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1、l学习指南学习指南 l 1.了解工业气体的种类及分析方法。了解工业气体的种类及分析方法。l2.掌握气体分析仪器的组成及使用方法。掌握气体分析仪器的组成及使用方法。l3.掌握吸收气体体积法、燃烧法的测定原理及掌握吸收气体体积法、燃烧法的测定原理及方法。方法。l4.能正确组装气体分析仪器并能熟练使用气体能正确组装气体分析仪器并能熟练使用气体分析仪测定气体的含量。分析仪测定气体的含量。l5.能计箅可燃性气体组分的含量。能计箅可燃性气体组分的含量。第第8章章 气体分析气体分析 1.8.1 概述概述8.1.1 工业气体分类工业气体分类8.1.2 工业气体分析的方法工业气体分析的方法2. 1. 1.气体燃
2、料气体燃料 （1 1天然气天然气 煤与石油组成分解的产物，存在煤与石油组成分解的产物，存在于含煤或石油的地层中。主要成分是甲烷。于含煤或石油的地层中。主要成分是甲烷。 （2 2焦炉煤气焦炉煤气 煤在煤在800800以上炼焦的副产物。以上炼焦的副产物。主要成分是氢气和甲烷。主要成分是氢气和甲烷。 （3 3石油气石油气 石油裂解的产物。主要成分是甲石油裂解的产物。主要成分是甲烷、烯烃及其他碳氢化合物。烷、烯烃及其他碳氢化合物。 （4 4水煤气水煤气 由水蒸气作用于赤热的煤而生成。由水蒸气作用于赤热的煤而生成。主要成分是一氧化碳和氢气。主要成分是一氧化碳和氢气。 8.1.1 8.1.1 工业气体分类
3、工业气体分类3. 2. 2.化工原料气体化工原料气体 除上述的天然气、焦炉煤气、石油气、水煤气除上述的天然气、焦炉煤气、石油气、水煤气等均可作为化工原料气外，还有其他几种：等均可作为化工原料气外，还有其他几种： （1 1黄铁矿焙烧炉气黄铁矿焙烧炉气 主要成分是二氧化硫，主要成分是二氧化硫，用于合成硫酸。用于合成硫酸。4FeS4FeS7O27O22Fe2O32Fe2O34SO24SO2 （2 2石灰焙烧窑气石灰焙烧窑气 主要成分是二氧化碳，用主要成分是二氧化碳，用于制碱工业。于制碱工业。CaCO3CaCO3CaOCaOCO2CO2 3. 3.气体产品气体产品 工业气体产品种类很多，如氢气、氮气、
4、氧气、工业气体产品种类很多，如氢气、氮气、氧气、乙炔气和氦气等。乙炔气和氦气等。 8.1.1 8.1.1 工业气体分类工业气体分类4. 4. 4.废气废气 各种工业用的烟道气，即燃料燃烧后的产物，各种工业用的烟道气，即燃料燃烧后的产物，主要成分为主要成分为N2N2、O2O2、COCO、CO2CO2、水蒸气及少量、水蒸气及少量的其他气体。在化工生产中排放出来的大量尾气，的其他气体。在化工生产中排放出来的大量尾气，情况各不相同，组成较为复杂。情况各不相同，组成较为复杂。 5. 5.厂房空气厂房空气 工业厂房内的空气，一般含有生产用的气体。工业厂房内的空气，一般含有生产用的气体。这些气体中有些对身体
5、有害；有些能够引起燃烧这些气体中有些对身体有害；有些能够引起燃烧爆炸。工业厂房空气在分析上是指厂房空气中这爆炸。工业厂房空气在分析上是指厂房空气中这类有害气体。类有害气体。 8.1.1 8.1.1 工业气体分类工业气体分类5. 工业气体分析方法根据测定原理可分为：化学工业气体分析方法根据测定原理可分为：化学分析法、物理分析法、物理化学分析法。分析法、物理分析法、物理化学分析法。 1. 1.化学分析法化学分析法 根据气体的某一化学特性进行测定的，如吸收根据气体的某一化学特性进行测定的，如吸收法、燃烧法。法、燃烧法。 2. 2.物理分析法物理分析法 根据气体的物理特性，如密度、热导率、折射根据气体
6、的物理特性，如密度、热导率、折射率、热值等来进行测定的。率、热值等来进行测定的。 3. 3.物理化学分析方法物理化学分析方法 根据气体的物理化学特性来进行测定的，如电根据气体的物理化学特性来进行测定的，如电导法、色谱法和红外光谱法等。导法、色谱法和红外光谱法等。8.1.2 工业气体分析的方法工业气体分析的方法6. 当气体混合物中各个组分的含量为常量时，一当气体混合物中各个组分的含量为常量时，一般采用体积分数来表示；般采用体积分数来表示； 气体混合物中各组分的含量是微量时，一般采气体混合物中各组分的含量是微量时，一般采用每升或每立方米中所含的质量用每升或每立方米中所含的质量mgmg或体积或体积m
7、lml来表示；来表示； 气体中被测物质是固体或液体各种灰尘、烟、气体中被测物质是固体或液体各种灰尘、烟、各种金属粉末），这些杂质浓度一般用质量单位各种金属粉末），这些杂质浓度一般用质量单位来表示比较方便。来表示比较方便。8.1.2 工业气体分析的方法工业气体分析的方法7.8.2 气体分析仪器气体分析仪器8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成8.2.2 气体分析仪器的装置气体分析仪器的装置8. 1. 1.量气管量气管 量取一定量气体体积的装置，量气管的类型有单臂式量取一定量气体体积的装置，量气管的类型有单臂式和双臂式两类。和双臂式两类。 （1 1单臂式量气管单臂式量气管 单臂式量气管分
8、为直式、单球式、单臂式量气管分为直式、单球式、双球式三种。双球式三种。 直式量气管：是最简单的量气管，是一支容积为直式量气管：是最简单的量气管，是一支容积为100ml100ml有刻度的玻璃管，分度值为有刻度的玻璃管，分度值为0.2ml0.2ml，可读出在，可读出在100ml100ml范围内的气体体积。范围内的气体体积。 单球式量气管：下端细长部分一般有单球式量气管：下端细长部分一般有404060ml60ml的刻的刻度，分度值为度，分度值为0.1ml0.1ml，上部球状的部分也有刻度，上部球状的部分也有刻度, ,一般较少一般较少使用，精度也不高。使用，精度也不高。 8.2.1 8.2.1 气体分
9、析仪器的组成气体分析仪器的组成9. 1. 1.量气管量气管 （1 1单臂式量气管单臂式量气管 双球式量气管：上部有双球式量气管：上部有2 2个球状部分，其中个球状部分，其中上球的体积为上球的体积为25ml25ml，下球的体积为，下球的体积为35ml35ml，下端为，下端为细长部分，一般刻有细长部分，一般刻有40ml40ml刻度线，分度值为刻度线，分度值为0.1ml0.1ml，是常用于测量气体体积的部分，而球形部分的，是常用于测量气体体积的部分，而球形部分的体积用于固定气体体积的测量，如量取体积用于固定气体体积的测量，如量取25.00ml25.00ml气气体体积，用于燃烧法实验等。体体积，用于燃
10、烧法实验等。 量气管的末端用橡皮管与水准瓶相连，顶端是量气管的末端用橡皮管与水准瓶相连，顶端是吸入气体与排出气体的出口，可与取样管相通。吸入气体与排出气体的出口，可与取样管相通。 8.2.1 8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成10. 1. 1.量气管量气管 （2 2双臂式量气管：总体积也是双臂式量气管：总体积也是100ml100ml，左臂由，左臂由4 4个个20ml20ml玻璃球组成，右臂是体积玻璃球组成，右臂是体积20ml20ml加上备用部分共加上备用部分共22ml22ml的细管，分度值为的细管，分度值为0.05ml0.05ml。可以测量。可以测量100ml100ml以内的以内
11、的气体体积。量气管顶端通过活塞气体体积。量气管顶端通过活塞1 1与取样器、吸收瓶相连，与取样器、吸收瓶相连，下端活塞下端活塞2 2、活塞、活塞3 3可分别量取气体体积，末端用橡皮管与可分别量取气体体积，末端用橡皮管与水准瓶相连。当打开活塞水准瓶相连。当打开活塞2 2、活塞、活塞3 3并使活塞并使活塞1 1与大气相通，与大气相通，升高水准瓶时，液面上升，将量气管中原有气体排出，然升高水准瓶时，液面上升，将量气管中原有气体排出，然后旋转活塞后旋转活塞1 1使之与取试样器或气体贮存器相连，先关上使之与取试样器或气体贮存器相连，先关上活塞活塞3 3，放下水准瓶，气体自活塞，放下水准瓶，气体自活塞1 1
12、引入左臂球形管中，测引入左臂球形管中，测量一部分气体体积，然后关上活塞量一部分气体体积，然后关上活塞2 2，打开活塞，打开活塞3 3，气体流，气体流入细管中，关上活塞入细管中，关上活塞1 1，测量出细管中气体的体积，两部，测量出细管中气体的体积，两部分体积之和即为所取气体的体积。如测量分体积之和即为所取气体的体积。如测量53.25ml53.25ml气体时，气体时，用左臂量取用左臂量取40ml40ml，右臂量取，右臂量取13.25ml13.25ml，总体积即为，总体积即为53.25ml53.25ml。8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成11. 1. 1.量气管量气管 （3 3量气管的
13、使用：当水准瓶升高时，液面上量气管的使用：当水准瓶升高时，液面上升，可将量气管中的气体排出。当水准瓶降低时升，可将量气管中的气体排出。当水准瓶降低时液面下降，将气体吸入量气管；和进气管、排气液面下降，将气体吸入量气管；和进气管、排气管配合使用，可完成排气和吸入气体样品的操作，管配合使用，可完成排气和吸入气体样品的操作，收集足够的气体以后，关闭气体分析器上的进样收集足够的气体以后，关闭气体分析器上的进样阀门。将量气管的液面与水准瓶的液面对齐处阀门。将量气管的液面与水准瓶的液面对齐处在同一个水平面上），读出量气管上的读数，即在同一个水平面上），读出量气管上的读数，即为气体的体积。为气体的体积。8.
