Как обнаружить углекислый газ в воздухе

Общая информация
Углекислый газ (оксид углерода (IV), диоксид углерода, СО2, двуокись углерода, угольный ангидрид) – газ, выделяемый в воздух всеми живыми существами. Углекислый газ тяжелее воздуха приблизительно в 1,5 раза, поэтому он скапливается в низких непроветриваемых местах. Концентрация углекислого газа в воздухе (в атмосфере Земли) составляет в среднем 0,046 % (по массе) и 0,0314 % (по объему).

Углекислый газ относится к классу кислотных оксидов, т.е. при взаимодействии с водой он образует кислоту, которая называется угольная.      
Угольная кислота химически неустойчива и в момент образования сразу же распадается на составляющие, т.е. реакция взаимодействия углекислого газа с водой носит обратимый характер:

CO2 + H2O ↔ CO2×H2O(solution) ↔ H2CO3.

При нагревании углекислый газ распадается на угарный газ и кислород:

2CO2 = 2CO + O2.

Как и для всех кислотных оксидов, для углекислого газа характерны реакции взаимодействия с основными оксидами (образованными только активными металлами) и основаниями:

CaO + CO2 = CaCO3;

Al2O3 + 3CO2 = Al2(CO3)3;

CO2 + NaOH(dilute) = NaHCO3;

CO2 + 2NaOH(conc) = Na2CO3 + H2O.

Углекислый газ не поддерживает горения. Диоксид углерода выделяют в воздух все живые существа. Кроме того, огромные количества этого газа выбрасываются в воздух при гниении органических веществ, в результате вулканической деятельности, сгорании топлива, при пожарах и т.п. Содержание СО2 в атмосфере непрерывно повышается в результате деятельности человека.

Углекислый газ легко пропускает излучение в ультрафиолетовой и видимой частях спектра, которое поступает на Землю от Солнца и обогревает её. В то же время он поглощает испускаемое Землёй инфракрасное излучение и является одним из парниковых газов, вследствие чего участвует в процессе глобального потепления, что обуславливает парниковый эффект.

Диоксид углерода не оказывает токсического действия на живые организмы: растения усваивают его в процессе фотосинтеза. Он нужен растениям точно так же, как людям кислород. Этот газ участвует в фотосинтезе и стимулирует раннее и более активное цветение, повышает устойчивость к болезням и вредителям, увеличивает плодоношение. Без углекислого газа растениям нет жизни. Углерод в его составе — один из важнейших питательных элементов.

У человека углекислый газ участвует во многих метаболических процессах. Он регулирует работу дыхательного и сосудисто-двигательного центра, возбудимость нервной системы, активность многих ферментов и гормонов, отвечает за электролитный состав крови, тонус центральной нервной системы, сосудов и бронхов, поддерживает обмен веществ.

Для нормального функционирования организма важен баланс углекислого газа и кислорода. Недостаток и избыток углекислого газа в организме приводит к гипокапнии и гиперкапнии.

Гипокапния — недостаток углекислого газа в крови. Чаще всего проявляется в виде головокружения, в худшем случае приводит к потере сознания. Возникает в состоянии паники или стресса при частом и глубоком дыхании. Гипокапния также развивается с возрастом, когда содержание СО2 в крови падает ниже 3,5 % от нормальных 6-6,5 %.

Гиперкапния — избыток углекислого газа в крови. Интоксикация углекислым газом проявляется в виде головной боли, тошноты, повышенного потоотделения, в крайних случаях — потери сознания. Возникает при длительном нахождении в замкнутом помещении с высоким содержанием CO2, но чаще всего в экстренных ситуациях, например, задержка дыхания под водой.

Находясь в избыточном количестве диоксида углерода в воздухе классной комнаты, он вызывает у учащихся снижение активности на уроке, повышенную утомляемость. А при концентрации СО2 на уровне 5% уже нельзя нормально работать и появляются признаки удушья (повышение концентрации углекислого газа в данной ситуации сопровождается соответствующим снижением концентрации кислорода, израсходованного при дыхании).

Цель работы
Оценка качества воздуха через количественное определение содержания углекислого газа с помощью индикаторных трубок. Приобретение навыков и умений работы с простейшими средствами экологического контроля качества воздуха – индикаторными трубками.

