飲酒検知器の化学原理

飲酒者は、一定期間内に摂取したアルコールの量や前後に摂取した食事の量などに応じて、体内でさまざまな反応を起こすことがあります。

しかし、いずれの場合も、血中のアルコール濃度が上昇すると、リスクを判断し評価する能力が低下し、自分自身や他人にとって危険になる可能性があります。特に車を運転している場合は。次の表を参照してください。

飲酒検知器の化学原理 化学

Efeitos do álcool de acordo com sua concentração no sangue

このため、ブラジルの法律では、血中アルコール濃度が0.8 g/L を超える場合は安全に運転できないと定められています。これは純アルコール 5 mL に相当し、ビールの小グラス 1 杯またはウィスキー 3 分の 1 ショットに含まれる量に相当します。

しかし、私たちの体には有害物質を排除するメカニズムがあるため、人はそれを多少超えても、法律で許可されているレベル未満にとどまることができます。その中には、アルコールを含む血液が肺を通過するため、アルコールの一部が肺胞空気を通じて除去されるという事実があります。このようにして、人が呼吸するときに吐き出す空気は、その人がアルコール飲料を飲んだかどうかを示します。血中アルコール量と肺胞空気中のアルコール量との間には一定の関係があり、その量は 1/2000 です。これは、血液 1 cm 3には肺胞空気 2000 cm 3と同じ量のアルコールが含まれていることを意味します。

人が飲酒運転をしているかどうかを確認するには、呼気を通じて正確に検出する飲酒検査があります。その動作原理は酸化還元反応に基づいています。

使い捨て飲酒検知器は、酸性媒体中の重クロム酸カリウムとシリカの固体混合物を含むチューブで構成されています。人が吐き出した空気が飲酒検知器に収集されると、エタノール (アルコール) がエタナール (アルデヒド) に酸化され、重クロム酸塩がクロム (III)、さらにはクロム (II) に還元される酸化還元反応が発生します。 )、反応によると:

K 2 Cr 2 O 7(aq) + 4H 2 SO 4(aq) + 3CH 3 CH 2 OH (g) → Cr 2 (SO 4 ) 3(aq) + 7H 2 O (l) + 3CH 3 CHO (g) ) + K 2 SO 4(aq)
オレンジ色無色緑色

飲酒検知器の化学原理 化学

重クロム酸塩はオレンジ色、クロムは緑色であるため、人がチューブに息を吹き込み、色が変化した場合、これはその人の血中アルコール濃度が許容レベルを超えていることを示します。緑色が濃いほど、血中のアルコール含有量が高くなります。

Testes com bafômetro descartável

しかし、交通警察官が使用する測定器はより高性能の飲酒検知器であり、これには 2 つのタイプがあります。それぞれを参照してください:

  • 電気化学検知器メーター:このタイプの飲酒検知器は、エタノールが不完全燃焼するため、燃料電池の原理に基づいています。人が使い捨てチューブに息を吹き込むと、吐き出されたエタノールが、白金粉末(触媒)で覆われ硫酸で湿らせた多孔質プラスチックディスク上で酸性環境下で酸化されます。この多孔質ディスクの両側には電極が接続されています。

Funcionamento de bafômetro baseado no princípio da pilha de combustível

負極 (アノード) では酸化が発生します (プラチナによる触媒)。

CH 3 CH 2 OH (g) → CH 3 CHO (g) + 2H + (aq) + 2e

飲酒検知器の化学原理 化学

正極 (カソード) では、酸素 (空気中に含まれる) が減少します。

1/2O 2(g) + 2H + (aq) + 2e → H 2 O (l)

完全なセル方程式は次のようになります。

CH 3 CH 2 OH (g) + 1/2O 2 (g) → CH 3 CHO (g) + H 2 O (l)

生成される電流は、検査対象者の血液中のアルコール含有量に比例するスケールで読み取られます。

  • 田口モデル:この飲酒検知器には、エタノールを選択する半導体センサーが搭載されており、基本的にはさまざまな不純物を含む酸化スズでできており、400 °C に加熱されています。このような条件下でエタノールがセンサーに接触すると、すぐに酸化され、センサーの抵抗/コンダクタンスに特性変化が生じます。これは電圧として測定され、血中のアルコール濃度に比例します。

Modelo de bafômetro tipo Taguchi