第四章_吸收
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第四章 原子吸收分光光度法
优点：温度高，且可控；试样用量少（μg 或μl级），可直接测固体样； 原子化效率高；灵敏度高。 缺点：精度差，分析速度慢，共存化合物分子吸收，干扰较大。
低温原子化法
汞蒸汽原子化（测汞仪） 试样中汞化合物用还原剂（SnCl2）还原为汞蒸汽，并通过Ar 或N2 将其带入 吸收池进行测定。 Hg2++Sn2+ 氢化物原子化 AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O = AsH3+4NaCl+4HBO2+13H2 主要用于As、Bi、Ge、Sb、Se、Te的测定。 特点： 可将待测物从大量基体中分离出来，检测限比火焰法低1-3个数量级，选 择性好，且干扰小。 Sn4++Hg
3）该法可消除基体效应带来的影响，但不能消除背景吸收。
4）加入标准溶液的浓度应适当，曲线斜率太大或太小都会引起较大误差。
1. 原子吸收光谱法测定元素M，由未知试样溶液得到的吸光度为 0.435，而在9mL 未知液中加入1mL溶液为100mg/L的M标准溶液后，混合溶液在相同条件下测得的 吸光度为0.835。计算未知试样溶液中M的浓度？ 2. 采用原子吸收分光光度法分析尿样中的铜，测定结果见下表。试计算样品中铜的含 量？
操作简便、分析速度快 准确度高：火焰法误差<1% ，石墨炉法3%-5％
第二节 原子吸收分光光度法基本原理
一、基本概念
共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至能量最低的激发态所产生的吸收谱线 第一共振线：元素最灵敏线，通常用作元素分析线
二、基态与激发态原子分配
Ni gi e N0 g0
Ax Cx As Ax Cs
2）作图法
1
第四章气体吸收练习
• 计算：⑴平均温度为多少，才能回收90%的丁 烷；
• ⑵各组分的平衡常数；
看看答案?
计算题
• ⑶吸收因子、吸收率； • ⑷尾气的组成。 • 操作条件下各组分的平衡常数如下： • 乙烷： K = 0.13333t + 5.46667 • 丙烷: K = 0.06667t + 1.3333 • 正丁烷：K = 0.02857t + 0.08571(t的单位为
• 试计算：
• ⑴最小液气比；
• ⑵操作液气比为最小液气比的1.5倍时所需的理论 级数
• ⑶各组分的吸收率和塔顶尾气的数量和组成；
• ⑷塔顶应加入的吸收剂量。
看看答案?
计算题
• 3、某原料气组成如下：
组分 C01
C02
C03
iC04 nC04 iC05 nC05 nC06 ∑
Vn+1 0.765 0.045 0.035 0.025 0.045 0.015 0.025 0.045 1.00
• 13、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常数小的 组分主要在（ ）被吸收
• a. 塔上部少数几块板；b. 塔下部少数几块板；c. 塔中部少数几块板；d. 全塔所有板。
看看答案?
选择题
• 14、在板式塔的吸收中，原料中关键组分组分主 要在（ ）被吸收
• a. 塔上部少数几块板；b. 塔下部少数几块板；c. 塔中部少数几块板；d. 全塔所有板。
C10
C20
C30
nC40
nC50
nC80
∑
0.03 0.22 1.82 4.47 8.59 84.87 100.0
进料为1000kmol/h，温度为121℃。蒸出用气体 为149 ℃和345kPa的过热水蒸气，其量为 100kmol/h。用平均蒸出因子法计算液体和富气
• ⑵各组分的平衡常数；
看看答案?
计算题
• ⑶吸收因子、吸收率； • ⑷尾气的组成。 • 操作条件下各组分的平衡常数如下： • 乙烷： K = 0.13333t + 5.46667 • 丙烷: K = 0.06667t + 1.3333 • 正丁烷：K = 0.02857t + 0.08571(t的单位为
• 试计算：
• ⑴最小液气比；
• ⑵操作液气比为最小液气比的1.5倍时所需的理论 级数
• ⑶各组分的吸收率和塔顶尾气的数量和组成；
• ⑷塔顶应加入的吸收剂量。
看看答案?