Индикаторные трубки являются удобным инструментарием для экспресс-контроля вредных химических веществ в газовых средах (воздухе, промышленных выбросах). Несмотря на то, что индикаторные трубки начали активно применяться еще в середине прошлого века, их использование в настоящее время приобретает все большую актуальность благодаря простоте, дешевизне, способности к количественному измерению, возможности осуществлять многокомпонентный анализ ограниченными средствами непосредственно на месте.

Конструкционно индикаторная трубка представляет собой специальным образом подготовленную, запаянную с двух концов герметичную стеклянную трубку определенного диаметра и длины, заполненную твёрдым носителем, который перед его внесением в трубку подвергается ряду предварительных технологических операций, в результате которых на него наносится индикаторная рецептура.
Непосредственно перед использованием трубки вскрывают путём отламывания их кончиков с двух сторон, и с помощью специального насоса-пробоотборника пропускают через них определенную пробу воздуха.
Концентрацию вредного вещества определяют по изменению интенсивности окраски (колориметрические индикаторные трубки) или по глубине образовавшегося при взаимодействии определяемого компонента с индикаторным порошком окрашенного слоя (линейно-колористические индикаторные трубки).

Индикаторные трубки позволяют точно измерить концентрацию углекислого газа. Они находят применение при количественном санитарно-химическом и экологическом контроле. Измерив концентрацию диоксида углерода при выполнении данной практической работы, Вы сможете сами определить условия, при которых можно повысить результативность занятий, а также получить представление о естественном (фоновом) содержании СО2 в атмосфере и возможности его изменения в процессе антропогенной деятельности.

Данная работа выполняется с помощью производимых ГК «Крисмас» мини-экспресс-лаборатории «Пчёлка-У/м» (далее – МЭЛ «Пчелка-У/м») либо комплекта индикаторных трубок (

ИТ на СО2

), насоса-пробоотборника/аспиратора (НП-3М или НП-4) и

емкости полиэтиленовой газовой ЕПГ

(все вместе далее – комплект).

Основное оборудование из состава МЭЛ «Пчелка-У/м» или комплекта:

• индикаторные трубки для определения углекислого газа 0,03-0,1;0,1-2,0% (4,5);
• камера полиэтиленовая (емкость полимерная газовая ЕПГ);
• насос-пробоотборник (аспиратор) НП-3М/НП-4.

Дополнительное  оборудование из кабинета:

• термометр;
• секундомер.

Ход работы

Перед началом работы внимательно прочитайте инструкцию по применению индикаторных трубок и аспиратора.

Вскройте индикаторную трубку на СО2 с обоих концов, используя отверстие в головке насоса-пробоотборника/аспиратора. Обратите внимание на первоначальный цвет наполнителя индикаторных трубок.

Вскрытую индикаторную трубку вставьте в уплотнительную втулку насоса-пробоотборника/аспиратора, соблюдая направление прокачивания воздуха (указано стрелкой на поверхности индикаторной трубки).

3.
Прокачайте через индикаторную трубку необходимый по инструкции объём воздуха, сделав требуемое количество качаний насосом-пробоотборником/аспиратором.

Примечание. Корректно определяйте момент окончания прокачивания, пользуясь сигнальным устройством самого насоса-пробоотборника/аспиратора или секундомером. Правила пользования сигнальным устройством насоса-пробоотборника указаны в соответствующей инструкции.

Отметьте изменение окраски и длину столбика прореагировавшего наполнителя после прокачивания. Считайте концентрацию диоксида углерода по шкале (С, % об.), нанесённой на индикаторную трубку, или приложив её к соответствующей шкале внутри упаковки. При размытости границы раздела окрасок слоёв исходной и прореагировавшей индикаторной массы за результат измерения принимайте среднее значение.

Примечание. Для отбора проб воздуха на улице, в парке и т.п. местах с целью их дальнейшего анализа в условиях класса или лаборатории используйте камеру полиэтиленовую. Для этого достаточно наполнить её воздухом на месте отбора и герметично закрыть. Далее отобранный воздух из этой камеры анализируется с помощью индикаторной трубки как указано выше.

5.
Пересчитайте концентрацию СО2 из объёмных % в мг/м3 по формуле:

где: 
С1 – концентрация газа в объёмных %;
С2 – концентрация газа в мг/м3;
M – молярная масса углекислого газа (М = 44);
104 – коэффициент пересчёта из объёмных % в мг/м3.

