Sauerstoff-Argon-Verhältnis - Oxygen–argon ratio

In der Chemie ist das Sauerstoff-Argon-Verhältnis (oder Sauerstoff / Argon-Verhältnis ) einer Probe ein Vergleich zwischen den Konzentrationen von Sauerstoff (O 2 ) und Edelgas Argon (Ar), entweder in Luft oder gelöst in einer Flüssigkeit wie Meerwasser. Die beiden Gase haben sehr ähnliche physikalische Eigenschaften wie Löslichkeit und Diffusionsvermögen sowie eine ähnliche Temperaturabhängigkeit, wodurch sie leicht zu vergleichen sind.

Anwendungen

Biologische Aktivität im Meerwasser

Mit diesem Verhältnis können Messungen der Primärproduktivität im Ozean durchgeführt werden. Die im Meerwasser gelöste Sauerstoffkonzentration variiert je nach biologischen Prozessen ( Photosynthese und Atmung ) sowie physikalischen Prozessen (Luft-Meer-Gasaustausch, Temperatur- und Druckänderungen, seitliches Mischen und vertikale Diffusion). Die Argonkonzentrationen variieren dagegen nur durch physikalische Prozesse.

Diese Technik wurde erstmals von Craig und Hayward (1987) angewendet, als sie Sauerstoffübersättigungen in eine biologische und eine physikalische Komponente trennten. Diese O 2 / Ar-Übersättigung kann definiert werden als

∆ (O 2 / Ar) = ((c (O 2 ) / c (Ar)) / (c sat (O 2 ) / (c sat (Ar))) -1

Dabei ist (∆O 2 ) / Ar der Unterschied zwischen der O 2 -Produktion durch Photosynthese und der Entfernung durch Atmung, c die Konzentration des gelösten Gases und c sat die gesättigte Konzentration des Gases in Wasser bei einer bestimmten Temperatur, einem bestimmten Salzgehalt und einem bestimmten Druck.

Die Sauerstoff- und Argonkonzentrationen können unter Verwendung von Proben aus Wassersystemen an Bord von Schiffen entweder mit einem Membraneinlass-Massenspektrometer (MIMS) oder einem Äquilibrator-Einlassmassenspektrometer (EIMS) verglichen werden. Die Messungen können dann in Verbindung mit Luft-Meer-Gasaustauschwerten verwendet werden, um biologisch induzierte Luft-Meer-O 2 -Flüsse und die Netto-Gemeinschaftsproduktion zu berechnen .

Bestimmung der Leckraten in versiegelten Verpackungen

Da Sauerstoff und Argon unterschiedlich schnell durch das Verpackungsmaterial austreten, kann durch Vergleich der Verhältnisse innerhalb einer Verpackung festgestellt werden, ob und wie schnell Luft von außen eingedrungen ist.

Herstellung

Die Eigenschaften von Stahl, insbesondere der Kohlenstoff- und Chromgehalt, können durch Einstellen des Sauerstoff / Argon-Verhältnisses während des Herstellungsprozesses gesteuert werden. Das Sauerstoff / Argon-Verhältnis ist auch wichtig bei der Herstellung von Dünnfilmen, die bei der Herstellung von Lithiumionenbatterien verwendet werden.

Verweise