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Determinación de NOx en escape de automóvil usando espectroscopía UV-VIS
 

Determinación de NOx en escape de automóvil usando espectroscopía UV-VIS

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Una mezcla de óxido nítrico y dióxido de nitrógeno se conoce generalmente como NOx. Como un subproducto en escape de automóvil, NOx puede ser perjudiciales para el medio ambiente, que dañan el ozono troposférico.

A altas temperaturas en la cámara de combustión de un motor, el nitrógeno y el oxígeno del aire pueden reaccionar para formar óxido nítrico y dióxido de nitrógeno. En presencia de luz solar, NOx reacciona con compuestos orgánicos volátiles en la atmósfera para formar ozono y otros productos. El ozono troposférico es un riesgo para la salud, potencialmente causando irritación pulmonar y ocular entre otras quejas, y es un componente principal del smog fotoquímico.

Este video ilustra los principios de NOx y el ozono troposférico producción, cómo fabricar soluciones del indicador y cómo medir y no cuantificarx producción de escapes de automóviles.

Automóviles en carretera representan aproximadamente un tercio de ninguna emisión dex en los Estados Unidos, y las emisiones están reguladas estrictamente a través de la ley de aire limpio. Convertidores catalíticos, situados entre el motor y tubo de escape, un coche no puede reducir significativamentex la concentración en los gases de escape, pero requieren temperaturas elevadas para funcionar, tan sólo reducirá NOx después de que un automóvil ha estado funcionando el tiempo suficiente para calentar el convertidor.

Debido a esta diferencia en la capacidad de convertidores catalíticos para quitar NOx a diferentes temperaturas, las emisiones de NOx normalmente se leen al vehículo arrancar y después de correr durante 10 minutos. Esto da una cuantificación de las emisiones de NOx producida por el automóvil y también una indicación de la capacidad del convertidor catalítico para quitar los NOx.

Cuando NOx se agrega a una solución que contiene ácido sulfanílico y naftil-etilendiamina, la reacción resultante forma una molécula del tinte de azo color rosa. La intensidad de este rosado es directamente proporcional a la concentración de NOx en la solución y puede ser medida usando un espectrofotómetro UV-VIS para dar una cuantificación de la cantidad de NOx cuando conspiraron contra estándares en una curva de calibración.

Ahora que estamos familiarizados con el proceso de formación de NOx , vamos a ver cómo no se puede cuantificarx producción de automóviles en un entorno experimental.

Para comenzar el experimento, soluciones de detección que reaccionan con el NOx debe estar preparados. Para preparar la solución madre de nitritos, primero pesar 1.5 g de nitrito de sodio y agregar a un matraz aforado de 1 L. Añadir agua libre de nitritos a la marca de 1 L en el matraz. Esto produce una solución madre de 1.000 nitrito μg por mL. Identifique esta solución de forma apropiada. Para hacer una solución de trabajo de 5 nitrito μg por mililitro, un frasco de dulce y añadir 1 mL de la solución madre. Diluir a 200 mL.

Primero para preparar la solución de indicador de NOx , pesar 5 g de ácido sulfanílico anhidro y agregar a un matraz aforado de 1 L. En el mismo matraz, agregar 500 mL de agua libre de nitritos, luego 140 mL de glacial acético. Agitar la solución, hasta que se disuelva el ácido sulfanílico.

A continuación, pesar 20 mg de naftil etilendiamina y añadir al matraz. Por último, llene el matraz a la línea de 1 L con agua libre de nitritos. Transferir la solución a un frasco oscuro para prevenir fotodescomposición, tapar herméticamente y etiquetar adecuadamente.

Para generar una curva estándar, estándares de calibración deben crearse. En primer lugar, poner 1 mL de la solución madre de nitritos de 5.0 μg en un matraz aforado de 25 mL y diluir con la solución de indicador de NOx a la marca de calibración. Esto hace un 0,2 μg2-solución patrón/ml.

A continuación, preparar 0.4, 0.6, 0.8 y 1 μg2-soluciones estándar/ml mediante la adición de 2, 3, 4 y 5 mL nitrito soluciones a distintos matraces de 25 mL y llenar cada uno de la marca sin ninguna solución de indicadorx .

