- →
- →
Как на практике можно определить содержание кислорода в воздухе?
Кислород — один из наиболее важных элементов для жизни на Земле. Он необходим для дыхания и переваривания пищи в живых организмах, а также для сжигания топлива и производства энергии.
Недостаточное количество О2 в воздухе приводит к серьезным последствиям для здоровья человека. Поэтому для обеспечения безопасности и комфорта жизни людей, необходимо контролировать концентрацию кислорода в окружающей среде или образце. В этой статье будет рассмотрено, как на практике можно определить содержание этого газа в дыхательной смеси и окружающей среде.
Способы определения уровня О2
Определение содержания кислорода в воздухе выполняется с помощью различных способов. Наиболее распространенные из них: химический, электрохимический и оптический анализ.
Химический анализ — это способ определения уровня кислорода в воздухе путем химической реакции между газом и другими веществами. Для этого используются реактивы, которые вступают во взаимодействие с О2, образуя продукты реакции, которые можно оценить. Один из наиболее распространенных методов — метод Шелдона.
Способ основан на реакции между О2 и медью. Для проведения исследования необходимо взять образец из окружающей среды и пропустить его через колбу с медным порошком. Газ в воздухе реагирует с медью, образуя оксид меди. Образовавшийся продукт реакции затем взвешивается, и на основе его массы можно определить концентрацию газа в исследуемом образце.
Электрохимический анализ — это метод определения содержания кислорода в воздухе путем измерения электрического тока, проходящего через электроды, погруженные в раствор. Для этого используются специальные устройства из металла, которые реагируют с кислородом, образуя электрический ток. Один из наиболее распространенных методов электрохимического исследования — метод клетки Кларка.
Метод клетки Кларка основан на реакции между кислородом и платиной. Для проведения эксперимента необходимо воздух пропустить через электроды, погруженные в раствор. О2 реагирует с платиной, образуя электрический ток. Измерив этот ток, можно определить уровень этого газа в исследуемом образце.
Чистый О2 требуется на многих предприятиях: для работы сварочных аппаратов, медицинских процедур или погружения дайверов на глубину океана. Удобнее всего использовать для этих целей газ в баллонах: его можно легко перевозить и применять при работе.
Если вам или вашим пациентам необходим медицинский кислород, вы можете приобрести его в баллонах или арендовать у компании «O203.ru». Мы уже много лет занимаемся поставками качественных медицинских газов по всей России.
Обратитесь к нам по номеру 8 495 129 5170 или оставьте письмо на почту info@o203.ru. Специалисты компании дадут ответ на ваши вопросы, помогут определиться с видом газа, объемом и количеством баллонов, а также быстро договориться о времени и месте доставки, удобным для вас.
Оптический анализ — это метод определения содержания кислорода в воздухе путем измерения светового потока, проходящего через образец. Для этого используются приборы, которые измеряют изменение светового потока, проходящего через воздух. Одним из наиболее распространенных способов — фотометрия.
Метод основан на измерении изменении светового потока, проходящего через воздух. Для проведения исследования необходимо взять образец и пропустить его через прибор, который измеряет световой поток. О2 в исследуемом образце поглощает свет, что приводит к изменению интенсивности потока фотонов. Измерив эту разницу, можно определить концентрацию газа.
Определение содержания О2 — важная задача для обеспечения безопасности и комфорта жизни людей. Существует множество способов определения содержания этого газа, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Если вам или вашим пациентам необходим медицинский кислород, вы можете приобрести его в баллонах или арендовать у компании «O203.ru». Мы уже много лет занимаемся поставками качественных медицинских газов по всей России.
Обратитесь к нам по номеру 8 495 129 5170 или оставьте письмо на почту info@o203.ru. Специалисты компании дадут ответ на ваши вопросы, помогут определиться с видом газа, объемом и количеством баллонов, а также быстро договориться о времени и месте доставки, удобным для вас.
Каслород- (,0²) это химически активный элемент таблицы менднлеева, является неметаллом и он же есть самым лёгкий элемент таблицы.