14、2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成12. 2. 2.气量表气量表 （1 1气体流量计一常称湿式流量计，由金属筒构成，其气体流量计一常称湿式流量计，由金属筒构成，其中盛半筒水，在筒内有一金属鼓轮将圆筒分割为四个小室。中盛半筒水，在筒内有一金属鼓轮将圆筒分割为四个小室。鼓轮可以绕着水平轴旋转，当空气通过进气口进入小室时，鼓轮可以绕着水平轴旋转，当空气通过进气口进入小室时，推动鼓轮旋转，鼓轮的旋转轴与筒外刻度盘上的指针相连，推动鼓轮旋转，鼓轮的旋转轴与筒外刻度盘上的指针相连，指针所指示的读数，即为采集的气体试样体积。刻度盘上指针所指示的读数，即为采集的气体试样体积。刻度盘上的指针每转一圈一
15、般为的指针每转一圈一般为5L5L、10L10L。流量针上附有水平仪，。流量针上附有水平仪，底部装有螺旋，以便调节流量针的水平位置。另外还有压底部装有螺旋，以便调节流量针的水平位置。另外还有压力计和温度计，用以测量通过气体的温度，压力计是用以力计和温度计，用以测量通过气体的温度，压力计是用以调节通过气体的压力与大气的压力相等，便于体积换算。调节通过气体的压力与大气的压力相等，便于体积换算。湿式流量计的准确度高，但测量气体的体积有一定限额，湿式流量计的准确度高，但测量气体的体积有一定限额，并且不易携带。并且不易携带。 常用于其他流量计的校正或化验室固定使用。常用于其他流量计的校正或化验室固定使用。
16、8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成13. 2. 2.气量表气量表 （2 2气体流速计：是化验室中使用最广泛的仪气体流速计：是化验室中使用最广泛的仪器。用以测量气体流速，从而计算出气体的体积。器。用以测量气体流速，从而计算出气体的体积。 其原理是当气体通过毛细管时由于管子狭窄部其原理是当气体通过毛细管时由于管子狭窄部分的阻力，在此管中产生的气压降低，阻力前后分的阻力，在此管中产生的气压降低，阻力前后压力之差由装某种液体的压力之差由装某种液体的U U形管至两臂液面的差别形管至两臂液面的差别表示出来。表示出来。 气体流速越大液面差别也越大。气体流速越大液面差别也越大。8.2.1 气体分
17、析仪器的组成气体分析仪器的组成14. 2. 2.气量表气量表 （3 3转子流量计：是由上粗下细的锥形玻璃管转子流量计：是由上粗下细的锥形玻璃管与上下浮动的转子组成。转子一般用铜或铝等金与上下浮动的转子组成。转子一般用铜或铝等金属及有机玻璃和塑料制成。属及有机玻璃和塑料制成。 气流越大，转子升得越高。在生产现场使用比气流越大，转子升得越高。在生产现场使用比较方便。较方便。 用吸收管采样时，在吸收管与转子流量计之间用吸收管采样时，在吸收管与转子流量计之间须接一个干燥管，否则湿气凝结在转子上，将改须接一个干燥管，否则湿气凝结在转子上，将改变转子的质量而产生误差。变转子的质量而产生误差。 转子流量计的
18、准确性比流速计差。转子流量计的准确性比流速计差。8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成15. 3. 3.梳形管梳形管 梳形管是将量气管和吸收瓶及燃烧瓶连接起来梳形管是将量气管和吸收瓶及燃烧瓶连接起来的装置，通过活塞，改变气体流动的方向。的装置，通过活塞，改变气体流动的方向。8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成16. 4.吸收瓶吸收瓶 气体进行吸收作用的装置，瓶中装有吸收剂，气体分气体进行吸收作用的装置，瓶中装有吸收剂，气体分析时吸收作用即在此瓶中进行。析时吸收作用即在此瓶中进行。 吸收瓶分为两部分，一部分是作用部分，另一部分是吸收瓶分为两部分，一部分是作用部分，另一部分是
19、承受部分。每部分的体积应比量气管大，约为承受部分。每部分的体积应比量气管大，约为120150ml，二者可以并列，也可以上下排列，还可以一部分置于另，二者可以并列，也可以上下排列，还可以一部分置于另一部分之内。作用部分经活塞与梳形管相连，承受部分与一部分之内。作用部分经活塞与梳形管相连，承受部分与大气相通。大气相通。 8.2.1 8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成17. 4.吸收瓶吸收瓶 使用时，将吸收液吸至作用部分的顶端，气体由量气使用时，将吸收液吸至作用部分的顶端，气体由量气管进入吸收瓶中，吸收液由作用部分流入承受部分，气体管进入吸收瓶中，吸收液由作用部分流入承受部分，气体与吸
20、收液发生吸收作用。与吸收液发生吸收作用。 为了增大气体与吸收剂的接触面积以提高气体吸收效为了增大气体与吸收剂的接触面积以提高气体吸收效率，在吸收部分内装有许多直立的玻璃管。接触式吸收瓶率，在吸收部分内装有许多直立的玻璃管。接触式吸收瓶另一种名为鼓泡式吸收瓶。气体经过几乎伸至瓶底的细管另一种名为鼓泡式吸收瓶。气体经过几乎伸至瓶底的细管而进入吸收瓶中。由此细管出来的气体被分散成细小的气而进入吸收瓶中。由此细管出来的气体被分散成细小的气泡，经过吸收液上升，然后集中在作用部分的上部，此种泡，经过吸收液上升，然后集中在作用部分的上部，此种吸收效果最好。吸收效果最好。 8.2.1 8.2.1 气体分析仪器
21、的组成气体分析仪器的组成18. 5.水准瓶水准瓶 内装封闭液，与量气管连接构成连通器，用以吸入或排内装封闭液，与量气管连接构成连通器，用以吸入或排出气体。出气体。 8.2.1 8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成19. 6.爆炸瓶爆炸瓶 是一个球形厚壁的硬质玻璃容器，在球的上端熔封两条是一个球形厚壁的硬质玻璃容器，在球的上端熔封两条铂丝，铂丝的外端经导线与电源连接。球的下端管口用橡铂丝，铂丝的外端经导线与电源连接。球的下端管口用橡皮管连接水准瓶。皮管连接水准瓶。 使用前用封闭液充满到球的顶端，引入气体后封闭液至使用前用封闭液充满到球的顶端，引入气体后封闭液至水准瓶中，用感应线圈在铂
22、丝间得到火花目前使用较为水准瓶中，用感应线圈在铂丝间得到火花目前使用较为方便的是压电陶瓷火花发生器，其原理是借助方便的是压电陶瓷火花发生器，其原理是借助2只圆柱形只圆柱形特殊陶瓷受到相对冲击后产生特殊陶瓷受到相对冲击后产生104V以上高压脉冲电流，火以上高压脉冲电流，火花发生率高，可达花发生率高，可达100，不用电源，安全可靠，发火次，不用电源，安全可靠，发火次数可达五万次以上。有手枪式和盒式两种，使用非常简单）数可达五万次以上。有手枪式和盒式两种，使用非常简单），以点燃混合气体。，以点燃混合气体。 8.2.1 8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成20. 7.缓燃管缓燃管 样式与吸
23、收瓶相似，也分作用部分与承受部分，上下样式与吸收瓶相似，也分作用部分与承受部分，上下排列。可燃性气体在作用部分中燃烧，承受部分用以承受排列。可燃性气体在作用部分中燃烧，承受部分用以承受自作用部分排出的封闭液。管中有用于加热的一段铂质螺自作用部分排出的封闭液。管中有用于加热的一段铂质螺旋丝，铂丝的两端与熔封在玻璃管中的两条铜丝相连，铜旋丝，铂丝的两端与熔封在玻璃管中的两条铜丝相连，铜丝的另一端通过一个适当的变压器及变阻器与电源相连，丝的另一端通过一个适当的变压器及变阻器与电源相连，混合气体引入作用部分，通电后铂丝炽热，混合气体在铂混合气体引入作用部分，通电后铂丝炽热，混合气体在铂丝的附近缓慢燃烧
24、。丝的附近缓慢燃烧。 8.2.1 8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成21. 8.氧化铜燃烧管氧化铜燃烧管 将氧化铜装在石英管管的中部，用电炉或煤气灯加热，将氧化铜装在石英管管的中部，用电炉或煤气灯加热，然后使气体往返通过而进行燃烧。燃烧空间长度约为然后使气体往返通过而进行燃烧。燃烧空间长度约为10cm，管内径为，管内径为6mm。 9.仪器的组装仪器的组装 按照从左至右；从上至下的原则。即先安装吸收瓶、燃按照从左至右；从上至下的原则。即先安装吸收瓶、燃烧管、量气管，然后将活塞安装在吸收瓶、燃烧管、量气烧管、量气管，然后将活塞安装在吸收瓶、燃烧管、量气管上，再安装梳形管、最后安装水准
