Az elem hidrogén megtalálható mind szerves, mind anorganikus anyagokban különböző kémiai vegyületekben. Ezért speciális elemzők a hidrogén elemzéséhez szükségesek a hidrogén koncentrációjának megbízható meghatározásához.

Hidrogénelemzés szerves mintaanyagokban

A szerves mintaanyagok, például a szén, a fa vagy a hulladék esetében a hidrogén koncentrációja fontos mutató a hőérték meghatározásához. A legtöbb esetben a hidrogén kémiailag összekapcsolódik egy szerves anyagban, például egy szén-hidrogén vegyületben. Ez további égési energiát biztosít, amikor az anyagot szénüzemű erőművekben vagy cementgyárakban égetik. Az égés során keletkező vízgőzt később ki kell üríteni (elégetni), hogy jelentősen csökkentsék a hatékony hőértéket a hidrogén jelenlétében.

A szerves hidrogén koncentrációjának elemzőelemzőkkel történő hidrogénelemzése oxigén-atmoszférában legfeljebb 1550 °C hőmérsékletű kerámia csöves tűzhelyen történő égetéssel történik. A kapott vízgőzt infravörös cellában mérik. Egyes elemzők, mint például az ELTRA CHS-580 és CHS-580A, lehetővé teszik a hidrogén, a szén és a kén kombinált elemzését.

Hidrogén-elemzés szervetlen mintaanyagokban

Az olyan szervetlen anyagok tulajdonságait, mint az acél és a titán, egyértelműen befolyásolja a hidrogén tartalma. Minél magasabb a tartalom, annál törékenyebbé válik az anyag. Ez problémát jelenthet, különösen az olyan orvosi termékek esetében, mint a mesterséges csípő vagy stent.

Az anorganikus anyagok hidrogénelemzését különböző módszerekkel lehet elvégezni. A legátfogóbb elemzést (teljes hidrogéntartalom) fúzióval és egymást követő inert gázfúzióval végezzük, például az ELTRA ONH-p elemzőjével.

A minta fúziója egy 3000 °C-ra felmelegített grafitgömbben történik. A felszabaduló hidrogént hővezetőképességi cellában és a nitrogént hordozó gázként mérik. Ez a mérés minden lehetséges kötődési formájú hidrogént detektál: mind a maradék hidrogént, mind a kémiailag kötött hidrogént (például hidridben) szabadítják fel és detektálják ezekben a hőmérsékletekben.

Ható- és diffúziós hidrogéntartalom

A maradék-hidrogén kizárólagos mérését 1000 °C-ig terjedő hőmérsékleten lehet elvégezni, például az ELTRA H-500-as hőmérséklet-szabályozott kvarccsöves tűzhelyén. Ebben a hőmérséklet-szabályozott tűzhelyben a minta a mérés során szilárd marad, és a maradék hidrogént nitrogénnel extrahálják hordozó gázként (inert gázfúzió).

A felszabaduló hidrogéntartalmat hővezető cellában mérik. A minta kémiai jellegétől és az alkalmazott hőmérséklettől függően csak a maradék hidrogént észlelik, de nem a kémiailag kötöttet.

A diffúziós hidrogén tartalmának elemzése valódi kihívás. Egy speciális mintavételi eszközzel egy mintát vesznek az olvadt acélból, és lassan hűtik a szobahőmérsékletre. A felszabaduló hidrogént a mintavételi eszközben gyűjtik össze, amelyet egy piercerrel nyitnak meg. Amikor a hideg mintavételi készüléket kinyitják, az összegyűjtött hidrogént szobahőmérsékleten a hordozó gázzal öblítik ki, és hővezetőképesség-cellában mérik.