Для измерения содержания кислорода в воздухе нам потребуется ppm метр. Не будем путать измерение кислорода в воздухе и в крови человека.
В альвеолярном выдыхаемом парциальное давление кислорода равно примерно 100 мм ртутного столба, в то время как в венозной крови парциальное давление этого газа ниже и ровно 40 мм ртутного столба.
Поэтому кислород переносится из альвеол в артериальное русло, где процент содержания кислорода 18-20 об.% а в венозной крови он равен 12 об.%.
Тем не менее все эти выше приведенные данные очень зависят от начальных значений ppm кислорода в воздухе.
PPM метр это прибор, позволяющий оперативно провести измерения содержание газов в воздухе.
Обычно речь идёт о газовом анализаторе воздуха на содержание в нем кислорода — это промышленный прибор, проходящий своевременные поверки и контроль точности.
В ходе измерения определяется содержание молекул газов в единице объема воздуха, выражаемая миллионная доля искомого газа, чем собственно и является ppm мера.
Определение кислорода в быту.
Для бытового определения концентрации кислорода (О² ) в воздухе жилой зоны пользуются мониторами качества воздуха.
Мониторы качества воздуха — это приборы, обычно не большого размера, которые определяют качество воздуха по данным с датчиков, находящихся внутри прибора.
Так же такие приборы работают при наличии удаленных внешних датчиков параметров воздушной среды, которые работают по беспроводным протоколам систем умного дома.
-
- Air Quality Detector (монитор качества воздуха )
Уровни содержания кислорода в воздухе в ppm
В чистом воздухе содержится 209800 ppm кислорода (О²).
Ниже мы приведем возможное содержание ppm o2 в воздухе и реакцию организма человека на его концентрацию.
219000 – 210000 – Повышенное содержание O². Наблюдается в чистейших районах мира.
Крайне благоприятно для человеческого организма.
Но нужно отметить, что резкий переход из зоны с низким кислородом в зону повышенного его содержания может негативно отразиться на самочувствие.
210000 – 205000 – Норма содержания кислорода в городах, установленная законодательством. Норма кислорода в воздухе, при которой человеческий организм чувствует себя оптимально.
205000 – 180000 – Недостаточный уровень концентрации кислорода. У человека может наблюдаться сонливость, головные боли и снижение активности, а длительное нахождение в такой атмосфере может вызвать серьезные проблемы со здоровьем.
180000 – 120000 – Человеческий организм не может находится в такой атмосфере.
При 160000 ppm кислорода наблюдается очень сильное головокружение, связанное с недостатком кислорода.
При 130000 ppm кислорода – потеря сознания, а при 120000 ppm – произойдут необратимые для организма изменения.
70000 ppm кислорода в атмосфере настолько мало, что приведет к незамедлительной смерти.
Переводим ppm проценты!
Все очень просто нужно после первых двух цифр поставить запятую.
Это касается содержания кислорода.
На примере: эталоном содержания воздуха считается 209800, что составляет 20,98%.
Кислород выдыхаемом воздухе.
Ничего удивительного в том что в выдыхаемом человеком воздухе содержание кислорода меньше чем в атмосферном ( выдыхаемом ).
Примерно на 15% содержание кислорода в выдыхаемом воздухе меньше чем во вдыхаемом.
При этом содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе возрастает на 4-5%.
А это значит что в замкнутом помещение содержание CO² постоянно поднимается.
При достижение некоторых велечин CO² (примерно 1000 ppm) начинаются головные боли и слабость -требуется проветривание помещения.
-
- О2 оксипульсиметр.
Измерение кислорода в крови человека.
Измерение кислорода в крови человека производится благодаря внешнему прибору, оксиметру.
Простейший прибор, доступен в домашних условиях.
Удобство прибора заключается в датчике, который одевается на палец и позволяе без забора крови определить уровень кислорода и ЧЧС.
От 100 до 98% считается хорошим уровнем O2
От 98 до 96% есть норма кислорода в крови.
