hat irgend jemand eine Ahnung wie man möglichst einfach und billig die Methanolkonzentration eines ca. 1 molaren Methanol-Wasser-Gemisches messen kann?
Die Messung ist notwendig für den Betrieb einer Direkt-Methanol-Brennstoffzelle!
Ciao,
Chucky :confused:
bm
14.11.2001, 11:27
Wird bei Bremsflüssigkeiten so gemacht.
minutemen
14.11.2001, 12:57
1molar? das sind grob 32 g/l. da wird der brechungsindex - glaube ich mal - keine sonderlich genauen werte liefern. titrieren? meine vorzugsvariante wäre es nicht. ausserdem muss man andauernd den titer neu bestimmen. hplc? genau, aber nicht billig. gc? billiger, aber nicht wirklich billig.
titration ist wohl der beste weg. such im indernett mal nach sowas wie blutalkoholbestimmung. geht auch mit methanol als alkohol.
schlumpf
14.11.2001, 14:07
mit NMR?
geht natuerlich nur, wenn man halbwegs leicht Zugang hat zu einem NMR. Aber MeOH hat ein schoenes Methylsignal. Da muss man nur noch eine Referenz bekannter Konzentration zugeben (z.B. 1 mM EtOH) und die Integrale vergleichen. Der Fehler ist nach meiner Erfahrung sicher unter 5%.
was man beim Messen noch beachten muss: kurze Pulse verwenden, 10-20 s warten zwischen den einzelnen scans, keine Gauss- oder Sinusmultiplikation des FID.
mp67
14.11.2001, 14:11
Dichte der Mischungen in kg/m3:
944.144-3.637X+0.15X2 mit X=molenbruch
eine Abhängigkeit des RI von M% Methanol gibt es
hier in Abb. 3-5 (http://long2.eng.sunysb.edu/dennis/PDF/Chap3.pdf)
Ansonsten tatsächlich Rücktitration nach Umsetzung mit Dichromat/H2SO4. Es gibt natuerlich auch noch exotischere Möglichkeiten, die sich dann aber zu eigenen Projekten auswüchsen.
M.
bm
14.11.2001, 17:00
Der Fehler ist nach meiner Erfahrung sicher unter 5%.
Bei einer dreiprozentigen Lösung! Würfeln müsste genauso gut sein.
schlumpf
14.11.2001, 19:16
tja, wir bestimmen mehr oder weniger routinemaessig millimolare Konzentrationen via NMR - also drei Groessenordnungen drunter! man braucht halt nur eine Referenz ...
upsidedown
14.11.2001, 19:19
Ich hab das Problem auch mal gehabt. Karl Fischer Titration und ein vernünftiger Titroprozessor ergaben damals hinreichend brauchbare Ergebnisse, aber für dich ist das mit Sicherheit bei dem grossen Wasseranteil ungeeignet.
und bm:
Bei einer dreiprozentigen Lösung! Würfeln müsste genauso gut sein.
so eine Fehlerangabe bezieht sich üblicherweise auf Prozente des Messwertes! Also 5% von 3%... Das wäre dann eine Genauigkeit von z.B. (3 <font class="serif">±</font> 0,15) Massen% Das dürfte eigentlich hinreichen.
Gruß,
UpsideDown
nobody
14.11.2001, 20:21
NMR? Naja, bißchen übertrieben oder so und nicht ganz billig. Er will ja auch keine Struktur aufklären. Methanol im HPLC? :suspect: Karl-Fischer-Titration ist bei der Menge Wasser auch nicht der Hit. Was spricht denn gegen GC?
DirtyHarry
14.11.2001, 21:22
Hmmm,
ich schätze mal, Chucky will den Methanolgehalt seines Wasser/Methanol-Gemischs während des Betriebs der DMFC bestimmen und ggf. den verbrauchten Methanol in seiner Lösung über nen Injektor wieder ersetzen, da er die Lösung im Kreislauf fahren will, oder?
