Лирическое отступление
Посвящено оно всем представителям гражданской науки и экологам, которые борются с фторидами в земле и воздухе. Например, таким как @Nataljache сражающаяся с выбросами фторводорода в Челябинске. Итак, техзадача - определение наличия плавиковой кислоты, она же фторводородная кислота, она же HF в воздухе.
Самый простой вариант, подразумевающий автоматический сбор и анализ данных по превышениям - это использование электрохимических датчиков HF (см. на картинке). Такие датчики работают с привычными для любителей Arduino/RaspberryPi/ESP32 напряжениями (3-5 В) и способны достаточно точно определять концентрации HF в диапазоне 5-300 ppm. Самый весомый (для гражданской науки) их минус - это стоимость, которая колеблется на aliexpress на уровне 50-200$ за разные модели.
Химические, "ручные" способы определения будут более бюджетными, но требуют определенного опыта работы оператора, их практически невозможно автоматизировать, да и оценка эта будет по большей части качественной. В качестве примера можно привести следующую методику: кончик палочки из натриевого стекла покрывают тонкой пастой из оксида свинца (из аккумулятора) и воды, затем нагревают в окислительном пламени (избыток кислорода) горелки до тех пор, пока покрытие не станет прозрачным, после чего палочку нагревают в восстановительном пламени (недостаток кислорода) до появления на поверхности металлического свинца. Теперь если конец палочки покрытый черным свинцом подержать над парами, выделяющимися из пробы, обработанной серной кислотой при нагревании, то исчезновение черной окраски указывает на присутствие фторидов. Ясно, что для исследования воздуха необходима предварительная аспирация (пропускание воздуха через воду).
Чувствительной реакции на фториды можно достигнуть при использовании в качестве реагентов распространенных индикаторов - метилтимолового синего или ксиленолового оранжевого в сочетании с хлорокисью циркония ZrOCl2. Предел обнаружения 0,003 мкг фтора. Иногда для экспресс-тестов может использоваться и реакция разрушения красно-фиолетового комплекса, образуемого ализаринсульфонатом натрия и все той же хлорокисью циркония ZrOCl2. При действии фторидов красно-фиолетовое окрашивание исчезает и возвращается обычный красный цвет ализарина.
Посвящено оно всем представителям гражданской науки и экологам, которые борются с фторидами в земле и воздухе. Например, таким как @Nataljache сражающаяся с выбросами фторводорода в Челябинске. Итак, техзадача - определение наличия плавиковой кислоты, она же фторводородная кислота, она же HF в воздухе.
Самый простой вариант, подразумевающий автоматический сбор и анализ данных по превышениям - это использование электрохимических датчиков HF (см. на картинке). Такие датчики работают с привычными для любителей Arduino/RaspberryPi/ESP32 напряжениями (3-5 В) и способны достаточно точно определять концентрации HF в диапазоне 5-300 ppm. Самый весомый (для гражданской науки) их минус - это стоимость, которая колеблется на aliexpress на уровне 50-200$ за разные модели.
Химические, "ручные" способы определения будут более бюджетными, но требуют определенного опыта работы оператора, их практически невозможно автоматизировать, да и оценка эта будет по большей части качественной. В качестве примера можно привести следующую методику: кончик палочки из натриевого стекла покрывают тонкой пастой из оксида свинца (из аккумулятора) и воды, затем нагревают в окислительном пламени (избыток кислорода) горелки до тех пор, пока покрытие не станет прозрачным, после чего палочку нагревают в восстановительном пламени (недостаток кислорода) до появления на поверхности металлического свинца. Теперь если конец палочки покрытый черным свинцом подержать над парами, выделяющимися из пробы, обработанной серной кислотой при нагревании, то исчезновение черной окраски указывает на присутствие фторидов. Ясно, что для исследования воздуха необходима предварительная аспирация (пропускание воздуха через воду).
Чувствительной реакции на фториды можно достигнуть при использовании в качестве реагентов распространенных индикаторов - метилтимолового синего или ксиленолового оранжевого в сочетании с хлорокисью циркония ZrOCl2. Предел обнаружения 0,003 мкг фтора. Иногда для экспресс-тестов может использоваться и реакция разрушения красно-фиолетового комплекса, образуемого ализаринсульфонатом натрия и все той же хлорокисью циркония ZrOCl2. При действии фторидов красно-фиолетовое окрашивание исчезает и возвращается обычный красный цвет ализарина.