Обработка результатов и выводы

Проанализируйте полученные результаты и сделайте выводы о качестве воздуха.Подробная информация:Общая информацияОборудование для газового анализа

Индикаторные трубки на диоксид углерода

Емкость полиэтиленовая газовая ЕПГ для отбора проб

Какой бы вы выбрали измеритель качества воздуха или посоветовали?

Лучшие недорогие приборы

Здесь представлены лучшие устройства, стоимостью до 5 000 рублей.

Мастеркит MT8057

Прибор, который позволяет определиться уровень углекислого газа дома, в офисе, машине. Отличается простотой применения, высокой точностью измерения. Устройство можно подключить к ноутбуку для записи статистики измерений.

Цена – от 3 900 рублей.

• метод измерения – инфракрасный луч;
• диапазон – 0-3000 РРМ;
• питание – от сети;
• встроенная сирена – да;
• демонстрация температуры – да;
• габариты – 115х25х38 мм;
• вес – 158 г.

• простота применения;
• внешняя привлекательность;
• автокалибровка экрана;
• возможность подключения к ПК;
• высокая точность показаний.

• небольшое количество опций;
• узкий диапазон;
• отсутствие автономного питания.

LifeControl MCLH-08

Модель высокого качества, которая отличается точностью измерений. Выявляется не только количество углекислого газа в воздухе, но и наличие вредных примесей. Показывает также температуру, влажность с высокой точностью.

Цена – от 1 800 рублей.

• применение – в помещении;
• фиксация – на столе;
• дополнительные измерения параметров воздуха – влажность, температура;
• питание – батарейки;
• размеры, мм – 97х85х50;
• вес – 210 г.

• возможность подключения к системе «умный дом»;
• высокая точность измерений;
• стильный дизайн;
• простота монтажа, использования;
• компактные габариты.

• случаются сбои в работе;
• не всегда точные показатели.

Xiaomi Smartmi PM 2. 5 Air Detector

Стильное малогабаритное устройство, функционирующее от аккумулятора. Отличается высокой точностью измерений, удобством использования. Характеризуется продолжительным эксплуатационным периодом.

Цена – от 2 400 рублей.

Xiaomi Smartmi PM 2.5 Air Detector

• измеряемые параметры – частицы PM2.5;
• применение – в помещении;
• фиксация – на столе;
• питание – аккумулятор;
• емкость батареи – 950 мАч;
• размеры, мм – 60х84х21.

• высокая точность измерений;
• работает без сбоев, зависаний;
• долговечность;
• работа от собственного аккумулятора;
• стильный дизайн;
• долгий срок службы.

• тусклый экран;
• маленькое время работы аккумулятора.

Лучшие изделия по средней стоимости

Здесь подобраны лучшие приборы, стоимостью от 10 000 рублей.

ТИОН MagicAir

Модель с высокой точностью измерений уровня углекислого газа. Помимо этого, устройство показывает температуру воздуха, влажность. Чтобы прибор работал, требуется постоянное подключение к интернету, которое осуществляется через встроенный Wi-Fi модуль. Изделие рекомендовано к применению для измерения качества воздуха, других параметров.

Цена – от 11 900 рублей.

• управление — электронное;
• диапазон – 0-5000 РРМ;
• питание – сеть;
• демонстрация температуры – да;
• измерение влажности – да;
• габариты – 100х100х27 мм;
• вес – 196 г.

• высококачественный дисплей;
• функциональность;
• точность измерений;
• удобство применения;
• стильный дизайн.

• подходит только для стационарного применения;
• нужно постоянное подключение к интернету.

Видео — Обзор базовой станции Magic Air

Прибор применяют для измерения уровня углекислого газа, обнаружения вредных примесей в воздухе. Кроме того, он демонстрирует температуру и влажность. Модель работает от аккумулятора, который отличается емкостью, а также от сети. Устройство рекомендовано к использованию в помещениях разных габаритов, различного назначения – дом, офис, производство и т.д., а также для улицы.

Цена – от 22 900 рублей.

• применение – в помещении, на улице;
• питание – сеть, аккумулятор;
• демонстрация температуры – да;
• измерение влажности – да;
• история измерений – 24 часа;
• хранение данных в памяти устройства – 3 года.

• функциональность;
• наличие 4 Гб оперативной памяти;
• возможность работы от аккумулятора;
• емкая батарея;
• можно использовать не только в помещении, но и на улице, независимо от погоды;
• встроенный Wi-Fi модуль.

