气体分析法

待测组分气体在载气的推动下，在吸附剂 表面上进行反复的吸附和解吸。由于各组分气 体在结构和性质上的差异，吸附和解吸的难易 程度就不一样。容易被吸附的组分气体，就不 容易被解吸而逐渐落在后面；较难吸附的组分 气体，就比较容易被解吸而跑到前面。经过足 够的时间，待测的各组分气体就会彼此分离， 先后流出固定相，再通过检测器转变为电讯号， 在记录仪上被记录成色谱图。根据图上波的位 置、波峰的高度和宽度，确定各待测组分气体 的含量。
二、物理分析法
1．电导分析法 以测定电解质溶液的电导为基础的分析方
法叫做电导分析法。 电解质溶液具有导电能力，这种导电的能
力称为电导，电导可用电阻的倒数来表示。电 解质溶液的导电能力也可以用电导率来表示 （电导率是电阻率的倒数）。
在电导分析中，根据待测气体的性质，选 择一定浓度的某一电解质溶液作吸收剂，通过 化学反应，使一种电解质转变为另一种电解质， 这时溶液的电导会发生相应变化，根据电导的 变化值，可以确定待测气体的含量。
时，各组分气体在吸附剂上吸附与解吸上的差 异而进行分离与分析的方法叫做气相色谱法。
气相色谱分析中，起吸附作用的是一个固 定的由吸附剂组成的相，叫做固定相。吸附剂 可以为液体，也可以是一些具有多孔性、大表 面积的固体小颗粒。待测的气体混合物，由载 气（不与待测气体反应，仅仅作为载送待测气 体的气体，即流动相）携带进入固定相，待测 气体被吸附剂所吸附。由于载气持续地流过吸 附剂，又可把被吸附的待测气体洗脱下来。洗 脱又叫做解吸（或脱附）。解吸后的待测气体 随载气往前流动，又会被相遇的吸附剂所吸附。
滴定分析法：根据化学反应中所消耗标准溶 液的体积和浓度求出被测物质含量的方法。
标准溶液：已知准确浓度的溶液。 标准物质：具有一种或多种足够均匀和很好确 定了的特性性，用以校准设备，评价测量方法 或给材料定值的材料或物质。 滴定：将标准溶液通过滴定管滴加到被测物质 溶液中的操作。 化学计量点：在滴定过程中，滴定剂与被测组 分按照滴定反应方程式所示计量关系定量地完 全反应时称为化学计量点。 指示剂：指示化学计量点到达而能改变颜色的 一种辅助试剂。 滴定终点：因指示剂颜色发生明显改变而停止 滴定的点。
2． 热导分析法 利用气体的导热性不同来测定气体含量
的方法称为热导分析法。气体的导热率（导 热率是指一定温度、压力下，气体的单位立 方体积，当其相对面之间有单位温度差时， 在单位时间里所通过的能量）随气体的种类 和所处温度不同而不同。
例如，要测量N2中CO2的含量，可选用两根长短、 粗细和电阻率都完全相同的铂丝，将一根插入作比较
用的参比池中，一根插入作测定用的测量池中。通以
电流，使两根铂丝的温度和电阻完全一样，然后将纯 N2在等温等压和等流速的情况下，分别通过两个池子， 由于纯N2的热导率相同，两根铂丝的温度、电阻也都 相同。如果改用含有CO2的N2气流（其它条件完全一 样）通过测量池，由于CO2其它的热导率比N2小，所 带走的热力就相应减少，测量池中铂丝会比参比池中
第四章 气体分析
基本概念、拓展和实例
本节内容： 一、术语和定义 二、物理分析法 三、大气污染及其防治 四、公共场所空气中二氧化碳检验方法
一、术语和定义
化学分析法：是以化学反应为基础的分析方 法称为化学分析法。
气体分析法：根据化学反应中所生成气体的 体积或气体与吸收剂反应生成的物质的质量， 求出被测组分含量的方法。
中间精密度：在同一实验室，不同时间由不同 分析人员用不同设备测定结果的精密度。
吸收剂
吸收操作中能够选择性地溶解混合气体中 某些特定组分的液体。吸收剂可以是纯液体， 也可以是溶液。
一般分为物理吸收剂和化学吸收剂两类。 物理吸收剂与溶质之间无化学反应，气体的溶 解度只与气液平衡（见汽液平衡）规律有关； 化学吸收剂与溶质之间有化学反应，气体的溶 解度不仅与气液平衡规律有关，而且与化学平 衡规律有关。化学吸收剂大多是某种活性组分 的溶液，如碳酸钾或氢氧化钠的水溶液。
• 色谱柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不锈 钢和聚四氟乙烯等。根据固定液的化学性能，色 谱柱可分为非极性、极性与手性色谱分离柱等。 固定液的种类繁多，极性各不相同。色谱柱对混 合样品的分离能力，往往取决于固定液的极性。 常用的固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、 酯类以及腈和腈醚类等。新近发展的手性色谱柱 使用的是手性固定液，主要有手性氨基酸衍生物、 手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环糊精衍生物 等。其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手 性色谱柱，用于分离各种对映体十分有效。
的铂丝温度高，电阻也较大。结果，两根铂丝之间出 现电阻差。由于电阻差值随CO2浓度增大而增大，因 此，只要测出两根铂丝电阻的差值，就可以确定CO2 在N2中的含量。
此法常用来作微量气体，如CO2、CO、O2、 CH4、C2H2、C2H4等气体的含量分析。
3． 气相色谱法 利用待测的混合气体流经固定的吸附剂
例如，298 K时，OH-离子的摩尔电导率Lm ＝19.92 mS m2 mol-1，比CO32-/2离子的摩尔电导 率Lm＝5.93 mS m2 mol-1要大得多。如果选用 NaOH溶液作吸收剂，稀释一定量空气中的CO2， 由于发生反应：
2OH-＋CO2＝H2O＋CO32这时吸收液中OH-离子浓度不断降低，而 CO32-离子浓度逐渐增大，由此可得到的吸收液 的电导也相应地降低，根据吸收液电导的降低 值，可以确定CO2在该空气中的含量。 在大气监测中，常用电导法测定空气中SO2、 Cl2、HCl、H2S等有毒气体的含量。
终点误差：滴定终点与化学计量点不完全吻合 而引起的误差，也称滴定误差。
氧化还原滴定法：是以氧化还原反应为基础的 滴定分析法，它是以氧化剂或还原剂为标准溶 液来测定还原性或氧化性物质含量的方法。
精密度：是指多次取样重复测定同一均匀样品 所得结果之间的接近程度，表征随机误差的大 小。
重复性：在相同条件下，由一个分析人员测定 所得结果的精密度称为重复性。
当吸收是为了对气体混合物作组分分离时，
吸收剂的合理选择，对吸收操作的成功与否有 重大影响。优良吸收剂的性能包括：
①溶质在其中有较高的溶解度，因而有较大的 过程推动来自百度文库，并可减少吸收剂的用量； ②易于再生，便于循环使用； ③有较高的选择性，具有较高纯度的解吸气； ④不易挥发,以减少损耗； ⑤粘度较低,不易起泡，两相在塔内接触良好； ⑥化学性质稳定，以免在使用过程中降解变质; ⑦价廉易得,使用安全（无毒、不易燃烧等）。