Ниже 96% является поводом для проверки здоровья.
Ниже 92% является поводом для наблюдения в стационаре.
Оксипульсометры являются бытовыми приборами по контролю O2 и точность определения составляет 98%.
Современные мобильные телефоны оборудованные камерой с предустановкой приложения могут измерять уровень кислорода с погрешностью не более чем у оксипульсиметров.
Особые медицинские оксипульсиметров, не бытовые а более точные с поверочным интервалами имеют точность близкую к 100%.
Но такие приборы в разы дороже бытовых.
-
- Напиши нам.
Лабораторная
работа на ограниченном оборудовании.
Тема:
Определение процентного содержания кислорода в воздухе.
Приборы и материалы:
цилиндр с плоским дном, низкобортный сосуд, Свечка, спички, вода в стакане,
поплавок из пенопласта, линейка с миллиметровыми делениями.
Содержание и метод работы.
Процентное содержание кислорода в воздухе можно определить путем «сжигания»
кислорода. Для этого надо налить воды в низкобортный сосуд и поместить в него
стакан с плоским дном – дном кверху. Внутри стакана поместить тонкий поплавок с
коротким куском свечи.
Пусть высота столба воздуха в стакане H.
Зажжем свечу и накроем ее стаканом. Кислород в столбе воздуха высотой Н начнет
« выжигаться». Как только кислород выгорит свеча погаснет. Объем « выжженного»
кислорода займет вода, т.к. углекислый газ полученный при сгорании ,
раствориться в воде. Через несколько минут, после установления теплового
равновесия внутри и снаружи стакана, определить высоту столба воздуха в стакане
Н1. Тогда процентное содержание кислорода можно определить через
отношение объема кислорода ко всему объему воздуха, т.е.
Отношение выразить в процентах.
Относительная и абсолютная погрешность
измерений процентного содержания кислорода в воздухе определяется по формулам:
*Ɛk
Подготовка и проведение работы.
1. Подготовьте лист отчета для записи
результатов измерений и вычислений ( абсолютную инструментальную погрешность
определите с помощью таблицы. Абсолютная погрешность отсчета равна половине
цены деления средств измерения).
|
H, мм |
H1, мм |
|
|
|
Kпр, % |
Ɛk, % |
|
2. Налейте воды в низкобортный сосуд,
поместите на поверхность воды поплавок с кусочком свечи, и накройте пустым
стаканом с плоским дном.
3. Измерьте высоту столба воздуха Н.
4. Зажгите свечу и снова накройте
поплавок стаканом.
5. Когда свеча погаснет, подождите минул
5-7, чтобы установилось тепловое равновесие.
6. Измерьте высоту Н1 воздуха в стакане.
7. Вычислите процентное содержание
кислорода k, относительную (Ɛ) и
абсолютную (
8. Запишите полученный результат в виде:
9. Сделайте вывод о проделанной работе.
-
#1
Вопрос: есть ли средства или способы, чтобы определить концентрацию кислорода? Под землёй она иногда бывает пониженной, а на занятиях по пожерной безопасности нам рассказывали страшилки, что при концентрации ниже 16% человек может внезапно потерять сознание, причём перед этим он ничего не чувствует подозрительного. Слышал, что на подлодках есть приборы, которые измеряют концентрацию кислорода в отсеках. Хотелось бы знать, как они устроены…
-
#2
Сейчас я буду говорить глупости, а химики меня поправят.
Для горения требуется поменьше кислорода (около семи?), чем для дыхания, но при снижении содержания кислорода гореть должно хуже. Как вариант — прикинуть на глаз яркость и размер пламени от источника (зажигалки например) в нормальных условиях и потом повторить в испытуемом помещении.
Если нельзя допускать открытого пламени, то зажигалку можно заменить яблоком. В этом случае замеряем время, за сколько оно окислится.