• яркий дисплей мешает ночью, если использовать прибор в спальне;
• высокая стоимость.

Видео — Обзор AirVisual Node

Модель отличается высокой точностью измерений, продолжительным эксплуатационным периодом. Изделие имеет компактные габариты, поэтому не занимает много места на поверхности. Подходит к применению дома, в офисе.

Цена – от 11 500 рублей.

• диапазон – 0-2000 РРМ;
• питание – от адаптера;
• демонстрация температуры – да;
• измерение влажности – да;
• габариты – 135х91,5х65 мм;
• вес – 156 г.

• простота использования;
• стильное оформление;
• функциональность;
• продолжительный эксплуатационный период;
• яркий дисплей.

CEM DT-968

Модель, которая помогает не только выявить наличие вредных веществ в воздухе, но и определить их количество. Данные измерений сохраняются в памяти устройство и при желании их можно вывести на компьютер. Изделие оснащено качественным монитором с яркой подсветкой, что позволяет смотреть показатели измерений даже в темноте.

Цена – от 18 900 рублей.

• ЖК-дисплей – да;
• диагональ монитора – 3 дюйма;
• питание – аккумулятор;
• емкость батареи – 2400 мАч;
• собственная память – 5000 измерений;
• демонстрация температуры – да;
• измерение влажности – да;
• габариты – 155х85х75 мм;
• вес – 360 г.

• функциональность;
• высокая эффективность;
• наличие собственной памяти;
• определяет наличие токсичных веществ в воздухе;
• большой диапазон;
• привлекательный внешний вид;
• простота применения.

Лучшие изделия премиум-класса

Здесь подобраны лучшие дорогостоящие устройства.

Fluke 975V

Модель для профессионального применения. Отличается высокой точностью показаний. Прибор быстро обнаруживает как углекислый, так и угарный газ в воздухе. Изделие характеризуется функциональностью. В число полезных опций входит самопроверка без участия оператора. Яркая подсветка дисплея позволяет проводить замеры даже в темноте.

Цена – от 238 000 рублей.

• демонстрация температуры – да;
• измерение влажности – да;
• измерение скорости ветра – да.

• информативный дисплей;
• яркая подсветка экрана;
• возможность блокировки кнопок;
• большое количество дополнительных опций;
• продолжительное время автономной работы.

CEM DT-9881

Компактное устройство с качественным информативным дисплеем с яркой подсветкой. Отличается высокой точностью показаний. Поддерживает карты памяти, что позволяет сохранять данные измерений за определенный период. Подходит для профессионального измерения.

Цена – от 72 900 рублей.

• широкий рабочий диапазон;
• удобство применения;
• высокая скорость измерений;
• производительность;
• качественная сборка;
• внешняя привлекательность.

Testo 435-4

Модель высокого качества, которую можно использовать в домашних условиях, на производстве, на улице. Отличается высокой точностью измерений. Демонстрирует не только наличие в воздухе вредных примесей, но и другие показатели. Сведения об измерениях сохраняются в памяти устройства, что позволяет их выводить на компьютер, ноутбук.

Цена – от 99 000 рублей.

• питание – от батареек;
• демонстрация температуры – да;
• измерение влажности – да;
• измерение скорости ветра – да;
• габариты – 220х74х46 мм;
• вес – 428 г.

• точность показаний;
• высокая эффективность;
• функциональность;
• качественная сборка;
• корпус выполнен из материала повышенной прочности;
• небольшие размеры;
• продолжительный эксплуатационный период;
• можно использовать в разных условиях;
• подходит для подключения другого оборудования.

Видео — Обзор Testo 435-4

При выборе устройств нужно обращать внимание наследующие моменты:

• корпус. Он должен быть прочным, без дефектов;
• качество сборки. Устройство должно быть выполнено без люфтов;
• способ установки. Выделяют настенные и настольные модели. В этом случае выбор устройств зависит от личных предпочтений;
• наличие подсветки монитора. Она позволяет смотреть показатели прибора даже в темноте. При этом учитывают, что если подсветка слишком яркая без регулировки, то она будет мешать спать при установке модели в спальне.