25、瓶。管上，再安装梳形管、最后安装水准瓶。 8.2.1 8.2.1 气体分析仪器的组成气体分析仪器的组成22. 1.改良式奥氏改良式奥氏QF190型气体分析仪型气体分析仪 改良式奥氏气体分析仪，是由改良式奥氏气体分析仪，是由1支量气管、支量气管、4个吸收瓶个吸收瓶和和1个爆炸瓶组成。它可进行个爆炸瓶组成。它可进行CO2、O2、CH4、H2、N2混混合气体的分析测定。其优点是构造简单、轻便，操作容易，合气体的分析测定。其优点是构造简单、轻便，操作容易，分析快速。缺点是精度不高，不能适应更复杂的混合气体分析快速。缺点是精度不高，不能适应更复杂的混合气体分析。分析。8.2.2 气体分析仪器的装置气体分
26、析仪器的装置23. 2.苏式苏式BT型气体分析仪型气体分析仪 苏式气体分析仪，是由苏式气体分析仪，是由1支双臂式量气管、支双臂式量气管、7个吸收瓶、个吸收瓶、1个氧化铜燃烧管和个氧化铜燃烧管和1个缓燃管等组成。它可进行煤气全分个缓燃管等组成。它可进行煤气全分析或更复杂的混合气体分析。仪器构造复杂，分析速度较析或更复杂的混合气体分析。仪器构造复杂，分析速度较慢；但精度较高，实用性较广。慢；但精度较高，实用性较广。8.2.2 气体分析仪器的装置气体分析仪器的装置24. 3.气体分析仪器的使用气体分析仪器的使用 以改良式奥氏气体分析仪的使用为例：以改良式奥氏气体分析仪的使用为例： （1准备工作：首先
27、将洗涤洁净、干燥气体分析仪各部准备工作：首先将洗涤洁净、干燥气体分析仪各部件，用橡皮管连接安装好。所有旋转活塞都必须涂抹润滑件，用橡皮管连接安装好。所有旋转活塞都必须涂抹润滑剂，使其转动灵灾活。剂，使其转动灵灾活。 依照拟好的分析顺序，将各吸收剂分别由吸收瓶的承受依照拟好的分析顺序，将各吸收剂分别由吸收瓶的承受部分注入吸收瓶中。如在进行煤气分析时，吸收瓶部分注入吸收瓶中。如在进行煤气分析时，吸收瓶中注入中注入33的的KOH溶液；吸收瓶溶液；吸收瓶中注入焦性没食子酸碱性溶液；中注入焦性没食子酸碱性溶液；吸收瓶吸收瓶、中注入亚铜氨溶液。在吸收液上部可倒入中注入亚铜氨溶液。在吸收液上部可倒入58ml
28、液体石蜡。液体石蜡。 水准瓶中注入封闭液。水准瓶中注入封闭液。 8.2.2 8.2.2 气体分析仪器的装置气体分析仪器的装置25. 3.气体分析仪器的使用气体分析仪器的使用 （2检验漏气，先排出量气管中的废气。将三通活塞检验漏气，先排出量气管中的废气。将三通活塞5旋至旋至a位置，使量气管与大气相通，提高水准瓶，排除气位置，使量气管与大气相通，提高水准瓶，排除气体至液面升至量气管的顶端标线为止。然后排除吸收瓶中体至液面升至量气管的顶端标线为止。然后排除吸收瓶中的废气。将三通活塞的废气。将三通活塞5旋至旋至b位置，梳型管与空气隔绝，打位置，梳型管与空气隔绝，打开吸收瓶开吸收瓶的活塞的活塞1，同时放
29、低水准瓶，至使吸收瓶中的吸，同时放低水准瓶，至使吸收瓶中的吸收液液面上升至标线，关闭活塞。依次同样使吸收瓶收液液面上升至标线，关闭活塞。依次同样使吸收瓶、及爆炸球等液面均升至标线。再将三通活塞及爆炸球等液面均升至标线。再将三通活塞5旋至旋至a位置，提高水准瓶，将量气管内的气体排出，并使液面升位置，提高水准瓶，将量气管内的气体排出，并使液面升至标线，然后将三通活塞至标线，然后将三通活塞5旋至旋至b位置，将水准并瓶放在底位置，将水准并瓶放在底板上，如量气管内液面开始稍微移动后即保持不变，并且板上，如量气管内液面开始稍微移动后即保持不变，并且各吸收瓶及爆炸球等的液面也保持不变，表示仪器已不漏各吸收瓶
30、及爆炸球等的液面也保持不变，表示仪器已不漏气。如果液面下降，则有漏气之处。（一般常在橡皮管连气。如果液面下降，则有漏气之处。（一般常在橡皮管连接处或者活塞），应检查出，重新处理。接处或者活塞），应检查出，重新处理。 8.2.2 8.2.2 气体分析仪器的装置气体分析仪器的装置26.8.3 气体化学分析法气体化学分析法8.3.1 吸收法吸收法8.3.2 燃烧法燃烧法8.3.3 气体分析其他方法气体分析其他方法27. 气体化学吸收法应包括吸收体积法、吸收滴定气体化学吸收法应包括吸收体积法、吸收滴定法、吸收称量法和吸收比色法等。法、吸收称量法和吸收比色法等。 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （1 1
31、原理原理 利用气体的化学性质，使气体混合物和特定的利用气体的化学性质，使气体混合物和特定的吸收剂接触。吸收剂与混合气体中待测组分气体吸收剂接触。吸收剂与混合气体中待测组分气体定量地发生化学吸收作用而不与其他组分发生定量地发生化学吸收作用而不与其他组分发生任何作用）。当吸收前、后的温度及压力保持一任何作用）。当吸收前、后的温度及压力保持一致时，则吸收前、后的气体体积之差即为待测气致时，则吸收前、后的气体体积之差即为待测气体的体积。体的体积。 此法主要用于常量气体的测定。此法主要用于常量气体的测定。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法28. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （1 1原理原理 例如
32、，例如，CO2CO2、O2O2、N2N2的混合气体，当通过氢的混合气体，当通过氢氧化钾溶液接触时，氧化钾溶液接触时，CO2CO2被吸收生成被吸收生成K2CO3K2CO3，而，而其他组分不被吸收。其他组分不被吸收。 2KOH 2KOHCO2CO2K2CO3K2CO3H2OH2O 对于液态或固态的物料，也可利用同样的原理对于液态或固态的物料，也可利用同样的原理来进行分析测定。来进行分析测定。 首先使各种物料中的待测组分经过化学反应转首先使各种物料中的待测组分经过化学反应转化为气体，然后用特定的吸收剂吸收，根据气体化为气体，然后用特定的吸收剂吸收，根据气体的体积变化，进行定量测定。如在钢铁分析中，的
33、体积变化，进行定量测定。如在钢铁分析中，用吸收体积法测定总碳含量。用吸收体积法测定总碳含量。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法29. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （2 2气体吸收剂气体吸收剂 用来吸收气体的化学试剂称为气体吸收剂。由于各种用来吸收气体的化学试剂称为气体吸收剂。由于各种气体具有不同的化学特性，所选用吸收剂也不相同。吸收气体具有不同的化学特性，所选用吸收剂也不相同。吸收剂可分为液态和固态两种，在大多数情况下，都以液态吸剂可分为液态和固态两种，在大多数情况下，都以液态吸收剂为主。收剂为主。 氢氧化钾溶液：氢氧化钾溶液：KOHKOH是是CO2CO2的吸收剂。的吸收剂。 2KOH
34、 2KOHCO2CO2K2CO3K2CO3H2OH2O 通常用通常用KOHKOH而不用而不用NaOHNaOH，因为浓的，因为浓的NaOHNaOH溶液易起溶液易起泡沫，并且析出难溶于本溶液中的泡沫，并且析出难溶于本溶液中的Na2CO3Na2CO3而堵塞管路。而堵塞管路。 一般常用一般常用3333的的KOHKOH溶液，溶液，1ml1ml此溶液能吸收此溶液能吸收40ml40ml的的CO2CO2气体，它适用于中等浓度及高浓度气体，它适用于中等浓度及高浓度2 23 3以上以上的的CO2CO2测定。测定。 氢氧化钾溶液也能吸收氢氧化钾溶液也能吸收H2SH2S、SO2SO2等酸性气体，因而，等酸性气体，因而