Если денег много, то вот такая штука http://www.analytpribor.ru/?page=127
-
#3
Как химик, комментирую: лучше пользоваться газоанализатором на кислород и углекислый газ. Кислорода может быть достаточно, но вы задохнетесь от СО2. Яблоко совершенно не подходит, так как очень важную роль играет свет и другие факторы. По пламени можно ориентироваться, но надо взять свечку, а не зажигалку. Парафин свечи горит труднее, чем газ бутан из зажигалки, поэтому свечка чувствительнее к концентрации О2. Свечку надо поставить на пол, там скапливается более тяжелый СО2, и если она будет плохо гореть или тем более гаснуть — ОПАСНО!!! Разумеется, нельзя бегать вокруг свечи и перемешивать атмосферу, надо подождать, чтобы после ваших перемещений все успокоилось.
-
#4
Карбидка вас спасет. Если кислорода становится мало она гаснет. Дышать при этом еще можно, но лучше делать ноги. Быстро. Проверено в штольнях на Белой.
-
#5
Dr. Albov написал(а):
Свечку надо поставить на пол, там скапливается более тяжелый СО2, и если она будет плохо гореть или тем более гаснуть — ОПАСНО!!!
за одно и концентрацию метана выяснишь ;D хотя если она большая, наверно зажмуриться раньше успеешь, чем свечку достать и т.п.
-
#6
жаль что по деньгам дорого
но самое надежное это 4 канальный газоанализатор
и желательно с выносным блоком датчиков
на 4 газа
кислород
угарный
сероводород и метан
-
#7
mutabor написал(а):
Вопрос: есть ли средства или способы, чтобы определить концентрацию кислорода? Под землёй она иногда бывает пониженной, а на занятиях по пожерной безопасности нам рассказывали страшилки, что при концентрации ниже 16% человек может внезапно потерять сознание, причём перед этим он ничего не чувствует подозрительного. Слышал, что на подлодках есть приборы, которые измеряют концентрацию кислорода в отсеках. Хотелось бы знать, как они устроены…
по старинке канарейкой :
-
#8
Dr. Albov написал(а):
Как химик, комментирую: лучше пользоваться газоанализатором на кислород и углекислый газ.
Я тоже начинаю склоняться к мнению, что без него не обойтись. Там, где я лазаю, открытый огонь применять недопустимо, а средства вроде яблока (также на ум приходит отжатый в вакууме сок подосиновиков) вряд ли обеспечат достаточную точность.
Dr. Albov написал(а):
Кислорода может быть достаточно, но вы задохнетесь от СО2.
Разве такое возможно, если кислород в норме? СО2 ведь не токсичен
DIMETICON написал(а):
жаль что по деньгам дорого
но самое надежное это 4 канальный газоанализатор
и желательно с выносным блоком датчиков
на 4 газа
кислород
угарный
сероводород и метан
Вы ещё аммиак забыли, он тоже встречается. В принципе, аммиак и сероводород обнаруживаются по запаху, угарный под землёй вряд ли встретится (если, конечно, это не пожар в коллекторе, то в горящий коллектор по любому лезть не стоит). Вот метан — это да, ж**а, без запаха он…
Darkcat написал(а):
Карбидка вас спасет. Если кислорода становится мало она гаснет. Дышать при этом еще можно, но лучше делать ноги. Быстро. Проверено в штольнях на Белой.
Я не спец по карбидкам, посему вопрос: конструкция у них взрывобезопасная, в т.ч. и в процессе поджига?
И ещё вопрос: никто не знает принцип действия датчика, хотя бы на кислород. Может быть, его можно на коленке сделать, а то больно цены на них кусаются…
-
#9
mutabor написал(а):
Я не спец по карбидкам, посему вопрос: конструкция у них взрывобезопасная, в т.ч. и в процессе поджига?
ЖЖОШЬ! ;D ;D ;D
-
#10
mutabor написал(а):
СО2 ведь не токсичен
![;)]( "Wink ;)")
Да, но это не помешает тебе задохнуться.
mutabor написал(а):
Я не спец по карбидкам, посему вопрос: конструкция у них взрывобезопасная, в т.ч. и в процессе поджига?