Видео — Сравнение показателей самых популярных домашних анализаторов воздуха

Чтобы проверить качество воздуха, нужно подключить прибор к сети или просто активировать его, если устройство работает от аккумулятора, батареек. После этого приспособление анализирует состояние окружающей среды. Когда работа завершена, устройство выдает соответствующую информацию. Прибор сообщает об этом световым или звуковым сигналом. Информация выводится на дисплей. Изучив ее, пользователь получает представление о состояние воздуха в квартире, доме и т.д.

Так какой выбрать датчик для проверки качества воздуха? При покупке следует придерживаться не только приведенных рекомендаций, но и ориентироваться на размер бюджета. Так, если требуется бюджетная модель, рекомендуем присмотреться к варианту Xiaomi Smartmi PM 2.5 Air Detector. Если требуется устройство средней ценовой категории, подойдет изделие CEM DT-9680. Если нужно дорогостоящий прибор для профессионального применения, можно использовать модель Testo 435-4. В нашем топе можно подобрать подходящее устройство для любого бюджета.

Видео — Исследование качества воздуха в квартире

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СО2 И ОКИСЛЯЕМОСТИ ВОЗДУХА КАК ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА И ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЙ

Гигиенические показатели санитарного состояния и вентиляции помещений

• Химический состав атмосферного воздуха: азота — 78,08%; кислорода — 20,95%; углекислого газа — 0,03-0,04%; инертных газов (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон) — 0,93%; влаги, как правило, от 40-60% до насыщения; пыль, микроорганизмы, естественные и техногенные загрязнения — в зависимости от промышленного развития региона, типа поверхности (пустыня, горы, наличие зеленых насаждений и др.)
• Основные источники загрязнения воздуха населенных мест, производственных помещений — выбросы промышленных предприятий, автотранспорта; пиле-, газообразование промышленных предприятий; метеорологические факторы (ветры) и тип поверхности регионов (пылевые бури пустынных мест без зеленых насаждений).
• Источники загрязнения воздуха жилых помещений, помещений коммунально-бытового назначения и общественных помещений — продукты жизнедеятельности организма людей, которые выделяются кожей и при дыхании (продукты распада пота, кожного сала, омертвелого эпидермиса, другие продукты жизнедеятельности, которые выделяются в воздух помещения пропорционально количеству людей, срока их пребывания в помещении и количества углекислого газа, который накапливается в воздухе пропорционально перечисленным загрязнителям), и поэтому используется как показатель (индикатор) степени загрязнения этими веществами воздуха помещений различного назначения.
• Учитывая, что через кожу и при дыхании выделяются, в основном, органические продукты обмена веществ, для оценки степени загрязнения воздуха помещений людьми было предложено определять другой показатель этого загрязнения – окисляемость воздуха, т.е. измерять количество миллиграммов кислорода, необходимого для окисления органических соединений в 1 м3 воздуха с помощью титрованного раствора бихромата калия К2Сr2О7. Окисляемость атмосферного воздуха обычно не превышает 3-4 мг/м3, в хорошо проветриваемых помещениях окисляемость находится на уровне 4-6 мг/м3, а в помещениях с неблагоприятным санитарным состоянием окисляемость воздуха может достигать 20 и более мг/м3.
• Концентрация углекислого газа отображает степень загрязнения воздуха другими продуктами жизнедеятельности организма. Концентрация углекислого газа в помещениях увеличивается пропорционально количеству людей и времени их пребывания в помещении, но как правило, не достигает вредных для организма уровней. Только в замкнутых, недостаточно вентилируемых помещениях (хранилищах, подводных лодках, подземных выработках, производственных помещениях, канализационных системах и т.п.) за счет брожения, горения, гниения количество углекислого газа может достигать концентраций, опасных для здоровья и даже жизни человека.

Исследованиями М. П. Бресткина и ряда других авторов установлено, что повышение концентрации СО2 до 2-2,5% не вызывает заметных отклонений в самочувствии человека, его трудоспособности. Концентрации СО2 до 4% вызывают повышение интенсивности дыхания, сердечной деятельности, снижение трудоспособности. Концентрации СО2 до 5% сопровождаются одышкой, усилением сердечной деятельности, снижением трудоспособности, а 6% — способствуют снижению умственной деятельности, возникновению головной боли, умопомрачению, 7% — может вызвать неспособность контролировать свои действия, потерю сознания и даже смерть, 10% — вызывает быструю, а 15-20% мгновенную смерть из-за паралича дыхания.

