Element wodoru występuje zarówno w materiałach organicznych, jak i nieorganicznych w różnych związkach chemicznych. W związku z tym wymagane są specjalne analizatory do analizy wodoru, aby niezawodnie określić stężenie wodoru.

Analiza wodoru w materiałach organicznych

W przypadku organicznych materiałów próbkowych, takich jak węgiel, drewno lub odpady, stężenie wodoru jest ważnym wskaźnikiem dla określenia wartości ciepła. W większości przypadków wodór będzie chemicznie wiązany w materiałach organicznych, na przykład w związkach węglowo-wodorowym. Zapewnia dodatkową energię spalania, gdy materiał jest spalany w elektrowniach na węgiel lub cementowych. Pary wodnej wytwarzane podczas spalania muszą być następnie odprowadzane (odparowane), aby znacząco zmniejszyć skuteczną wartość ciepła w obecności wodoru.

Analiza stężenia wodoru w wodorze organicznym za pomocą analizatorów elementarnych jest przeprowadzana przez spalanie w piecach rurowych ceramicznych w temperaturach do 1550 °C w atmosferze tlenowej. Otrzymywana para wodna jest mierzona w komórce podczerwonej. Niektóre analizatory, takie jak CHS-580 i CHS-580A firmy ELTRA, pozwalają na połączenie analizy wodoru, węgla i siarki.

Analiza wodoru w nieorganicznych materiałach próbkowych

Właściwości materiałów nieorganicznych, takich jak stal i tytan, są wyraźnie wpływane przez zawartość wodoru. Im wyższa zawartość, tym bardziej materiał staje się kruchy. To może być problemem, zwłaszcza w przypadku produktów medycznych, takich jak sztuczne biodra lub stent.

Analizę wodoru w materiałach nieorganicznych można przeprowadzić różnymi metodami. Najbardziej kompleksową analizę (całkowita zawartość wodoru) przeprowadza się poprzez fuzję i kolejną fuzję gazów inertnych, na przykład za pomocą analizatora ONH-p firmy ELTRA.

Fuzja próbki odbywa się w grzbietu grafitowym, podgrzewanym do 3000 °C. Uwalniany wodór jest mierzony w ogniwie przewodności cieplnej wraz z azotem jako gazem nośnym. Pomiar ten wykrywa wodór we wszystkich jego możliwych formach wiązania: zarówno pozostały wodór, jak i chemicznie wiązany wodór (np. w wodorku) jest uwalniany i wykrywany w tych temperaturach.

Zawartość wodoru pozostałego i rozpuszczalnego

Wyłączne pomiary residual hydrogen można osiągnąć w temperaturach do 1000 °C, na przykład z H-500 ELTRA. W tym temperaturowo kontrolowanym piecu z rur kwarcowych próbka pozostaje stała podczas pomiaru, a resztkowy wodór jest ekstrahowany za pomocą azotu jako gazu nośnego (fuzja gazu inertnego).

Zawartość uwolnionego wodoru jest mierzona w ogniwie przewodności cieplnej. W zależności od chemicznej natury próbki i zastosowanej temperatury wykrywa się tylko resztkowy wodór, ale nie chemicznie wiązany.

Analiza zawartości diffusible hydrogen to prawdziwe wyzwanie. Dzięki specjalnemu urządzeniu do pobierania próbek, próbka jest pobierana ze stopionej stali i powoli schładzana do temperatury pokojowej. Uwalniany wodór jest zbierany w urządzeniu do pobierania próbek, które jest otwierane przez piercera. Kiedy urządzenie do pobierania próbek na zimno jest otwarte, zbierany wodór jest spłukiwany gazem nośnym w temperaturze pokojowej i mierzony w komórce przewodności cieplnej.