计算题
• 3、某原料气组成如下：
组分 C01
C02
C03
iC04 nC04 iC05 nC05 nC06 ∑
Vn+1 0.765 0.045 0.035 0.025 0.045 0.015 0.025 0.045 1.00
• 13、在板式塔的吸收中，原料中的平衡常数小的 组分主要在（ ）被吸收
• a. 塔上部少数几块板；b. 塔下部少数几块板；c. 塔中部少数几块板；d. 全塔所有板。
看看答案?
选择题
• 14、在板式塔的吸收中，原料中关键组分组分主 要在（ ）被吸收
• a. 塔上部少数几块板；b. 塔下部少数几块板；c. 塔中部少数几块板；d. 全塔所有板。
C10
C20
C30
nC40
nC50
nC80
∑
0.03 0.22 1.82 4.47 8.59 84.87 100.0
进料为1000kmol/h，温度为121℃。蒸出用气体 为149 ℃和345kPa的过热水蒸气，其量为 100kmol/h。用平均蒸出因子法计算液体和富气
第4章气体吸收
对流扩散—分子扩散与涡流扩散的总和。 总过程速率取决于单相传质速率。
25
单相中物质的分子扩散
什么是分子扩散？在一相内部有浓度差存在时， 由于分子无规则的热运动引起的物质传递，简 称扩散。扩散的快慢用扩散通量表示
扩散通量—在单位时间内单位截面积上扩散传 递的物质量；kmol/m2 s ，用 J表示。
33
4.2.3 填料吸收塔的计算
4.2.3.1 吸收塔的物料衡算 4.2.3.2 吸收剂用量 4.2.3.3 填料层高度的计算 4.2.3.4 吸收塔的操作调节
4.3 吸收塔理论板层数的计算
34
4.2.3 填料吸收塔的计算 4.2.3.1 吸收塔的物料衡算
全塔物料衡算（逆流吸收）
Gy 1 +Lx 2 =Gy 2+ Lx 1
13
五、解吸（脱吸）
解吸：将溶质从溶剂中释放出来的操作 常用的解吸方法：升温、减压、吹气，升温和吹气通
常同时进行。 与吸收的比较
1）设备通用 2）传质理论相同。但因为传质方向不同，推动力的表 现形式改变 3）当用吹气解吸时，与吸收中最小液气比对应，存在 最小气体用量问题。
14
六、吸收剂的选择
成氨生产的氮氢混合气中的CO2和CO的净化；在接触法生 产硫酸中二氧化硫的干燥等。 ②分离气体混合物 用以得到目的产物或回收其中一些组分， 如石油裂解气的油吸收，将C2以上的组分与甲烷、氢分开； 用N－甲基吡咯烷酮作溶剂，将天然气部分氧化所得裂解 气中的乙炔分离出来；焦炉气的油吸收以回收苯等。
12
工业生产中的吸收过程
体中一个或几个组分便溶解于液体中 形成溶液，而不溶解的组分则留在气 相中，从而实现其分离。
尾气V1 吸收剂 L0
吸收依据是混合气体中各组分在同一 溶剂中溶解度的不同。
25
单相中物质的分子扩散
什么是分子扩散？在一相内部有浓度差存在时， 由于分子无规则的热运动引起的物质传递，简 称扩散。扩散的快慢用扩散通量表示
扩散通量—在单位时间内单位截面积上扩散传 递的物质量；kmol/m2 s ，用 J表示。
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4.2.3 填料吸收塔的计算
4.2.3.1 吸收塔的物料衡算 4.2.3.2 吸收剂用量 4.2.3.3 填料层高度的计算 4.2.3.4 吸收塔的操作调节
4.3 吸收塔理论板层数的计算
34
4.2.3 填料吸收塔的计算 4.2.3.1 吸收塔的物料衡算
全塔物料衡算（逆流吸收）
Gy 1 +Lx 2 =Gy 2+ Lx 1
13
五、解吸（脱吸）
解吸：将溶质从溶剂中释放出来的操作 常用的解吸方法：升温、减压、吹气，升温和吹气通
常同时进行。 与吸收的比较
1）设备通用 2）传质理论相同。但因为传质方向不同，推动力的表 现形式改变 3）当用吹气解吸时，与吸收中最小液气比对应，存在 最小气体用量问题。