Для определения концентрации СО2 в воздухе разработано несколько методов, среди которых метод Субботина-Нагорского с гидроокисью бария, методы Реберга-Винокурова, Калмыкова, интерферометрический. Вместе с тем в санитарной практике наиболее широко используется портативный экспрессный метод Лунге-Цеккендорфа в модификации Д.В.Прохорова (приложение 2).

Определение диоксида углерода в воздухе экспресс-методом Лунге-Цеккендорфа в модификации Д.В. Прохорова

Принцип метода основан на пропускании исследуемого воздуха через титрованный раствор углекислого натрия (или аммиака) в присутствии фенолфталеина. При этом происходит реакция Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3. Раствор фенолфталеина, который имеет розовую окраску в щелочной среде, после связывания CO2 обесцвечивается (кислая среда).

Разведением 5,3 г химически чистого Na2CO3 в 100 мл дистиллированной воды готовят исходный раствор, к которому прибавляют 0,1% раствор фенолфталеина. Перед анализом готовят рабочий раствор разведением исходного раствора 2 мл до 10 мл дистиллированной водой.

Раствор переносят в склянку Дрекселя по Лунге-Цеккендорфу (рис. 11.1а) или в шприц Жанне по Прохорову (рис. 11.1б). В первом случае к длинной трубке склянки Дрекселя с утонченным носиком присоединяют резиновую грушу с клапаном или небольшим отверстием. Медленно сжимая и быстро отпуская грушу, продувают через раствор исследуемый воздух. После каждой продувки склянку встряхивают для полного поглощения CO2 из порции воздуха. Во втором случае (по Прохорову) в шприц, наполненный 10 мл рабочего раствора соды с фенолфталеином, держа его вертикально, набирают порцию исследуемого воздуха. Затем энергичным встряхиванием (7-8 раз) воздух приводят в контакт с поглотителем, после чего воздух выталкивается и вместо него набирается одна за другой порции исследуемого воздуха до полного обесцвечивания раствора в шприце. Считают количество объемов (порций) воздуха, пошедших на обесцвечивание раствора. Анализ воздуха проводят в помещении и за пределами помещения (атмосферный воздух).

Результат рассчитывают по обратной пропорции на основании сопоставления количества израсходованных объемов (порций) груш или шприцев и концентрации CO2 в атмосферном воздухе (0,04%) и в конкретном исследуемом помещении, где определяется концентрация СО2. Например, в помещении израсходовано 10 объемов груш, или шприцев, на улице – 50 объемов. Отсюда, концентрация CO2 в помещении = (0,04 x 50) : 10 = 0,2%.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) CO2 в жилых помещениях разного назначения установленная в пределах 0,07-0,1%, в производственных помещениях, где CO2 накапливается от технологического процесса, до 1-1,5%.

Рис.11.1а. Прибор для определения концентрации СО2 по Лунге-Цеккендорфу (а — резиновая груша для продувки воздуха с клапаном; б — склянка Дрекселя с раствором соды и фенол-фталеина)

Рис. 11.1б. Шприц Жанне для определения концентрации СО2 по Д. В. Прохорову

Методика определения и гигиенической оценки показателей воздухообмена и вентиляции помещений

Воздух жилых помещений считается чистым, если концентрация CO2 не превышает предельно допустимых концентраций – 0,07% (0,7‰) по Петтенкоферу или 0,1% (1,0‰) по Флюге.

На этом основании рассчитывается необходимый объем вентиляции – количество воздуха (в м3), которое должно поступать в помещение в течение 1 ч, чтобы концентрация CO2 в воздухе не превысила предельно допустимых концентраций для данного вида помещений. Его рассчитывают по формуле:

где: V – объем вентиляции, м3/час;

К – количество СО2, выделяемое одним человеком за один час (в покое 21,6 л/ч; во сне – 16 л/ч; при выполнении работы разной тяжести – 30-40 л/ч);

n — количество людей в помещении;

Р – предельно допустимая концентрация СО2 в промилле (0,7 или 1,0‰);

Р1 – концентрация СО2 в атмосферном воздухе в промилле (0,4‰).

При расчете количества СО2, которое выделяет один человек за один час, выходят из того, что взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1 минуты 18 дыхательных движений с объемом каждого вдоха (выдоха) 0,5 л и, следовательно, в течение часа выдыхает 540 л воздуха (18 х 60 х 0,5 = 540).

