4气体分析教程.pptx

第四章 气体分析本章主要内容: §1 概述 §2 气体试样的采取 §3 气体的化学分析法 §4 气体分析的仪器 §1 概述 工业生产中常使用气体作为原料或燃料；化工生产的化学反应常常有副产物废气；燃料燃烧后也生产废气（如烟道气）；生产厂房空气中常混有一定量生产气体。 所以工业气体共分四大类：化工原料气、气体燃料、废气和厂房空气。 化工原料气是无机、有机合成的重要原料，主要有：（1）天然气：主要是 CH4?95% （煤或石油组成物 的分解产物）（2）炼油气：CH4及其它低分子量的C、H化合物 （原油热处理产物）（3）焦炉煤气：H2 、CH4 （煤?800℃炼焦油气态产 物）（4）水煤气：CO、H2 （水蒸气和炽热的煤作用， 得到半水煤气）（5）硫铁矿焙烧炉气：SO2 6-9%用于制造硫酸（6）石灰焙烧窑气：CO2 32-40% 用于制碱和制糖工业气 体 燃 料 上述天然气、炼油气、焦炉、煤气、水煤气及半水煤气等，除了作为化工生产原料气体之外，也可作为气体燃料。废气： 燃烧炉的烟道气的组成为：N2、O2、CO2、CO、水蒸气及少量其它气体。 如：硫酸、硝酸厂排入大气的废气中含有少量的SO2和NO2；制碱厂排出废气中含有少量CO2； 总之，有机化工的废气是各种各样的。厂房空气： 生产设备漏气→生产厂房内空气含生产用气→危害健康→甚至燃烧爆炸。气体分析意义： 在工业生产中为了正常安全生产，对各种工业气体都要经过分析，了解其组成。1.化工原料气 分析正确配料；2.中间产品气体分析生产是否正常；3.（燃料燃烧后生成）烟道气分析 燃 烧是否正常；4.厂房空气分析 通风、设备漏气情况 有无有害气体 是否危及生命及厂房安全。气体分析的特点： 一般测定气体的V而不是质量m，并同时测定环境的T和P。§2 气体试样的采取 共有：4部分结构、4种采样形式、 3种采样方法 4种采样形式 3种采样方法 采样方法的详细介绍: 1．常压状态气体采样 气体状态：等于大气压或低正压或低负压 采样方法：封闭液采样法 使用容器：采样瓶或采样管采样瓶采样的步骤是：采样瓶装置图如下所示：气样管采样的步骤是： 气样管装置图如下：抽气泵减压法采样步骤： （适用于低气压或负压不太高的负压状态气体） 流水抽气法采样装置图： 说明：如果用气样管采样，则进行分析时，先将气样管旋塞2的一端经橡皮管和气体分析仪器的进气管连接，旋塞3的一端插入不能溶解被分析气体的封闭液中，然后利用气体分析仪器的水准瓶产生的负压将气体吸入气体分析仪器中。2．正压状态气体的采样 气体状态：气体压力远高于大气压力的为正压气体； 采样工具：采样瓶、采样管、橡皮囊或直接采样。特点：不要改变封闭液的位置，气体借助自己的正压进入气体的气囊。注意事项：压力过大，应注意调整采样管旋塞，或者在采样装置与气体容器之间加装缓冲瓶。3.负压状态气体的采样气体状态：远低于大气压力的气体称负压气体；采样方法：抽气泵减压法（负压不太高） ；抽空容器法（负压过高），抽空容器是0.5～ 3.0L容器，由优质厚壁的玻璃瓶或管瓶组成具有旋塞。负压状态气体的采样采样步骤： §3. 气体的化学分析方法一、 吸收法（一） 气体容量法（或气体体积）（1）原理：利用气体的化学特性，使混合气和特定试剂接触。则混合气体中的被测组分与试剂发生化学反应被定量吸收，其它组成则不发生反应（或不干扰）。如果吸收前后的温度及压力不一致，则吸收前后的体积之差即为被测组分的体积。原理：根据吸收前后体积之差=被测组分体积计算出体积比（V/V）的分数 例如：混合气： 钢铁样中C的测定：重点2. 气体吸收剂及吸收顺序 定义：用来吸收气体的试剂称作气体 吸收剂； 以煤气为例讲解气体的吸收剂及吸收顺序，其中煤气的组成成分为：煤气中各种成分的吸附剂及吸附顺序表成分吸附剂反应顺序CO233%KOH(1)CnHm饱和溴水(臭)（石蜡封口） 加成反应 苯缓慢溶解于溴水，不与之反应(2)浓硫酸、 Ag2SO4或HgSO4作催化剂 强氧化性磺化反应O2焦性没食子酸的碱溶液(3) O2保险粉（Na2S2O4）蒽醌-β-磺酸钠作催化剂CO氯化亚铜氨溶液(4)氯化亚铜盐酸溶液CH4燃烧法测无适当的吸收剂(5)H2海绵状钯（吸收）常用燃烧法N2剩余部分(6) 气体分析是有一连串装有吸附剂的吸附瓶来进行吸收的，因此吸附剂的顺序必须进行合适的安排，否则会干扰测定。 下表列出了各种吸附剂和各种气体之间的作用：混合气与吸附剂作用情况表CO2CnHmO2COCH4H2N2编号KOH (33%)√??????(1)饱和溴水√√?????(2)焦性