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动态配气法

归档日期:07-03       文本归类:导气装置      文章编辑:爱尚语录

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  动态配气法是将已知浓度的原料气,以较小的流量,恒定不变地送入气体混合室中,再通过混合室,同时将净化过的洁净气体以较大的流量恒定不变地与原料气混合稀释。稀释后的混合气连续不断地从混合室流出供使用。准确计量原料气流和稀释气流之比可得稀释倍数。混合气的浓度可简单地从稀释倍数计算出来,调节气流比可以得到所需浓度的标准气体。

  动态配气法是使已知浓度的原料气与稀释气按恒定比例连续不断地进入混合器混合,从而可以连续不断地配制并供给一定浓度的标准气,根据两股气流的流量比可计算出稀释倍数,根据稀释倍数计算出标准气的浓度。

  动态配气法不但能提供大量的标准气,而且可通过调节原料气和稀释气的流量比获得所需浓度的标准气,这种方法尤其适用于配制低浓度的标准气。但是,这种方法所用仪器设备较静态配气法复杂,不适合配制高浓度的标准气。

  对于标准气用量较大或通标准气时间较长的实验工作,静态配气法不能满足要求,需要用动态配气法。这种方法使已知浓度的原料气与稀释气按恒定比例连续不断地进入混合器混合,从而可以连续不断地配制并供给一定浓度的标准气,根据两股气流的流量比可计算出稀释倍数,根据稀释倍数计算出标准气的浓度。

  动态配气方法有:连续稀释法、负压喷射法、渗透管法、气体扩散法、饱和蒸汽法等。动态配气法设备较复杂,但可获得连续的标准气,避免了静态配气法中容器的吸附问题。若稀释气经过严格处理,标气的空白值很低。用连续稀释法可配置低浓度的标气,同一种设备可配置不同的标气。所以,动态配气法在环境监测中使用较多。

  动态配气法不但能提供大量的标准气,而且可通过调节原料气和稀释气的流量比获得所需浓度的标准气,这种方法尤其适用于配制低浓度的标准气。但是,这种方法所用仪器设备较静态配气法复杂,不适合配制高浓度的标准气。下面介绍几种常用的动态配气法。

  以高压钢瓶为气源,连续稀释配气。将原料气以恒定小流量送入混合器,被较大量的净化空气(稀释气)稀释,用流量计准确测量两种气体的流量,并计算所配标准气的质量浓度。

  将稀释气流以某恒定流量喷射入固定喷管,再从狭窄的喷口处向外放空时,会造成毛细管的左端压力低于大气压。此时细玻璃管内处于负压状态。右端容器内压力为大气压,装有已知质量浓度的原料气。由于细玻璃管两端有压力差,使原料气以确定流量从容器经毛细管到细玻璃管左端喷出,与稀释气充分混合,配成一定质量浓度的标准气。

  渗透管是动态配气用的一种原料气气源,主要由装原料液的小容器和渗透膜组成。小容器由耐腐蚀和耐一定压力的惰性材料制成,渗透膜用聚四氟乙烯或聚氯乙烯制成塑料帽,套在小容器的颈部,其厚度小于1mm。塑料帽上部是薄壁渗透面,玻璃小安瓿瓶内气体分子在其蒸气压作用下,通过薄壁渗透面向外渗透,单位时间内的渗透量称为渗透率。由于渗透出来的气体分子立即扩散开来,并被稀释气带走,故浓度很小,分压可认为是零。

  用渗透管法配制标准气,必须测定原料液的渗透率,其测定方法有重量法化学分析法等。

  渗透管法对于配制低浓度的标准气而言是一种较精确的方法,凡是易挥发的液体和能被冷冻或压缩成液态的气体都可以用该方法配制标准气,还可以将含有互不反应的不同组分的渗透管放在同一气体发生器中配制成多组分混合标准气。

  渗透管主要由一个装有液体的小容器和渗透膜组成。容器是由耐腐蚀和耐一定压力的材料(如硬质玻璃、不锈钢等)制成,内装易挥发性的纯液体。渗透膜由聚四氟乙烯制成帽状,套在容器的颈部。对一些在常温下蒸气压比较大的液体,容器应用耐高压的材料制成。

  将制成的渗透管放在一个干燥瓶中,瓶中装有去湿的干燥剂和吸收渗透出来的气体的吸收剂。一般用硅胶、氯化钙作干燥剂。酸性气体用氢氧化钠作吸收剂,碱性气体用硼酸作吸收剂。渗透管和干燥剂和吸收剂之间由一个带孔的隔板分开,并经常更换干燥剂和吸收剂。对于硫化氢渗透管,应放在惰性气体中保存,如纯氮气或纯氩气中,否则易被空气氧化生成单质硫。

  气体扩散法的原理基于:气体分子从液相扩散至气相中,再被稀释气带走,通过控制扩散速度和调节稀释气流量配制不同浓度的标准气。

  气体分子从液相扩散出来后,即被稀释气体带走。所配制标准气体的浓度可由气体分子的扩散速度和稀释气体的流量计算。控制扩散速度和调节稀释气体的流量,就可得到各种浓度的标准气体。气体扩散法常用的有毛细管扩散法和扩散瓶法。

  ① 毛细管扩散法毛细管扩散法配气。毛细管内装纯试剂,并保持恒温。稀释气以一定流速通过混合管,将从毛细管中扩散出来气体带走。控制毛细管中液体能扩散率和稀释气的流量,就可以配制各种浓度的标准气体。

  ② 扩散瓶法。在扩散瓶内装入纯试剂,置于恒温水浴中,温度控制精度为±0.1℃。气体分子由液相扩散出来并被稀释气体带走。根据扩散率和稀释气体流量。可配制各种浓摩的标准气体。

  方法原理是:在电解池中放入草酸溶液,插入两根铂丝电极,电极间施加恒定电源,草酸跟离子在阳极上被氧化,生成二氧化碳。当电流效率为100%时,控制一定的电解电流,便能产生一定量的二氧化碳气体,用一定流量的稀释气将二氧化碳带出,就能得到所需浓度的二氧化碳标准气,其浓度可用法拉第电解定律计算出来。

  常用于制备二氧化碳标准气。方法原理是:在电解池中放人草酸溶液,插入两根铂丝电极,电极间施加恒流电源,则C

  。当电流效率为100%时,控制一定的电解电流,便能产生一定量的二氧化碳气体,用一定流量的稀释气将CO

  带出,就能得到所需浓度的二氧化碳标准气,其浓度可用法拉第电解定律计算出来。

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