Учитывая, что концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе примерно 4% (3,4-4,7%), то общее количество выдыхаемого углекислого газа за пропорцией составит:

х = (540*4)/100 = 21,6 л/час

При физических нагрузках пропорционально их тяжести и интенсивности возрастает количество дыхательных движений, а потому возрастает и количество выдыхаемого СО2 и необходимый объем вентиляции.

Необходимая кратность вентиляции – число, которое показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух помещения, чтобы концентрация СО2 не превышала предельно допустимых уровней.

Необходимую кратность вентиляции находят путем деления рассчитанного необходимого объема вентиляции на кубатуру помещения.

Фактический объем вентиляции находят путем определения площади вентиляционного отверстия и скорости движения воздуха в нем (фрамуга, форточка). При этом учитывают, что через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздуха, близкий к кубатуре помещения и его нужно прибавить к объему, который проникает через вентиляционное отверстие.

Фактическую кратность вентиляции рассчитывают делением фактического объема вентиляции на кубатуру помещения.

Сопоставляя необходимые и фактические объемы и кратность вентиляции, оценивают эффективность обмена воздуха в помещении.

Нормативы кратности обмена воздуха в помещениях разного назначения

Необходимый объем и кратность вентиляции положены также в основу научного обоснования норм жилой площади. Учитывая, что при закрытых окнах и двери, как сказано выше, через поры стен, щели в окнах и двери в помещение проникает объем воздух, близкий к кубатуре помещения (т.е., его кратность равняется ~ 1 раз/час), а высота помещения в среднем равняется 3 м, норма площади на 1 человека составляет:

Шаги

Тест на CO2 Шаг 1

Шаг 1. Возьмите пробу газа

Перед началом теста у вас должна быть герметичная пробирка, наполненная углекислым газом. Пробу можно взять из газового баллона, кипящей трубки или любого другого герметичного контейнера. Образец обычно берется в стакан, содержащий воду. Поскольку углекислый газ плотнее воздуха, его можно собрать с помощью газового шприца.

Тест на CO2, шаг 2

Шаг 2. Смешайте карбонат кальция с соляной кислотой (HCl)

Самый простой способ взять пробу CO2 заставить эти два вещества вступить в реакцию. В первую очередь нужно налить в коническую колбу 20 мл HCl. Затем налейте в колбу 15 мл карбоната кальция. Как только реакция начнется, закройте флакон пробкой и зондом для кормления. Фактически, газ пройдет через эту трубку и попадет в перевернутую пробирку (которая была погружена в чашу, наполненную водой). Если вода, содержащаяся в пробирке, нестабильна, это означает, что образец эффективен.

• Отбор проб можно проводить до тех пор, пока продолжается реакция.
• Будьте очень осторожны при обращении с соляной кислотой. На всякий случай наденьте перчатки, защитные очки и лабораторный халат и избегайте контакта с кожей вещества! Лучше всего вызывать эту реакцию, только если у вас есть доступ к реальной лаборатории.

Тест на CO2, шаг 3

Шаг 3. Накройте пробирку

Поместите его на опорную стойку, чтобы хранить в надежном месте, пока вы не будете готовы к использованию. Вы можете накрыть его небольшим кусочком пробки или другой пробкой, чтобы обеспечить перенос пробы в другие емкости. Плотно закройте емкость, чтобы предотвратить утечку газа. Если трубку оставить открытой, газ смешается с воздухом, и тест будет менее эффективным.

Выделение углекислого газа пузырьками

Тест на CO2 Шаг 4

Шаг 1. Обмыть образец водой извести

Для достижения наилучших результатов промойте собранный газ в известковой воде. На самом деле это разбавленный раствор гидроксида кальция (также называемый липовым объёмом). Когда образец вступает в контакт с раствором, образуются твердые осадки карбоната кальция (чистый мел или известняк). Эти осадки не растворяются в воде. Кроме того, если отбираемый газ содержит CO2, известковая вода становится мутной и белой, как молоко.

Тест на CO2 Шаг 5

Шаг 2. Приготовьте известковую воду

Это довольно простой процесс, который включает разбавление гидроксида кальция в воде. Гидроксид кальция (Ca (OH)2) представляет собой безболезненный белый порошок, который можно приобрести у любого дистрибьютора лабораторного оборудования. При смешивании чистая известковая вода становится прозрачной, бесцветной, с легким землистым запахом и горьким привкусом гидроксида кальция. Выполните следующие шаги, чтобы приготовить собственный насыщенный раствор гидроксида кальция.

