電石反應(yīng)法測定氣體中微量水分

電石反應(yīng)法測定氣體中微量水分

電石反應(yīng)法可以準(zhǔn)確、方便地測量氣體中的微水含量。該方法已在許多公司應(yīng)用，對壓縮空氣、氣氛和其他氣體的含量進(jìn)行分析，結(jié)果令人滿意。經(jīng)過幾年的實(shí)際應(yīng)用,對電石反應(yīng)法測定氣體中微量水分進(jìn)行了多次改進(jìn),使其更加簡便實(shí)用,現(xiàn)介紹如下。1設(shè)備操作條件的選擇(1)這些機(jī)器帶氫火焰離子檢測器氣相色譜、電子天平(精確到千分之一)、一般實(shí)驗(yàn)室儀器。(2)色譜柱及固定相的選擇一般氣體中在氫火焰離子檢測器有響應(yīng)的有機(jī)雜質(zhì)為甲烷、乙烷、乙烯等,含量都很低,可不考慮其干擾,所以本實(shí)驗(yàn)要求只需將乙炔與其他有機(jī)雜質(zhì)有效分離即可,經(jīng)過多次色譜柱長度及固定相選擇實(shí)驗(yàn),最后確定使用原有色譜柱,內(nèi)徑3mm、長2m,固定相為上海試劑一廠生產(chǎn)的407有機(jī)單體,這樣在不影響原色譜儀分析項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,滿足本試驗(yàn)的要求。(3)探測器選擇由于含碳有機(jī)物在氫火焰離子檢測器上檢測具有靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、線性范圍廣等優(yōu)點(diǎn),因此選用氫火焰離子檢測器。(4)助燃?xì)饪諝饬魉贆z測器溫度200℃,柱箱溫度110～125℃,進(jìn)樣器溫度110℃,載氣(氮?dú)?流速36mL/min,進(jìn)樣量1～2mL,燃?xì)?氫氣)流速50mL/min,進(jìn)樣器為2mL全玻璃注射器,助燃?xì)?空氣)流速600mL/min。2球膽內(nèi)氣體法將電石粉碎至粒徑3mm左右,取4g左右電石放入取樣球膽,用被測氣體置換兩次,排空球膽內(nèi)氣體,將球膽充滿被測氣體,充分搖動(dòng)球膽,用球膽內(nèi)電石攪拌球膽內(nèi)氣體,使其混合反應(yīng)完全。10min后從球膽中取1～2mL氣體注入色譜儀,使用氫火焰離子檢測器測定乙炔含量。3計(jì)算水含量3.1廢水含量應(yīng)表示為體積比%(1)乙醇體積分?jǐn)?shù)向內(nèi)置攪拌玻璃珠的100mL全玻璃注射器內(nèi)分別加入50μL、100μL、0.5mL、1mL乙炔氣體,注入氮?dú)獾?00mL,充分搖動(dòng)注射器使氣體充分混合。即得到乙炔體積分?jǐn)?shù)分別為0.05%、0.1%、0.5%、1.0%的標(biāo)準(zhǔn)氣。使用接近樣品含量的乙炔標(biāo)準(zhǔn)氣作為標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算氣體水含量。(2)試樣中投入氧指數(shù)和峰高級的計(jì)算式中:C為試樣含水體積分?jǐn)?shù),%;2為在氣體中的水以氣態(tài)計(jì)算,則生成1體積乙炔氣需要2體積水參加反應(yīng);A1為試樣中乙炔的峰高(或峰面積),mm(或mm2);A2為與試樣含量相近的標(biāo)準(zhǔn)樣的峰高(或峰面積),mm(或mm2);C1為與試樣含量相近的標(biāo)準(zhǔn)氣中乙炔的體積分?jǐn)?shù),%。3.2標(biāo)準(zhǔn)樣的制備(1)標(biāo)準(zhǔn)氣制備。在樣品瓶中(樣品瓶容積為23.5mL)放入Φ2mm×20mm的鐵絲1根,蓋緊密封,在電子分析天平上稱重(精確到0.1mg),然后注入5mL乙炔氣,再次在分析天平上稱重(精確到0.1mg)后置于磁力攪拌器上攪拌10min,立即使用,此氣體的質(zhì)量濃度為C1′μg/mL。式中:W1為放入Φ2mm×20mm鐵絲的樣品瓶質(zhì)量,g;W2為放入Φ2mm×20mm鐵絲的樣品瓶加入5mL乙炔氣后的質(zhì)量,g;V1為樣品瓶的容積,mL;V2為加入乙炔氣的體積,mL。.(2)乙炔標(biāo)準(zhǔn)樣的配制。取若干樣品瓶,內(nèi)置Φ2mm×20mm的鐵絲,緊蓋密封,分別準(zhǔn)確注入50μL、100μL、0.5mL、1mL質(zhì)量濃度為C1′的乙炔標(biāo)準(zhǔn)氣,置于磁力攪拌器上攪拌10min,用注射器取1mL注入色譜儀,記錄乙炔峰高或峰面積,但要確保有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣的乙炔含量與被測氣體相近。用注射器取1mL被測氣體進(jìn)入色譜儀,然后選擇與其濃度接近的標(biāo)準(zhǔn)氣作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。(3)計(jì)算公式。式中:C′為試樣含水質(zhì)量濃度,mg/m3;C1′為標(biāo)準(zhǔn)氣的質(zhì)量濃度,μg/mL;V為與試樣含量相近的標(biāo)準(zhǔn)樣的體積,mL;V1′為樣品瓶容積,mL;(2×18)÷26為水與電石反應(yīng),2mol水生成1mol乙炔氣,即用換算出乙炔的量計(jì)算出水含量。若考慮壓力、溫度的影響,則將V1′用下式代替即可:式中:P1為環(huán)境大氣壓,MPa;P2為系統(tǒng)內(nèi)壓力,MPa;t1為環(huán)境溫度,℃;t2為系統(tǒng)內(nèi)溫度,℃。3.3氣體質(zhì)量比對使用以質(zhì)量濃度表示的計(jì)算結(jié)果,與1m3的氣體質(zhì)量相比較即得。筆者推薦使用質(zhì)量濃度表示,這樣可以很好地對不同密度的氣體水分的處理效果進(jìn)行對比。4氣體中含有相氣液水(1)采用電石反應(yīng)法檢測氣體中水含量的前提條件是