14
六、吸收剂的选择
成氨生产的氮氢混合气中的CO2和CO的净化；在接触法生 产硫酸中二氧化硫的干燥等。 ②分离气体混合物 用以得到目的产物或回收其中一些组分， 如石油裂解气的油吸收，将C2以上的组分与甲烷、氢分开； 用N－甲基吡咯烷酮作溶剂，将天然气部分氧化所得裂解 气中的乙炔分离出来；焦炉气的油吸收以回收苯等。
12
工业生产中的吸收过程
体中一个或几个组分便溶解于液体中 形成溶液，而不溶解的组分则留在气 相中，从而实现其分离。
尾气V1 吸收剂 L0
吸收依据是混合气体中各组分在同一 溶剂中溶解度的不同。
第四章 原子吸收光谱法(全)
h i kT
Ni/N0的大小主要与“波长 (激发能或激发电位) ”及“温度” 有关
7
Ni/N0 = gi/g0 e(-ΔE/kT) ＝ gi/g0 e(-h/kT)
a.激发能对Ni/N0的影响 当温度保持不变时,激发能(h)小或波长大，Ni/N0 则大， 但在AAS中，波长不超过600nm, 即激发能对Ni/N0的 影响有限！ b. T对Ni和No的影响 温度增加，则Ni/N0大，即处于激发态的原子数增加； 且Ni/N0随温度T增加而呈指数增加。
22
空心阴极灯
特性：
谱线强度大：元素在空心阴极灯中多次溅射和被激发，气 态原子平均停留时间长，激发效率较高。 谱线窄： ⑴灯电流低，几mA——几十mA，热变宽↓自吸 变宽↓；⑵内充低压惰性气体，压力变宽↓。压力变 宽很小。 谱线纯度高:阴极由待测元素制成，内充Ne或Ar，背景小。
23
光源调制
2）单道双光束 特点：可以克服因光源
波动引起的基线漂移
41
4-4.AAS实验方法
4-4-1测定条件的选择 1.分析线 通常选择第一共振线
下列情况另选： （1）共振线附近有干扰线 （2）共振线在远紫外区 （3）测定高含量元素， 避免过度稀释
2.狭缝宽度
S（mm） A（Fe
371.99nm）
不引起吸光度减小 的最大狭缝宽度
雾化效率 到达燃烧器的样品量 100% 样品总提升量
28
2.雾化室
作用： 1.进一步使试液雾滴细化、匀化，使大雾滴聚 集成液态下沉排出。 2.使燃料气、助燃气和细小雾滴混合均匀，以 减少对火焰的扰动。
29
3. 燃烧器
30
4.火焰
火焰由燃气及助燃气混合燃烧产生 作用：使待测物质分解为基态原子。 火焰的种类： 按燃助比不同分
第四章 吸收及吸附.
•
Ldx B ' GdYA rA adH b
' —宏观反应速度 A
15
• 其中 r
• b—B的反应系数与A的反应系数之比。
Ldx B ' GdYA rA adH b
16
当处理稀溶液时，Pt≈Pu CT≈CU 可得到微分物料平
衡方程
G L dpA — dcA B pt bCT
相，汽→液；液相中的轻组分汽化进入汽相，液→汽； 成立恒摩尔流的假设，使计算过程简化。 而吸收只是气相中的某些组分溶解到不挥发的吸收剂中 去的单相传质过程。一般沿塔从上往下，气体量、液 体量增加。∴除了贫气吸收（吸收质量很小）外不能
传质过程往两个方向进行。如果各组分的ΔHv 相近时，
视为恒摩尔流。
28
塔顶：
塔底：
气相传质控制
21
塔顶： 塔底：
液膜传质控制
22
塔顶： 塔底：
23
化学吸收 • 结论:
• 1．
k AG apA k B1aCB
气相反应速率较慢，由较慢的控制。
• 2．
k AG apA k B1aC B
反应在液相内进行，为液相控制。 化学吸收可以大大降低塔的高度，
而物理吸收塔过高，不能够实现。
4
分类
吸收剂与溶质之间相互作用不同，可分为
物理吸收：吸收过程纯属气体的溶解过程。
a 单组分吸收：
b 多组分吸收：
吸收过程有无热效应，可分为
等温吸收：贫气吸收（吸收微量气体）
非等温吸收：吸收量大时，一般放热，产生吸收热，T↗;