Безопасная. В некривых руках абсолютно.
-
#11
Darkcat написал(а):
Да, но это не помешает тебе задохнуться.
При хотя бы 18% кислорода?
Darkcat написал(а):
Безопасная. В некривых руках абсолютно.
Спасибо, будем посмотреть
-
#12
СО2 соединяется с кровью и после этого она перестает переносить кислород.
(медики поправьте, если не прав)
-
#13
Страшный зверь написал(а):
СО2 соединяется с кровью и после этого она перестает переносить кислород.
(медики поправьте, если не прав)
путаешь CO[SUB]2[/SUB] и CO
РАЗНЫЕ вещи
первое углекислый газ
второе угарный вот он то и опасен
-
#14
Неправ. Не путай CO и CO2. От CO2 не задохнешься если держать себя в руках — организм регулирует объем прокачки воздуха через легкие по концентрации CO2, так что даже при 30% кислорода и 5ти CO2 вы будете задыхаться. И кончится это кислородным обмороком (кислородной эйфорией). Малоприятное состояние, вобщемто. Один раз попал — работал с сухим льдом и некачественно проветривал помещение. Хорошо, что я молодой и сердце тренированое. А то можно инфаркт схлопотать только так. Кста, один из самых незаметных способов убийства. Полкило сухого льда в комнате со спящим «клиентом» и наутро смерть от сердечной недостаточности и никаких следов.
-
#15
Darkcat написал(а):
Безопасная. В некривых руках абсолютно.
Не вводите товарища в заблуждение. Если есть метан в воздухе — ни о какой взрывобезопасности и заикаться не стоит. Рванет без вопросов.
Другое дело, что в некривых руках, при отсутствии в атмосфере потенциально горючих примесей она действительно безопасна. Также, как и примуса. Тем не менее, последних многие люди безопасными не считают..
-
#16
Мы таки обсуждаем безопасность карбидки или атмосферы?
-
#17
И примус и карбидка и даже молоток при определенных условиях могут быть опасны для владельца,это все устройства и для их использования необходимы определенные навыки.В идеале-знать как и почему они работают. В США (в некоторых штатах помоему)карбидки вообще запрещены! Это их метод «защиты от дурака».
И по теме-если на один раз-канарейка рулит,если работать-без газоанализатора не обойтись.Это не шутки,сколько уже связистов да золотарей сгинуло в колодцах,не сосчитать.В любой организации имеющей отношение к подземным коммуникациям,инженер по ТБ вам это расскажет. Дли определения безопасной концентрации метана(и ,кажется,еще чего то?) также можно использовать «лампу Деви»,проверенный годами метод.На последних,на стекло даже наносились процентные отметки.Но ей тоже нужно уметь пользоватся.
-
#18
Джонни написал(а):
Не вводите товарища в заблуждение. Если есть метан в воздухе — ни о какой взрывобезопасности и заикаться не стоит. Рванет без вопросов.
Другое дело, что в некривых руках, при отсутствии в атмосфере потенциально горючих примесей она действительно безопасна.
Речь как раз и шла об использовании карбидки как датчика кислорода в местах, где могут скопиться в т.ч. и горючие газы. Я проштудировал кавесовские обсуждния карбидок и пришёл к выводу, что в моём случае (при возможности наличия горючих газов) ей таки лучше не пользоваться…
Darkcat написал(а):
Неправ. Не путай CO и CO2. От CO2 не задохнешься если держать себя в руках — организм регулирует объем прокачки воздуха через легкие по концентрации CO2, так что даже при 30% кислорода и 5ти CO2 вы будете задыхаться. И кончится это кислородным обмороком (кислородной эйфорией). Малоприятное состояние, вобщемто.
Раз Вы через это прошли, то можете ответить на такой вопрос: что чувствуешь при повышении концентрации СО2? Ощущается ли она субъективно как нехватка кислорода, или ещё как-нибудь?
