلظت گاز نیتروژن در مخلوط های گازی با دقت بالا مناسب است.
روش های اندازه گیری گاز نیتروژن با نقطه شبنم
نقطه شبنم یکی از روشهای اندازه گیری گاز نیتروژن می باشد. روش های مختلفی برای تعیین نقطه شبنم گاز نیتروژن وجود دارد. برخی از این روش ها عبارتند از:
روش آینه سرد
در این روش، یک سطح فلزی صیقلی یا آینه تا دمایی کمتر از نقطه شبنم مورد انتظار گاز نیتروژن خنک می شود. سپس گاز اجازه داده می شود تا روی سطح جریان یابد. با نزدیک شدن به نقطه شبنم، رطوبت روی آینه شروع به متراکم شدن می کند. دمای آینه اندازه گیری شده و برای تعیین نقطه شبنم استفاده می شود.
روش خازنی
در این روش، از یک حسگر خازنی برای اندازه گیری تغییر در ثابت دی الکتریک یک فیلم پلیمری به عنوان متراکم شدن رطوبت بر روی سطح آن استفاده می شود. دمای که در آن رطوبت متراکم می شود برای تعیین نقطه شبنم استفاده می شود.
روش مادون قرمز
در این روش، از یک حسگر مادون قرمز برای تشخیص وجود رطوبت در گاز نیتروژن استفاده می شود. با سرد شدن گاز و نزدیک شدن به نقطه شبنم، غلظت رطوبت در گاز افزایش می یابد و حسگر مادون قرمز می تواند آن را تشخیص دهد. سپس دمای که در آن رخ می دهد برای تعیین نقطه شبنم استفاده می شود.
انتخاب روش اندازه گیری گاز نیتروژن
انتخاب روش مناسب برای اندازه گیری گاز نیتروژن به عوامل مختلفی مانند کاربرد خاص، دقت مورد نیاز و هزینه بستگی دارد. در برخی موارد، ممکن است لازم باشد از ترکیبی از روش ها برای به دست آوردن نتایج دقیق استفاده شود.
برای مثال، برای اندازه گیری گاز نیتروژن با حجم کم در آزمایشگاه، می توان از روش وزن یا حجم استفاده کرد. برای اندازه گیری گاز نیتروژن (فشار گاز نیتروژن) در سیستم های صنعتی، می توان از روش مانومترها استفاده کرد.
برای اندازه گیری گاز نیتروژن (خلوص گاز نیتروژن)، می توان از روش نقطه شبنم استفاده کرد. برای اندازه گیری غلظت گاز نیتروژن در مخلوط های گازی با دقت بالا، می توان از روش کروماتوگرافی گازی استفاده کرد.