35、，在测定先必须除去。在测定先必须除去。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法30. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （2 2气体吸收剂气体吸收剂 焦性没食子酸的碱溶液：焦性没食子酸焦性没食子酸的碱溶液：焦性没食子酸1,2,3-1,2,3-三羟三羟基苯的碱溶液是基苯的碱溶液是O2O2的吸收剂。的吸收剂。 焦性没食子酸与氢氧化钾作用生成焦性没食子酸钾。焦性没食子酸与氢氧化钾作用生成焦性没食子酸钾。 C6H3 (OH) 3 C6H3 (OH) 33KOH3KOHC6H3 (OK) 3C6H3 (OK) 33H2O3H2O 焦性没食子酸钾被氧化生成六氧基联苯钾。焦性没食子酸钾被氧化生成六氧基联苯钾。
36、4C6H3(OK)3 4C6H3(OK)3O2O22(KO)3H2C6C6H2(OK)32(KO)3H2C6C6H2(OK)32H2O2H2O 1ml 1ml焦性没食子酸的碱溶液能吸收焦性没食子酸的碱溶液能吸收8 812ml12ml氧气，在温氧气，在温度大于度大于1515，含氧量不超过，含氧量不超过2525时，吸收效率最好。焦性时，吸收效率最好。焦性没食子酸的碱性溶液吸收氧的速度，随温度降低而减慢，没食子酸的碱性溶液吸收氧的速度，随温度降低而减慢，在在0 0时几乎不吸收。所以用它来测定氧气时，温度最好时几乎不吸收。所以用它来测定氧气时，温度最好大于大于1515。因为吸收剂是碱性溶液，酸性气体和
37、氧化性气。因为吸收剂是碱性溶液，酸性气体和氧化性气体对测定都有干扰，在测定前应除去。体对测定都有干扰，在测定前应除去。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法31. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （2 2气体吸收剂气体吸收剂 亚铜盐溶液：亚铜盐的盐酸溶液或亚铜盐的氨溶液是一氧亚铜盐溶液：亚铜盐的盐酸溶液或亚铜盐的氨溶液是一氧化碳的吸收剂。化碳的吸收剂。一氧化碳和氯化亚铜作用生成不稳定的配合物一氧化碳和氯化亚铜作用生成不稳定的配合物Cu2Cl22COCu2Cl22CO。 Cu2Cl2 Cu2Cl22CO2COCu2Cl22COCu2Cl22CO 在氨性溶液中，进一步发生反应。在氨性溶液中，进一步
38、发生反应。 Cu2Cl22CO Cu2Cl22CO4NH34NH32H2O2H2OCu2(COONH4) 2Cu2(COONH4) 22NH4Cl2NH4Cl 1ml 1ml亚铜盐氨溶液可以吸收亚铜盐氨溶液可以吸收16ml16ml一氧化碳。因氨水的挥发性一氧化碳。因氨水的挥发性较大，用亚铜盐氨溶液吸收一氧化碳后的剩余气体中常混有氨较大，用亚铜盐氨溶液吸收一氧化碳后的剩余气体中常混有氨气，影响气体的体积，故在测量剩余气体体积之前，应将剩余气，影响气体的体积，故在测量剩余气体体积之前，应将剩余气体通过硫酸溶液以除去氨的气体即进行第二次吸收）。气体通过硫酸溶液以除去氨的气体即进行第二次吸收）。 亚铜
39、盐氨溶液也能吸收氧、乙炔、乙烯、高级碳氢化合物及亚铜盐氨溶液也能吸收氧、乙炔、乙烯、高级碳氢化合物及酸性气体。故在测定一氧化碳之前均应除去。酸性气体。故在测定一氧化碳之前均应除去。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法32. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （2 2气体吸收剂气体吸收剂 饱和溴水或硫酸汞、硫酸银的硫酸溶液：它们是不饱和溴水或硫酸汞、硫酸银的硫酸溶液：它们是不饱和烃的吸收剂。在气体分析中不饱和烃通常是指乙烯、饱和烃的吸收剂。在气体分析中不饱和烃通常是指乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、苯、甲苯等。溴能和不饱和烃发生加丙烯、丁烯、乙炔、苯、甲苯等。溴能和不饱和烃发生加成反应并生成液态的饱和溴
40、化物。成反应并生成液态的饱和溴化物。 CH2 CH2CH2CH2Br2Br2CH2Br-CH2BrCH2Br-CH2Br CHCH CHCH2Br22Br2CHBr2-CHBr2CHBr2-CHBr2 在实验条件下，苯不能与溴反应，但能缓慢地溶解于在实验条件下，苯不能与溴反应，但能缓慢地溶解于溴水中，所以苯也可以一起被测定出来。溴水中，所以苯也可以一起被测定出来。 硫酸在有硫酸银或硫酸汞作为催化剂时，能与不硫酸在有硫酸银或硫酸汞作为催化剂时，能与不饱和烃作用生成烃基磺酸、亚烃基磺酸、芳烃磺酸等。饱和烃作用生成烃基磺酸、亚烃基磺酸、芳烃磺酸等。 CH2 CH2CH2CH2H2SO4H2SO4CH
41、3-CH3OSO2OHCH3-CH3OSO2OH CHCH CHCHH2SO4H2SO4CH2-CH(OSO2OH) 2CH2-CH(OSO2OH) 2 C6H6 C6H6H2SO4H2SO4C6H5SO3HC6H5SO3HH2OH2O 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法33. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （2 2气体吸收剂气体吸收剂 硫酸、高锰酸钾溶液、氢氧化钾溶液：它们是二氧化氮的吸收剂。硫酸、高锰酸钾溶液、氢氧化钾溶液：它们是二氧化氮的吸收剂。 2NO2 2NO2H2SO2H2SO2OH(ONO)SO2OH(ONO)SO2HNO3HNO310NO210NO22KMnO42KMnO4
42、3H2SO43H2SO42H2O2H2O10HNO310HNO3K2SO4K2SO42MnSO42MnSO4 2NO2 2NO23KOH3KOH2KNO32KNO3KNO2KNO2H2OH2O 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法34. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （3 3混合气体的吸收顺序：混合气体的吸收顺序： 原则：吸收某种气体时其它气体不干扰吸收。原则：吸收某种气体时其它气体不干扰吸收。例如，煤气中的主要成分是例如，煤气中的主要成分是CO2CO2、O2O2、COCO、CH4CH4、H2H2等。根据所选用的吸收剂性质，分析煤等。根据所选用的吸收剂性质，分析煤气时，它们应按如下吸收顺序进
43、行。气时，它们应按如下吸收顺序进行。 氢氧化钾溶液：它只吸收二氧化碳，其他组氢氧化钾溶液：它只吸收二氧化碳，其他组分不干扰。应排在第一。分不干扰。应排在第一。 焦性没食子酸的碱性溶液：试剂本身只能吸焦性没食子酸的碱性溶液：试剂本身只能吸收氧气。但因为是碱性溶液，也能吸收酸性气体。收氧气。但因为是碱性溶液，也能吸收酸性气体。因而，应排在氢氧化钾吸收液之后。故排在第二。因而，应排在氢氧化钾吸收液之后。故排在第二。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法35. 1. 1.吸收体积法吸收体积法 （3 3混合气体的吸收顺序：混合气体的吸收顺序： 氯化亚铜的氨性溶液：它不但能吸收一氧化氯化亚铜的氨性溶液：它
44、不但能吸收一氧化碳，同时还能吸收二氧化碳、氧气等。因而，只碳，同时还能吸收二氧化碳、氧气等。因而，只能把这些干扰组分除去之后才能使用。故排在第能把这些干扰组分除去之后才能使用。故排在第三。甲烷和氢气用燃烧法测定。所以煤气分析的三。甲烷和氢气用燃烧法测定。所以煤气分析的顺序应为：顺序应为：KOHKOH溶液吸收溶液吸收CO2CO2；焦性没食子酸的；焦性没食子酸的碱性溶液吸收碱性溶液吸收O2O2；氯化亚铜的氨溶液吸收；氯化亚铜的氨溶液吸收COCO；用燃烧法测定用燃烧法测定CH4CH4及及H2H2；剩余气体为；剩余气体为N2N2。 （4 4吸收仪器吸收仪器- -吸收瓶吸收瓶 参见气体分析仪器的组成中吸
