Chemiluminescent determination of reactive hydrocarbons

Summary Chemiluminescent reactions of ozone with several classes of compounds at different temperatures are described. In a reaction chamber in front of a photomultiplier ozone is mixed with the compounds studied such as alkanes, olefins, alcohols, aromatics, C₂H₂, NO, vinyl chloride or H₂S. The chemiluminescent emission is proportional to the concentration of the compound involved. At room temperature only olefinic hydrocarbons respond but at temperatures above 150°C also a response for alkanes, alcohols, CO etc. is obtained. It is suggested that next to the ozonide-excited formaldehyde mechanism the CO-CO ₂ ^* mechanism is responsible for the chemiluminescent emission at high temperature. A detection limit of a few ppb is achieved. Possible applications are a selective gas-chromatographic detector, an air pollution monitor for instance for CO, and a photochemical reactivity monitor.

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Bestimmung reaktiver Kohlenwasserstoffe durch Chemiluminescenz

Zusammenfassung Chemiluminescenzreaktionen von Ozon mit verschiedenen Verbindungsgruppen (hauptsächlich Kohlenwasserstoffe) bei unterschiedlichen Temperaturen werden beschrieben. In einer Reaktionskammer werden die Verbindungen vor einem Photomultiplier mit Ozon vermischt. Es handelt sich u. a. um folgende Verbindungstypen: Alkane, Olefine, Alkohole, Aromaten, C₂H₂, NO, Vinylchlorid, H₂S. Die Emissionsintensität ist proportional der Konzentration. Bei Raumtemperatur sprechen nur Olefine an, die übrigen Verbindungen erst über 150°C. Die Emission bei höherer Temperatur wird neben der Bildung von Formaldehyd auf die Reaktion CO-CO ₂ ^* zurückgeführt. Die Nachweisgrenze beträgt wenige ppb. Als mögliche Anwendungsgebiete werden ein selektiver GC-Detektor, ein Monitor für Luftverunreinigungen (z.B. für CO) sowie ein Monitor zur Messung photochemischer Reaktivität der Luft genannt.

Presented at the 6th Annual Symposium on Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria.     

Elektrochemische Methode zur quantitativen und kontinuierlichen Bestimmung von Ozon in Gasgemischen

Zusammenfassung Die vorgeschlagene Methode zur Ozonbestimmung beruht auf der Messung des Diffusionsgrenzstromes bei der kathodischen Reduktion von Ozon nach O₃ + 2H⁺ + 2e^– H₂O + O₂ in Schwefelsäure. Der Elektrolyt wird in der elektrochemischen Meßzelle intensiv mit dem ozonhaltigen Gas durchmischt und durch den aufsteigenden Gasstrom nach dem Prinzip der Mammutpumpe kontinuierlich im Kreislauf transportiert. Die mit Ozon gesättigte Lösung fließt in laminarer Strömung über eine zylindrische Meßelektrode aus glattem Platin. An dieser Elektrode wird mittels eines elektronischen Potentiostaten ein solches Potential konstant eingestellt, daß die elektrochemische Reaktion stets im Grenzstrombereich abläuft. Als Gegen- und Bezugselektrode wird eine Bleianode mit hoher Kapazität eingesetzt. Der mit einem Schreiber registrierte Strom ist dem Ozongehalt im Gas direkt proportional.

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Electrochemical method for quantitative and continuous determination of ozone in gas mixtures

The method is based on the measurement of the diffusion controlled limiting current obtained with the cathodic reduction of ozone according to O₃ + 2H⁺ + 2e^– H₂O + O₂ in sulphuric acid. The electrolyte is vigorously mixed with the gas containing ozone and circulated through the electrolytic cell by the ascending gas flow operating as a gas-lift pump. The solution saturated with ozone moves along a cylindric electrode consisting of a smooth platinum foil in laminar flow. A constant potential is maintained at the electrode by means of a potentiostat in such a way, that the electrochemical reaction is proceeding under limiting current conditions. A lead anode of high capacitiy is used as a counter- and reference electrode. The current recorded continuously is directly proportional to the concentration of ozone in gas.