Für die reine Konzentrationsbestimmung eignet sich auch für relativ kleine Konzentrationen ein Differentialrefraktometer, wobei die Lösung gegen nen Standard der gewünschten Konzentration gemessen wird, zumindest wirds bei ner Firma, die sich mit der Entwicklung von DMFCs beschäftigt, so gemacht. Geht schnell und ist verläßlich, die Methode!
Für die oben erwähnte Bestimmung des Methanolgehalts im laufenden Betrieb - die Firma Siemens hat vor einigen Jahren mal nen elektrochemischen Sensor entwickelt, der im Prinzip wie ne kleine DMFC funktioniert. Ich würde mich mal in der einschlägigen Patentliteratur schlau machen!
upsidedown
14.11.2001, 21:30
Was spricht denn gegen GC?
das man mit nem normalen GC (zumindest denen, mit denen ich bislang mal zu tun hatte) das Wasser nicht nachweisen kann, also wenn man nach der Methode der normierten Flächen immer auf 100% Methanol kommt.
Und Methode des internen Standards klappt nur bei ziemlich genauen Geräten - ich habs mal bei einem etwas älteren GC probiert. Mehr als ne Tendenz war damit leider auch nicht zu bestimmen.
nobody
14.11.2001, 21:34
@upsidedown: Was machst Du denn mit GCs? Ich dachte Du bist Verfahrenstechniker?
upsidedown
14.11.2001, 21:42
Bin ich ja auch. Ich hab das Zeugs im Sommer gebraucht, als ich Praktikum bei einem größeren deutschen Chemiekonzern in Ludwigshafen gemacht habe... *hüstel*
in der experimentellen Prozessanalyse ist das Zeugs saupraktisch (solange man kein Wasser drin hat)
nobody
15.11.2001, 10:44
Wow, vielen Dank für den regen Zuspruch!
Dirty Harry, hat Recht. Die Messung muß während des Betriebs der DMFC laufen. Die Konzentration des Anodenkreislaufes muß entsprechend der abgenommenen Leistung geregelt werden. Man will nicht zuviel Methanol im Anodenkreislauf haben, da es leider auch den direkten Weg zur Kathode durch die PEM sucht.
Siemens hat in der Richtung schon einige Patente am Start. Zum Beispiel cp-Bestimmung oder die Messung der Dielektrizitätskonstanten
Leider stört das CO2 mächtig, das auch im Anodenkreis herumwirbelt.
Kann man nicht einfach einen Bruchteil des Wasser/Methanol-Gemisches zum Verdampfen bringen und die Temperatur messen
Werd' mich auf alle Fälle mal mit dem Differentialrefraktometer beschäftigen!
So long...
bm
15.11.2001, 18:50
tja, wir bestimmen mehr oder weniger routinemaessig millimolare Konzentrationen via NMR - also drei Groessenordnungen drunter! man braucht halt nur eine Referenz ...
Richtig, aber ich habe die fünf Prozent als absoluten Fehler interpretiert, Du hast wahrscheinlich den relativen gemeint.
DirtyHarry
15.11.2001, 19:44
Leider stört das CO2 mächtig, das auch im Anodenkreis herumwirbelt.
Na, das ist ja wohl einfach zu regeln. Ich würde halt nen Split des Methanolstroms abnehmen, durch einen Entgaser leiten (wie er z.B. in der HPLC verwendet wird) und im nun CO2 - freien Gemisch messen, fertig!
@ chucky:
Hört sich wie die Aufgabe für ne Diplomarbeit an und das Thema kommt mir auch sehr bekannt vor!
Du bist zur Zeit nicht zufälligerweise am Daimler-Chrysler-Forschungszentrum in Ulm tätig... :D
Blue Crystal
15.11.2001, 20:00
Dichtebestimmung über Aräometer (vgl. Autobatterie), also über den Auftrieb. Oder Mohrsche Waage.