45、收瓶参见气体分析仪器的组成中吸收瓶 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法36. 2. 2.吸收滴定法吸收滴定法 利用吸收法和滴定分析法测定气体或可以转利用吸收法和滴定分析法测定气体或可以转化为气体的其他物质含量的分析方法称为吸收化为气体的其他物质含量的分析方法称为吸收滴定法。其原理是使混合气体通过特定的吸收剂滴定法。其原理是使混合气体通过特定的吸收剂溶液，其中待测组分与吸收剂发生反应而被吸收，溶液，其中待测组分与吸收剂发生反应而被吸收，然后在一定的条件下，用特定的标准溶液滴定，然后在一定的条件下，用特定的标准溶液滴定，根据消耗的标准溶液的体积，计算出待测气体的根据消耗的标准溶液的体积，计算出待
46、测气体的含量。含量。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法37. 2. 2.吸收滴定法吸收滴定法 例如：焦炉煤气中少量例如：焦炉煤气中少量H2SH2S的滴定的滴定 （1 1吸收：使一定量的气体试样通过醋酸镉溶吸收：使一定量的气体试样通过醋酸镉溶液。其中的液。其中的H2SH2S与与Cd(Ac)2Cd(Ac)2反应生成黄色的硫化镉反应生成黄色的硫化镉沉淀。沉淀。H2SH2SCd(Ac)2Cd(Ac)2CdSCdS2HAc2HAc （2 2转化：将溶液酸化，加入过量的碘标准溶转化：将溶液酸化，加入过量的碘标准溶液，负二价的硫被氧化为零价的硫。液，负二价的硫被氧化为零价的硫。 CdS CdS2HCl2
47、HClI2I22HI2HICdCl2CdCl2SS （3 3滴定：剩余的碘以淀粉为指示剂，用硫代滴定：剩余的碘以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，硫酸钠标准溶液滴定， I2 I22Na2S2O32Na2S2O3Na2S4O6Na2S4O62NaI2NaI 由碘的消耗量计算出硫化氢的含量。由碘的消耗量计算出硫化氢的含量。 8.3.1 8.3.1 吸收法吸收法38. 3. 3.吸收称量法吸收称量法 利用吸收法和称量法来测定气体或可以转化利用吸收法和称量法来测定气体或可以转化气体的其他物质含量的分析方法称为吸收称量气体的其他物质含量的分析方法称为吸收称量法。其原理是使混合气体通过固体或液体吸法
48、。其原理是使混合气体通过固体或液体吸收剂，待测气体与吸收剂发生反应或吸附），收剂，待测气体与吸收剂发生反应或吸附），而吸收剂增加一定的质量，根据吸收剂增加的质而吸收剂增加一定的质量，根据吸收剂增加的质量，计算出待测气体的含量。量，计算出待测气体的含量。8.3.1 吸收法吸收法39. 3. 3.吸收称量法吸收称量法 例如，测定混合气体中的微量二氧化碳时，使例如，测定混合气体中的微量二氧化碳时，使混合气体通过固体的碱石灰一份氢氧化钠和两混合气体通过固体的碱石灰一份氢氧化钠和两份氧化钙的混合物，常加一点酚酞故呈粉红色，份氧化钙的混合物，常加一点酚酞故呈粉红色，亦称钠石灰或碱石棉亦称钠石灰或碱石棉50
49、50氢氧化钠溶液中加氢氧化钠溶液中加入石棉，搅拌成糊状，在入石棉，搅拌成糊状，在150150160160烘干，冷却烘干，冷却研成小块即为碱石棉），二氧化碳被吸收。研成小块即为碱石棉），二氧化碳被吸收。 2NaOH 2NaOHCO2CO2Na2CO3Na2CO3H2OH2O CaO CaOCO2CO2CaCO3CaCO3 精确称量吸收剂吸收二氧化碳前、后的质量，精确称量吸收剂吸收二氧化碳前、后的质量，根据吸收剂前后的质量差，即可计算出二氧化碳根据吸收剂前后的质量差，即可计算出二氧化碳的含量。的含量。8.3.1 吸收法吸收法40. 4. 4.吸收比色法吸收比色法 利用吸收法和比色法来测定气体物质或
50、可以利用吸收法和比色法来测定气体物质或可以转化为气体的其他物质含量的分析方法称为吸转化为气体的其他物质含量的分析方法称为吸收比色法。其原理是使混合气体通过吸收剂固收比色法。其原理是使混合气体通过吸收剂固体或液体），待测气体被吸收，而吸收剂产生不体或液体），待测气体被吸收，而吸收剂产生不同的颜色或吸收后再作显色反应），其颜色的同的颜色或吸收后再作显色反应），其颜色的深浅与待测气体的含量成正比，从而得出待测气深浅与待测气体的含量成正比，从而得出待测气体的含量。此法主要用于微量气体组分含量的测体的含量。此法主要用于微量气体组分含量的测定。例如，测定混合气体中微量乙炔定。例如，测定混合气体中微量乙炔
51、（1 1吸收：将混合气体通过吸收剂吸收：将混合气体通过吸收剂亚铜盐的亚铜盐的氨溶液。乙炔被吸收，生成乙炔铜的紫红色胶体氨溶液。乙炔被吸收，生成乙炔铜的紫红色胶体溶液。溶液。2C2H22C2H2Cu2Cl2Cu2Cl22CHCCu2CHCCu2HCl2HCl8.3.1 吸收法吸收法41. 4. 4.吸收比色法吸收比色法 （2 2比色：其颜色的深浅与乙炔的含量成正比。比色：其颜色的深浅与乙炔的含量成正比。可进行比色测定，从而得出乙炔的含量。可进行比色测定，从而得出乙炔的含量。 例如，空气中的硫化氢含量测定，用例如，空气中的硫化氢含量测定，用40406060目目的硅胶作载体，吸附一定量的醋酸铅试剂制
52、成检的硅胶作载体，吸附一定量的醋酸铅试剂制成检气剂填充于检气管中，当待测空气通过检气管时，气剂填充于检气管中，当待测空气通过检气管时，空气中的硫化氢被吸收，生成黑色层。空气中的硫化氢被吸收，生成黑色层。 Pb(Ac)2 Pb(Ac)2H2SH2SPbSPbS2HAc2HAc 其变色的长度与空气中的硫化氢含量成正比，其变色的长度与空气中的硫化氢含量成正比，再与标准检气管进行比较，就可以获得空气中硫再与标准检气管进行比较，就可以获得空气中硫化氢的含量。化氢的含量。8.3.1 吸收法吸收法42. 1. 1.燃烧法燃烧法 原理：有些气体没有很好的吸收剂却具有可燃原理：有些气体没有很好的吸收剂却具有可燃
53、性，如氢气和甲烷。不能用吸收法测定，可用燃性，如氢气和甲烷。不能用吸收法测定，可用燃烧法测定。当可燃性气体燃烧时，其体积发生缩烧法测定。当可燃性气体燃烧时，其体积发生缩减，并消耗一定体积的氧气，产生一定体积的二减，并消耗一定体积的氧气，产生一定体积的二氧化碳。它们都与原来的可燃性气体有一定的比氧化碳。它们都与原来的可燃性气体有一定的比例关系，根据它们之间的定量关系，分别计算出例关系，根据它们之间的定量关系，分别计算出各种可燃性气体组分的含量。各种可燃性气体组分的含量。 本法适用于挥发性饱和碳氢化合物和性质比较本法适用于挥发性饱和碳氢化合物和性质比较稳定和一般化学试剂较难发生化学反应的气体。稳定
54、和一般化学试剂较难发生化学反应的气体。燃烧法分为爆炸燃烧法、缓慢燃烧法、氧化铜燃燃烧法分为爆炸燃烧法、缓慢燃烧法、氧化铜燃烧法。烧法。8.3.2 燃烧法燃烧法43. 1. 1.燃烧法燃烧法 （1 1爆炸燃烧法爆炸燃烧法 可燃性气体与空气或氧气混合，当其比例达到一定限可燃性气体与空气或氧气混合，当其比例达到一定限度时，受热或遇火花而引起爆炸性的燃烧。气体爆炸度时，受热或遇火花而引起爆炸性的燃烧。气体爆炸有两个极限，上限与下限，上限指可燃性气体能引起爆炸有两个极限，上限与下限，上限指可燃性气体能引起爆炸的最高含量。下限指可燃性气体能引起爆炸的最低含量。的最高含量。下限指可燃性气体能引起爆炸的最低含
55、量。如如H2H2在空气中的爆炸极限是在空气中的爆炸极限是74.274.2（体积分数），爆炸下（体积分数），爆炸下限是限是4.14.1，即当，即当H2H2在空气体积占在空气体积占4.14.174.274.2之内，它之内，它具有爆炸性。具有爆炸性。 本法是将可燃性气体与空气或氧气混合，其比例能使本法是将可燃性气体与空气或氧气混合，其比例能使可燃性气体完全燃烧，并在爆炸极限之内，在特殊的装置可燃性气体完全燃烧，并在爆炸极限之内，在特殊的装置中点燃，引起爆炸，所以常叫爆燃法或称爆炸法），此中点燃，引起爆炸，所以常叫爆燃法或称爆炸法），此法的特点是分析所需的时间最短。法的特点是分析所需的时间最短。 8.