Utilizando un espectrofotómetro UV-VIS, configurar el instrumento para leer absorbancia. A continuación, establece la longitud de onda de 550 nanómetros. Añadir la solución de indicador de NOx a una celda de muestra del espectrofotómetro limpia y con éste a cero el espectrofotómetro. Finalmente, medir la absorbancia de las cinco soluciones estándar y registrar los valores.

Para comenzar las lecturas, iniciar el motor diesel de automóvil. Tomar una jeringa de 60 mL estanqueidad e introdúzcalo unos poquitos la pipa de la cola, teniendo cuidado de evitar quemaduras o inhalación de humos. Atraer y expulsar los gases de escape dos veces para la jeringa de la condición.

A continuación, dibujar 25 mL de la solución de indicador de NOx en la jeringa. Expulsar todo el aire de la jeringa sin derramar la solución indicadora. Por último, dibujar 35 mL de escape dentro de la jeringa, tirando el émbolo hasta la marca de 60 mL, luego retirar y tape la jeringa.

Agitar la solución en la jeringa con la mano durante 2 minutos tapa la jeringa con papel de aluminio. Por último, medir la temperatura del aire en el tubo muestra. Repita el proceso de muestreo con un automóvil de motor con gasolina y cualquier otro modelo o diseño de automóvil que desea.

Repetir el experimento después de que los vehículos han estado funcionando durante al menos 10 minutos. Una vez que todas las muestras han sido recogidas, espere 45 minutos para permitir que el color se desarrolle. Finalmente, expulsar el gas de las jeringas y coloque las soluciones de indicador muestra en cubetas individuales. Medir la absorbancia utilizando el espectrofotómetro a 550 nm y registro de los valores.

Utilizando las mediciones de absorbancia de las soluciones patrón, hacer un diagrama de la absorbancia frente a concentración de nitrito. Determinar la línea de mejor ajuste de los datos. Esta línea de mejor ajuste, calcular la concentración de nitrito en cada solución de prueba. Este valor se puede convertir entonces en dióxido de nitrógeno en los gases de escape.

La concentración de dióxido de nitrógeno calculado realmente representa a todos los NOx en la muestra de escape. El ppmV, o partes por millón por volumen de conversión μg/L depende de la temperatura y la presión a la que se recolectaron las muestras.

Automóviles no son la única fuente de NOx. Seguimiento de su producción es importante en una amplia gama de campos.

Humo del cigarrillo contiene a menudo una mayor concentración de NOx que emitida por motores de automóviles. Valores típicos de NOx en humo del cigarrillo entre 500-800 ppm, comparado con 21-48 ppm para las emisiones de un coche de gasolina, o alrededor de 500 ppm para un vehículo diesel. Esto puede resultar en una variedad de temas de salud personal, incluyendo bronquitis, irritación de nariz y garganta, infecciones respiratorias, o el bloqueo de transferencia de oxígeno en el torrente sanguíneo. Los niveles de NOx en el humo del cigarrillo también pueden cuantificarse mediante los métodos que se muestra en este video.

Bacterias nitrificantes se encuentran en suelo y agua y juegan un papel importante en el ciclo del nitrógeno, oxidan el amoníaco a nitrito y luego nitrato. Como con los gases de escape y humo de cigarrillo, los niveles de NOx en el suelo pueden también examinar y cuantificados colorimétricamente.

Nitratos y nitritos se encuentran también en cantidades medibles en los productos alimenticios. Para los alimentos curados, pueden añadirse los nitratos y nitritos como conservante, más comúnmente en la carne y productos cárnicos. Éstos tienen antimicrobiano así como acciones de fijación de color y conservación y un efecto beneficioso indirecto significativo en sabor. Sin embargo, demasiado alto de contenido de nitrito puede conducir a complicaciones médicas como la metahemoglobinemia infantil causa o acortará la vida útil de los productos debido a efectos como la quemadura del nitrito. Contenido de nitritos en alimentos curados por lo tanto debe ser vigilado cuidadosamente, y esto puede llevarse a cabo utilizando una versión modificada del test colorimétrico.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la determinación de NOx. Ahora debe entender como se forma NOx en motores de automóvil, cómo formular NO soluciones del indicadorx y cómo medir y cuantificar NOx de los gases de escape del vehículo.

¡Gracias por ver!

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