-
#19
Субьективно — хочется дышать. Тоесть организм серьезно увеличивает прокачку воздуха. Носом дышать становится невозможно, открываем рот. Через некоторое время начинается светопредставление от перебора кислорода. Можно это состояние вызвать и дома — 2-3 минуты дыхания на полную. Обычно перед нырянием так насыщают кровь кислородом.
На недостаток кислорода реакция не такая быстрая, руки и ноги наливаются свинцом, потом потеря сознания.
-
#20
Darkcat написал(а):
Субьективно — хочется дышать. Тоесть организм серьезно увеличивает прокачку воздуха. Носом дышать становится невозможно, открываем рот.
Понятно. Т.е. это можно заметить и вовремя сделать ноги, что радует
Darkcat написал(а):
На недостаток кислорода реакция не такая быстрая, руки и ноги наливаются свинцом, потом потеря сознания.
А как же страшилки про «два вдоха и потерю сознания» (рассказывали нам на занятиях по пожарной безопасности, комментируя, что может произойти, если тушить огонь жидким азотом)?
И того вырисовывается следующее:
СО2 — если его много, начинает хотеться дышать. Т.е. почувствовать можно.
Метан: почувствовать нельзя, но не ядовит.
Сероводород и аммиак: хорошо чувствуются по запаху, можно вовремя надеть противогаз.
Приходим к выводу что датчика только концентрации кислорода в принципе достаточно. Эх, научиться бы его делать на коленке!…
Процент кислорода в атмосфере составляет 21 процент, независимо от того, живете ли вы в горах или на уровне моря. Горные высоты имеют меньше кислорода, так как общее давление воздуха уменьшается на больших высотах. Вот почему ваши легкие должны работать усерднее, чтобы привыкнуть к «разреженному воздуху», когда вы посещаете такие места, как Скалистые горы или поднимаетесь на гору Эверест. Окисление или ржавление железа — это химическая реакция, которая позволяет легко определить, сколько молекул кислорода содержится в пробе воздуха.
-
Высота над уровнем моря равна нулю, где атмосферное давление составляет 760 мг ртути. Любая проба воздуха, взятая на уровне моря, будет измерять кислород на 100 процентов.
-
Стоимость эксперимента может составлять до 20 долларов.
Нанесите клейкую ленту на одну сторону каждой пробирки. Используйте четыре пробирки одинаковой высоты и размера. Маскирующая лента будет использоваться для маркировки уровня воды в каждой пробирке. Отметьте начальный уровень воды в 1 см от устья каждой пробирки. Это будет первоначальное измерение кислорода в пробе воздуха.
Шарик из двух частей стальной шерсти диаметром около 2, 5 см или один дюйм. Вставьте один шарик в дно одной пробирки с помощью карандаша. Стальная вата — ваш источник железа. У вас будет две пробирки с шариком из стальной ваты на дне и две без стальной ваты. Целью стальной ваты является улавливание газообразных молекул кислорода в форме ржавчины.
Переверните пробирки и закрепите их на держателях колец на четыре банки с водой. Начальная отметка на липкой ленте должна находиться на одном уровне с поверхностью воды в каждой банке. Убедитесь, что банки имеют одинаковую высоту и размер и что количество воды заполняет каждую банку с точностью до двух см от вершины. Поддержание одинакового размера и количества воды гарантирует, что эксперимент с уровнем кислорода имеет контроль.
Накройте прозрачный пластиковый пакет экспериментом. Проверяйте уровень воды каждый день, пока не произойдет никаких изменений уровня воды. Отметьте свои наблюдения в тетради или лабораторной книге каждый день. Изменения должны отражать изменение количества молекул кислорода при неизменном атмосферном давлении.
Проанализируйте смещение объема воды в каждой из пробирок. Используйте формулу объем = пи умножить радиус на квадрат умножить на высоту, формула для объема цилиндра. Пробирка имеет форму цилиндра. Начните с расчета начального объема воздуха в каждом тесте. В конце эксперимента рассчитайте пропорцию кислорода в каждой пробирке.