56、3.2 燃烧法燃烧法44. 1. 1.燃烧法燃烧法 (2) (2)缓慢燃烧法缓慢燃烧法 可燃性气体与空气或氧气混合，且不在爆炸极可燃性气体与空气或氧气混合，且不在爆炸极度限内，经过炽热的铂质螺旋丝而引起缓慢燃烧，度限内，经过炽热的铂质螺旋丝而引起缓慢燃烧，所以称之为缓慢燃烧法。可避免爆炸危险。所以称之为缓慢燃烧法。可避免爆炸危险。 此法所需时间较长。此法所需时间较长。 8.3.2 燃烧法燃烧法45. 1. 1.燃烧法燃烧法 （3 3氧化铜燃烧法氧化铜燃烧法 特点是被分析的气体中不必加入氧气，所用的特点是被分析的气体中不必加入氧气，所用的氧来自氧化铜被还原放出。如氢气在氧来自氧化铜被还原放出。如
57、氢气在280280左右可左右可在氧化铜上燃烧，甲烷在此温度下不能燃烧，高在氧化铜上燃烧，甲烷在此温度下不能燃烧，高于于290290时才开始燃烧。时才开始燃烧。CH4CH4在在600600以上能燃烧以上能燃烧完全：完全： H2 H2CuOCuOH2O(l)H2O(l)CuCu CO COCuOCuOCO2CO2CuCu CH4 CH44CuO4CuOCO2CO22H2O(l) 2H2O(l) 4Cu4Cu 氧化铜被还原后可以在氧化铜被还原后可以在400400的空气中氧化再的空气中氧化再生后继续使用。氧化铜燃烧法的优点是不加入空生后继续使用。氧化铜燃烧法的优点是不加入空气或气或O2O2减少一次体积
58、测量误差较小，计算也相应减少一次体积测量误差较小，计算也相应简化。简化。. . 8.3.2 燃烧法燃烧法46. 2. 2.燃烧法的主要理论依据燃烧法的主要理论依据 （1 1CH4 CH4 甲烷燃烧按下式进行甲烷燃烧按下式进行 CH4 CH4 2O2 2O2 CO2 CO2 2H2O(l) 2H2O(l) (1 (1体积体积) (2) (2体积体积) (1) (1体积体积) ) 反应前反应前1 1体积甲烷与体积甲烷与2 2体积氧气燃烧后，生成体积氧气燃烧后，生成1 1体积体积CO2CO2和和0 0体积水在室温下，水蒸气冷凝为液体积水在室温下，水蒸气冷凝为液态的水，其体积可以忽略不计），在反应中有
59、态的水，其体积可以忽略不计），在反应中有2 2体体积的气体消失以积的气体消失以V V缩代表缩小的体积数），缩代表缩小的体积数），VCH4VCH4代表燃烧前甲烷的体积。代表燃烧前甲烷的体积。 （2 2H2H2 （3 3CO CO 8.3.2 燃烧法燃烧法47. 3. 3.气体体积的校正气体体积的校正 量气管虽然有刻度，但标明的体积与实际体积量气管虽然有刻度，但标明的体积与实际体积不一定相等。对于精确的测量必须进行校正。在不一定相等。对于精确的测量必须进行校正。在需要校正的量气管下端，用橡皮管套上一个玻璃需要校正的量气管下端，用橡皮管套上一个玻璃尖嘴，再用夹子夹住橡皮管。在量气管中充满水尖嘴，再用
60、夹子夹住橡皮管。在量气管中充满水至刻度的零点，然后放水于烧杯中，各为至刻度的零点，然后放水于烧杯中，各为0 020ml20ml、0 040ml40ml、0 060ml60ml、0 080ml80ml、0 0100ml100ml，精，精确称量出水的质量，并测量水温，查出在此温度确称量出水的质量，并测量水温，查出在此温度下水的密度，通过计算得出准确的体积。水的真下水的密度，通过计算得出准确的体积。水的真实体积与实际体积刻度之差即为此段间隔实体积与实际体积刻度之差即为此段间隔体积的校正值。体积的校正值。8.3.2 燃烧法燃烧法48. 1. 1.电导法电导法 测定电解质溶液导电能力的方法，称为电导法。
61、测定电解质溶液导电能力的方法，称为电导法。当溶液的组成发生变化时，溶液的电导率也发生当溶液的组成发生变化时，溶液的电导率也发生相应的变化，利用电导率与物质含量之间的关系，相应的变化，利用电导率与物质含量之间的关系，可测定物质的含量。可测定物质的含量。 如合成氨生产中微量一氧化碳和二氧化碳的测如合成氨生产中微量一氧化碳和二氧化碳的测定定8.3.3 气体分析其他方法气体分析其他方法49. 2. 2.库仑法库仑法 通过测量电解池的电量为基础而建立起来的分通过测量电解池的电量为基础而建立起来的分析方法，称为库仑法。析方法，称为库仑法。 库仑滴定是通过测量电量的方法来确定反应终库仑滴定是通过测量电量的方
62、法来确定反应终点。它被用于痕量组分的分析中，如金属中碳、点。它被用于痕量组分的分析中，如金属中碳、硫等的气体分析；环境分析中的二氧化硫、臭氧、硫等的气体分析；环境分析中的二氧化硫、臭氧、二氧化氮等都可以用库仑滴定法来进行测定。二氧化氮等都可以用库仑滴定法来进行测定。8.3.3 气体分析其他方法气体分析其他方法50. 3. 3.热导气体分析热导气体分析 各种气体的导热性是不同的。如果把两根相同各种气体的导热性是不同的。如果把两根相同的金属丝如铂金丝用电流加热到同样的温度，的金属丝如铂金丝用电流加热到同样的温度，将其中一根金属丝插在某一种气体中，另一金属将其中一根金属丝插在某一种气体中，另一金属丝
63、插在另一种气体中，由于两种气体的导热性不丝插在另一种气体中，由于两种气体的导热性不同，这两根金属丝的温度改变就不一样。随着温同，这两根金属丝的温度改变就不一样。随着温度的变化，电阻也相应地发生变化，所以，只要度的变化，电阻也相应地发生变化，所以，只要测出金属丝的电阻变化值，就能确定待测气体的测出金属丝的电阻变化值，就能确定待测气体的含量。如在氧气厂空气分馏中就广泛采用此含量。如在氧气厂空气分馏中就广泛采用此种方法。种方法。8.3.3 气体分析其他方法气体分析其他方法51. 4. 4.激光雷达技术激光雷达技术 激光雷达是激光用于远距离大气探测方面的新成就之一。激光雷达是激光用于远距离大气探测方面
64、的新成就之一。激光雷达就是利用激光光束的背向散射光谱，检测大气中激光雷达就是利用激光光束的背向散射光谱，检测大气中某些组分浓度的装置。某些组分浓度的装置。 这种方法在环境分析中得到广泛的应用。经常检测的这种方法在环境分析中得到广泛的应用。经常检测的组分有组分有SO2SO2、N02N02、C2H4C2H4、CO2CO2、H2H2、NONO、H2SH2S、CH4CH4、H2OH2O等。所达到浓度的灵敏度在等。所达到浓度的灵敏度在1km1km内为内为2 23l/L3l/L，个，个别工作利用共振拉曼效应曾在别工作利用共振拉曼效应曾在2 23km3km高空中测得高空中测得O3O3和和SO2SO2的浓度，
65、灵敏度分别为的浓度，灵敏度分别为0.005l/L0.005l/L和和0.05l/L0.05l/L。 除以上这些方法之外，还有气相色谱法、红外线气体除以上这些方法之外，还有气相色谱法、红外线气体分析仪和化学发光分析等。它们在工业生产和环境分析中分析仪和化学发光分析等。它们在工业生产和环境分析中已得到广泛的应用。已得到广泛的应用。8.3.3 气体分析其他方法气体分析其他方法52.8.4 大气污染物的分析大气污染物的分析8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定53. 1.采样前的准备工作采样前的准备工作 （1搜集资料搜集资料 采样前了解待监测区
66、内污染源类型、数量、排采样前了解待监测区内污染源类型、数量、排放污染物种类、排放量；收集监测区的风向、风放污染物种类、排放量；收集监测区的风向、风速、气温、气压、日照情况、相对湿度、逆温层速、气温、气压、日照情况、相对湿度、逆温层底部的高度、温度的垂直梯度分布等气象条件及底部的高度、温度的垂直梯度分布等气象条件及地形资料；工业区、商业区、居住区分布密度等。地形资料；工业区、商业区、居住区分布密度等。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集54. 1.采样前的准备工作采样前的准备工作 （2采样布点：采样布点： 根据资料将监测区分成高污染、中污染和低根据资料将监测区分成高
67、污染、中污染和低污染三个区域，上风向污染少于下风向，布点可污染三个区域，上风向污染少于下风向，布点可少些；工业区和人口密度大的地方多布点。少些；工业区和人口密度大的地方多布点。 选择几个背景本底对照点。选择几个背景本底对照点。 采样应高于地面采样应高于地面1.52m处，采样的水平线处，采样的水平线与周围建筑物高度不应火于与周围建筑物高度不应火于30。角，并应避开树。角，并应避开树木及吸附能力较强的建筑物；交通密集区的样点木及吸附能力较强的建筑物；交通密集区的样点应距人行道应距人行道1.5m远；采样点离主要污染源远；采样点离主要污染源20m以以上，且不能正对排放下风口。上，且不能正对排放下风口。