• Налейте 5 мл гидроксида кальция в чистую стеклянную емкость объемом 4 литра (или меньше). Поскольку известковая вода представляет собой насыщенный раствор, в емкости может быть нерастворенный остаток. Если емкость вашего контейнера не превышает 4 литров, одной чайной ложки гидроксида кальция должно быть достаточно, чтобы полученный раствор был насыщенным.
• Наполните емкость дистиллированной или водопроводной водой. С дистиллированной водой вы получите чистый раствор, хотя минеральные соединения в водопроводной воде не повлияют на тест.
• Накройте емкость. Энергично встряхните раствор в течение 1-2 минут и дайте постоять 24 часа.
• Вылейте более легкую часть раствора (которая плавает на поверхности воды) через кофейный фильтр или фильтровальную бумагу. Будьте осторожны, чтобы не взбалтывать отложения. При необходимости повторите этот шаг, пока не получите наиболее четкое решение. Храните его в чистой бутылке или банке.

Тест на CO2 Шаг 6

Шаг 3. Смешайте газ с известковой водой

Наполовину заполните пробирку известковой водой, затем доведите до кипения. Используя подающую трубку, пропустите содержимое трубки для пробы CO напрямую.2 в кипящей известковой воде. Если у вас нет подающей трубки, вы можете использовать металлическую соломинку или гибкий шланг. Дайте газу пузыриться в жидкости и дождитесь начала реакции.

Если вы предпочитаете не кипятить раствор, с помощью газового шприца напрямую слейте CO2 в пробирку, наполовину заполненную известковой водой. Накройте пробирку и энергично встряхивайте 1-2 минуты. Если отобранный газ содержит CO2, раствор становится мутным

Тест на CO2 Шаг 7

Шаг 4. Наблюдайте за мутной водой

Если проба газа содержит CO2, известковая вода должна иметь молочно-белый цвет из-за частиц карбоната кальция. Чтобы реакция началась немедленно, нужно довести раствор до кипения и пропустить газ прямо в известковую воду. Если в течение минуты ничего не происходит, это просто означает, что ваш образец не содержит углекислого газа.

Тест на CO2 Шаг 8

Шаг 5. Изучите химическую реакцию

Тест на CO2 Шаг 9

Шаг 1. Попробуйте использовать пробу газа для тушения пламени

Двуокись углерода в высокой концентрации тушит пламя. Просто держите зажженное полено внутри пробирки, которое может содержать CO.2. Если ваша трубка содержит углекислый газ, пламя должно немедленно погаснуть. Реакция между кислородом и другим веществом называется горением (образование пламени). Эта химическая реакция проходит в две стадии, а именно полное окисление органического соединения и восстановление кислорода. Если огонь гаснет, это потому, что кислород заменяется CO.2, негорючий газ.

Имейте в виду, что любое газообразное соединение, не содержащее кислорода, погасит пламя. Следовательно, этот тест не является надежным для определения CO2, и это может привести к неправильной интерпретации

Тест на CO2 Шаг 10

Шаг 2. Соберите газ в перевернутую пробирку

Прежде чем приступить к обнаружению CO2, убедитесь, что отобранный газ хранился правильно и что емкость плотно закрыта. Убедитесь, что трубка не содержит горючих или взрывоопасных газов. В таком случае вставление светящейся палочки в пробирку может быть опасным или очень пугающим.

Тест на CO2 Шаг 11

Шаг 3. Вставьте небольшое пламя в трубку

Для этого можно использовать бревно или длинную палку. В крайнем случае подойдет зажигалка или спичка. Однако для обеспечения безопасности не приближайте руки к отверстию трубки. Если пламя сразу гаснет, это означает, что в трубке содержится высокая концентрация углекислого газа.

Тест на CO2 Шаг 12

Шаг 4. В противном случае тушите свечу газовым шприцем

Заполните его углекислым газом. Затем используйте каплю расплавленного воска, чтобы прикрепить маленькую свечу к монете. Затем поместите свечу в большую чашку и зажгите ее. Подсоедините пластиковую трубку к концу шприца, затем нажмите на поршень, чтобы опорожнить CO.2 на дне чашки. Если вы вылейте все содержимое шприца в течение нескольких секунд, пламя должно погаснуть.