68、 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集55. 1.采样前的准备工作采样前的准备工作 （2采样布点：采样布点： 各采样点及设施应尽可能一致，使可比性强。各采样点及设施应尽可能一致，使可比性强。 采样点的数目可按功能区布点，采用网格布点采样点的数目可按功能区布点，采用网格布点法，同心圆布点法或扇形布点法等三种布点方式，一法，同心圆布点法或扇形布点法等三种布点方式，一般与经济投资与监测精确度有关，可结合实际综合考般与经济投资与监测精确度有关，可结合实际综合考虑。虑。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集56. 2. 2.采样方法采样方法 当大气
69、中污染物浓度较高和具有高灵敏度检测条件时，当大气中污染物浓度较高和具有高灵敏度检测条件时，可采用直接采样法。而大气中的污染物浓度一般都较低，可采用直接采样法。而大气中的污染物浓度一般都较低，通常仅为通常仅为10-610-610-9(10-9(体积比体积比) )数量级，则必须采用富集采数量级，则必须采用富集采样法，主要采用的方法有溶液吸收采样法、低温冷凝浓缩样法，主要采用的方法有溶液吸收采样法、低温冷凝浓缩法、滤膜采样法、阻留法等。法、滤膜采样法、阻留法等。 （1 1直接采样法直接采样法 此法仅适用于大气污染物浓度较高及可选择测试方法此法仅适用于大气污染物浓度较高及可选择测试方法高灵敏的情况，所
70、用采样器包括塑料袋、注射器、采气管高灵敏的情况，所用采样器包括塑料袋、注射器、采气管和真空瓶等。和真空瓶等。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集57. 2. 2.采样方法采样方法 （1 1直接采样法直接采样法 采样要求：采样要求： 塑料袋的材质应不与被测组分，发生化学反应、不具塑料袋的材质应不与被测组分，发生化学反应、不具渗透性，所以要采用聚四氟乙烯或聚渗透性，所以要采用聚四氟乙烯或聚 乙烯材料。乙烯材料。 用带三通的玻璃注射器采样时，先用现场空气抽洗用带三通的玻璃注射器采样时，先用现场空气抽洗2 23 3次，再抽样次，再抽样100mL100mL，密封进口。，密封
71、进口。 采气管两端应有活塞，容积为采气管两端应有活塞，容积为100100500mL500mL，采样时，采样时必须先通入此采样管容积必须先通入此采样管容积6 61010倍的气体体积，用置换法倍的气体体积，用置换法除去原管内的非被测物气体。除去原管内的非被测物气体。 用真空瓶采样时，要先将瓶内抽成真空，在测定时对用真空瓶采样时，要先将瓶内抽成真空，在测定时对仍然存在的部分剩余气体进行体积校正。仍然存在的部分剩余气体进行体积校正。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集58. 2. 2.采样方法采样方法 （2 2溶液吸收法溶液吸收法 此法是采集大气中蒸气态或气溶胶态的污染物
72、此法是采集大气中蒸气态或气溶胶态的污染物常用的方法。常用的方法。 采样时，用抽气装置将待监测的污染气体必一采样时，用抽气装置将待监测的污染气体必一定流量抽入装有吸收液的吸收管定流量抽入装有吸收液的吸收管( (瓶瓶) )中，被采集中，被采集的气体以气泡的形式通过吸收液时产生溶解或化的气体以气泡的形式通过吸收液时产生溶解或化学反应而被吸收。记录采样量，采样结束后，取学反应而被吸收。记录采样量，采样结束后，取出吸收液供分析测定。采样中使用的气体吸收管出吸收液供分析测定。采样中使用的气体吸收管及吸收瓶。及吸收瓶。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集59. 2. 2.采样方
73、法采样方法 （3 3低温冷凝法低温冷凝法 对大气中某些沸点较低的气态污染物，如烯烃类、醛类对大气中某些沸点较低的气态污染物，如烯烃类、醛类等，采用低温冷凝采样法可提高采集富集效率。此法效果等，采用低温冷凝采样法可提高采集富集效率。此法效果好、采样量大、利于被测组分稳定。好、采样量大、利于被测组分稳定。 此法常在采样管的进气端加置选择性的过滤器此法常在采样管的进气端加置选择性的过滤器( (内装过内装过氯酸锾、碱石棉、氢氧化钾或氯酸锾、碱石棉、氢氧化钾或 氯化钙等氯化钙等) )，以除去大气中，以除去大气中可能同时冷凝的水蒸气和二氧化碳等。所选用的干燥剂和可能同时冷凝的水蒸气和二氧化碳等。所选用的干
74、燥剂和净化剂不应与待测组分发生作用。净化剂不应与待测组分发生作用。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集60. 2. 2.采样方法采样方法 （4 4固体滤料阻留法固体滤料阻留法 此法是将过滤性材料此法是将过滤性材料( (滤纸、有机滤膜等滤纸、有机滤膜等) )放在放在颗粒物采样夹上，用抽气泵抽气。因为过滤性材颗粒物采样夹上，用抽气泵抽气。因为过滤性材料是高分子微孔物质，抽气时分子状的气体物质料是高分子微孔物质，抽气时分子状的气体物质能顺利通过滤纸或滤膜，而空气中的气溶胶颗粒能顺利通过滤纸或滤膜，而空气中的气溶胶颗粒物被阻留在过滤材料上，达到采集和浓缩的目的。物被阻留在
75、过滤材料上，达到采集和浓缩的目的。称取过滤性材料上载留的颗粒物质量，根据采样称取过滤性材料上载留的颗粒物质量，根据采样体积，体积， 即可计算出空气中颗粒物的浓度。即可计算出空气中颗粒物的浓度。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集61. 2. 2.采样方法采样方法 （5 5填充柱式采样管阻留富集法填充柱式采样管阻留富集法 填充柱为长填充柱为长5 510cm10cm、内径、内径0.30.30.5cm0.5cm的玻璃的玻璃管或不锈钢管，将适当粒径的颗粒状填充剂装入管或不锈钢管，将适当粒径的颗粒状填充剂装入填充柱制成采样管。采样时气样以一定流速通过填充柱制成采样管。采样时
76、气样以一定流速通过填充柱，待测组分因吸附、溶解或化学反应等作填充柱，待测组分因吸附、溶解或化学反应等作用而被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目的。用而被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目的。 采样后经解吸或溶剂洗脱，将被测组分从填充采样后经解吸或溶剂洗脱，将被测组分从填充柱上释放出来，进行测定。柱上释放出来，进行测定。 8.4.1 8.4.1 大气污染物样品的采集大气污染物样品的采集62. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （1 1四氯化汞钾溶液吸收四氯化汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 方法原理方法原理 二氧化硫被四氯化汞钾溶液吸收，生成稳定的二亚硫酸汞酸盐；在
77、一定酸二氧化硫被四氯化汞钾溶液吸收，生成稳定的二亚硫酸汞酸盐；在一定酸度条件下二亚硫酸汞酸盐与甲醛作用生成羟基亚甲基磺酸，羟基亚甲基磺酸度条件下二亚硫酸汞酸盐与甲醛作用生成羟基亚甲基磺酸，羟基亚甲基磺酸再与盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色醌型染料。再与盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色醌型染料。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定63. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （1 1四氯化汞钾溶液吸收四氯化汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度盐酸副玫瑰苯胺分光光度法法 方法讨论方法讨论 氮氧化物、臭氧、重金属有干扰。加入氨基磺酸铵可氮氧化物、臭氧、重金属有干扰。加入氨基磺酸铵可消除
78、氮氧化物的干扰。消除氮氧化物的干扰。 2HNO2 2HNO2NH2SO2ONH4NH2SO2ONH4H2SO4H2SO43H2O3H2O2N22N2 臭氧在采样后放置臭氧在采样后放置20min20min即可自行分解而消失。重金即可自行分解而消失。重金属离子的干扰，在配制吸收剂时，加入属离子的干扰，在配制吸收剂时，加入EDTAEDTA作掩蔽剂预作掩蔽剂预以消除干扰，用磷酸代替盐酸配制副玫瑰苯胺溶液，有利以消除干扰，用磷酸代替盐酸配制副玫瑰苯胺溶液，有利于掩蔽重金属离子的干扰。于掩蔽重金属离子的干扰。 盐酸的浓度对显色反应的影响：浓度过大，显色不完盐酸的浓度对显色反应的影响：浓度过大，显色不完全；
79、过小，副玫瑰苯胺本身呈色，所以在制备盐酸副玫瑰全；过小，副玫瑰苯胺本身呈色，所以在制备盐酸副玫瑰苯胺溶液时，必须经过调节试验，严格控制盐酸用量。苯胺溶液时，必须经过调节试验，严格控制盐酸用量。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定64. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （1 1四氯化汞钾溶液吸收四氯化汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 方法讨论方法讨论 温度对显色反应的影响：温度过高，二氧化硫可能损失；温度过低，则反温度对显色反应的影响：温度过高，二氧化硫可能损失；温度过低，则反应的灵敏度也降低。试验表明，过长则因二氧化硫挥发逸去而逐渐退色
80、。最应的灵敏度也降低。试验表明，过长则因二氧化硫挥发逸去而逐渐退色。最好控制显色反应的温度为好控制显色反应的温度为25-3025-30，在，在30min30min后测定，在后测定，在60min60min内完成测定。内完成测定。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定65. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （1 1四氯化汞钾溶液吸收四氯化汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 方法讨论方法讨论 采样时二氧化硫与四氯化汞钾生成稳定配合物，可避免二氧化硫在吸收液采样时二氧化硫与四氯化汞钾生成稳定配合物，可避免二氧化硫在吸收液中被氧化，比用氢氧化钠溶液加
81、甘油的吸收液效果好。同时二氧化硫被吸入中被氧化，比用氢氧化钠溶液加甘油的吸收液效果好。同时二氧化硫被吸入四氯化汞钾后，显色线性较好，但汞有毒，并严重污染环境。可改用三乙醇四氯化汞钾后，显色线性较好，但汞有毒，并严重污染环境。可改用三乙醇胺胺叠氮化钠溶液吸收，二氧化硫与三乙醇胺形成稳定的配合物，在叠氮化叠氮化钠溶液吸收，二氧化硫与三乙醇胺形成稳定的配合物，在叠氮化钠的保护下，二氧化硫在吸收液中不被氧化，在用此法进行测定时，其灵敏钠的保护下，二氧化硫在吸收液中不被氧化，在用此法进行测定时，其灵敏度和重现性都与上法一致，但三乙醇胺的质量对吸收二氧化硫效率影响很大，度和重现性都与上法一致，但三乙醇胺的
82、质量对吸收二氧化硫效率影响很大，必要时进行提纯。必要时进行提纯。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定66. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （2 2甲醛吸收甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光光度法副玫瑰苯胺分光光光度法 方法原理方法原理 二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧羟甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，于波长瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，于波长577nm
83、577nm处测定吸光度。处测定吸光度。 此法适用于环境空气中的二氧化硫的测定。此法适用于环境空气中的二氧化硫的测定。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定67. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （2 2甲醛吸收甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光光度法副玫瑰苯胺分光光光度法 方法讨论方法讨论 掌握显色温度和显色时间，严格控制反应条件掌握显色温度和显色时间，严格控制反应条件是实验的关键。是实验的关键。 配制二氧化硫溶液时加入配制二氧化硫溶液时加入EDTAEDTA液可使亚硫酸液可使亚硫酸根稳定。根稳定。 显色剂的加入方式要正确，否则精密度差。显色剂的加入方式要正确，否则精密度差。用
84、此法测定二氧化硫，避免了使用毒性大的四氯用此法测定二氧化硫，避免了使用毒性大的四氯汞钾吸收液，其灵敏度、准确度相同，且样品采汞钾吸收液，其灵敏度、准确度相同，且样品采集后相当稳定，但操作条件要求严格。集后相当稳定，但操作条件要求严格。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定68. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （3 3紫外荧光法紫外荧光法 紫外荧光法测定大气中的二氧化硫，具有选择紫外荧光法测定大气中的二氧化硫，具有选择性好、不消耗化学试剂的特点，目前广泛地应用性好、不消耗化学试剂的特点，目前广泛地应用于大气环境地面自动监测系统中。于大气环境地面自动监测系统中。 方法
85、原理方法原理 荧光通常是指某些物质受到紫外光照射时，吸荧光通常是指某些物质受到紫外光照射时，吸收了一定波长的光之后，发射出比照射光波长长收了一定波长的光之后，发射出比照射光波长长的光，当紫外光停止照射时，这种光也随之消失。的光，当紫外光停止照射时，这种光也随之消失。在一定条件下，物质发射的荧光强度与其浓度之在一定条件下，物质发射的荧光强度与其浓度之间有一定的关系，这是进行定量分析的依据。间有一定的关系，这是进行定量分析的依据。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定69. 1. 1.二氧化硫的测定二氧化硫的测定 （3 3紫外荧光法紫外荧光法 方法讨论方法讨论 此法测定此法测定
86、SO2SO2的主要干扰物质是水分和芳香烃的主要干扰物质是水分和芳香烃化合物。化合物。 水的影响是由于水的影响是由于SO2SO2可溶于水造成损失，且可溶于水造成损失，且SO2SO2遇水产生荧光猝灭会造成负误差，可以用半遇水产生荧光猝灭会造成负误差，可以用半透膜渗透法或反应室加热法除去水的干扰。透膜渗透法或反应室加热法除去水的干扰。 芳香烃化合物在芳香烃化合物在190230nm190230nm紫外光激发下也能紫外光激发下也能发射荧光造成正误差，可用装有特殊吸附剂的过发射荧光造成正误差，可用装有特殊吸附剂的过滤器预先除去。滤器预先除去。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定70.
87、 2. 2.二氧化氮的测定二氧化氮的测定- -分光光度法分光光度法 方法原理：方法原理： 测定大气中微量的二氧化氮，通常采用偶氮染测定大气中微量的二氧化氮，通常采用偶氮染料比色法。方法的实质是料比色法。方法的实质是“ “格里斯反应格里斯反应” ”，即二，即二氧化氮溶解于水，生成硝酸和亚硝酸：氧化氮溶解于水，生成硝酸和亚硝酸： 2NO2 2NO2H2OH2OHNO3HNO3HNO2HNO2 在在pHpH小于小于3 3的乙酸酸性溶液中，亚硝酸和对氨的乙酸酸性溶液中，亚硝酸和对氨基苯磺酸进行重氮化反应，生成重氮盐：然后，基苯磺酸进行重氮化反应，生成重氮盐：然后，重氮盐再和重氮盐再和N-(1-N-(1
88、-萘基萘基) )乙二胺盐酸偶合，生成紫乙二胺盐酸偶合，生成紫红色偶氮染料，其颜色的深浅与红色偶氮染料，其颜色的深浅与NO2NO2的含量成正的含量成正比。比。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定71. 2. 2.二氧化氮的测定二氧化氮的测定- -分光光度法分光光度法 方法讨论方法讨论 吸收液氨的浓度不能过大，以免有吸收液氨的浓度不能过大，以免有NH3NH3产生，产生，而而NH3NH3与与NO2NO2反应，使结果偏低。反应，使结果偏低。 2NO3 2NO32NH22NH2NH4NO3NH4NO3N2N2H2OH2O 重氮盐易分解，所以反应时，避免光照和温度重氮盐易分解，所以反应时，避免光照和温度过高。过高。 重氮化和偶合反应都是分子反应，较为缓慢，重氮化和偶合反应都是分子反应，较为缓慢，偶氮染料又不够稳定。所以显色后，在一小时内偶氮染料又不够稳定。所以显色后，在一小时内必须完成测定。必须完成测定。 8.4.2 8.4.2 大气污染物的测定大气污染物的测定72.