5
吸收过程的气液相平衡关系
气体在液体中的溶解度
气体吸收涉及到相际传质过程。
环境工程原理第四章 吸收
总过程速率分别由气相和液相内的传质速率所决定。
1. 分子扩散与对流扩散 ⑴分子扩散 由分子无规则热运动而引起的物质传递现象称为分子扩 散。分子扩散速率主要取决于扩散物质和流体的某些物理性 质。 分子扩散速率与流体在什么介质中扩散有关，在不同介 质中扩散系数不同；与扩散的浓度梯度、扩散系数成正比。
一些物质在空气中的扩散系数（０℃、１０１.３３k Pa）
第四章 吸 收
学习目标 了解吸收的分类、典型的工业吸收过程、各种不同类 型的吸收设备及吸收在环境工程中的应用。 理解吸收操作的基本概念、吸收传质机理。 掌握吸收的相关计算，能运用工程观念分析解决吸收 操作中的实际问题。
第一节 概 述
利用气体混合物中各种组分在同一液体（溶剂）中溶 解度差异、分离混合物的操作称为气体吸收。
三、吸收在环境治理中的应用 吸收被广泛地应用于气态污染物的净化 用吸收法净化的气态污染物： ⑴含氮氧化物废气 ⑵含硫氧化物废气 ⑶含碳氢化合物废气 ⑷含硫氢化合物废气 四、吸收设备的主要类型 气体吸收设备主要为板式塔与填料塔两大类。
两种主要吸收设备
五、吸收操作的经济性 吸收的操作费用主要包括。 ①气、液两相流经吸收设备的能量消耗； ②溶剂的挥发损失和变质损失； ③溶剂的再生费用，即解吸操作费。 这三项以再生费用所占比例最大。 常用的解吸方式有升温、减压、吹气。
第二节 吸收净化的基本原理
一、吸收过程的气液相平衡 1.物理吸收的气液相平衡 在一定的温度和压力下，气、液两相发生接触后，吸收 质便由气相向液相转移，随着液体中吸收质浓度的逐渐增高， 吸收速率逐渐减小，解吸速率逐渐增大。经过相当长的时间 接触后，吸收速率与解吸速率相等，气液两相达到平衡。 平衡分压 ：平衡状态下，被吸收气体在溶液上方的分压。 溶解度：平衡状态下，可溶气体在溶液中的浓度。
1. 分子扩散与对流扩散 ⑴分子扩散 由分子无规则热运动而引起的物质传递现象称为分子扩 散。分子扩散速率主要取决于扩散物质和流体的某些物理性 质。 分子扩散速率与流体在什么介质中扩散有关，在不同介 质中扩散系数不同；与扩散的浓度梯度、扩散系数成正比。
一些物质在空气中的扩散系数（０℃、１０１.３３k Pa）
第四章 吸 收
学习目标 了解吸收的分类、典型的工业吸收过程、各种不同类 型的吸收设备及吸收在环境工程中的应用。 理解吸收操作的基本概念、吸收传质机理。 掌握吸收的相关计算，能运用工程观念分析解决吸收 操作中的实际问题。
第一节 概 述
利用气体混合物中各种组分在同一液体（溶剂）中溶 解度差异、分离混合物的操作称为气体吸收。
三、吸收在环境治理中的应用 吸收被广泛地应用于气态污染物的净化 用吸收法净化的气态污染物： ⑴含氮氧化物废气 ⑵含硫氧化物废气 ⑶含碳氢化合物废气 ⑷含硫氢化合物废气 四、吸收设备的主要类型 气体吸收设备主要为板式塔与填料塔两大类。
两种主要吸收设备
五、吸收操作的经济性 吸收的操作费用主要包括。 ①气、液两相流经吸收设备的能量消耗； ②溶剂的挥发损失和变质损失； ③溶剂的再生费用，即解吸操作费。 这三项以再生费用所占比例最大。 常用的解吸方式有升温、减压、吹气。
第二节 吸收净化的基本原理
一、吸收过程的气液相平衡 1.物理吸收的气液相平衡 在一定的温度和压力下，气、液两相发生接触后，吸收 质便由气相向液相转移，随着液体中吸收质浓度的逐渐增高， 吸收速率逐渐减小，解吸速率逐渐增大。经过相当长的时间 接触后，吸收速率与解吸速率相等，气液两相达到平衡。 平衡分压 ：平衡状态下，被吸收气体在溶液上方的分压。 溶解度：平衡状态下，可溶气体在溶液中的浓度。
吸收操作
N A KG p p*
化工单元操作技术
KG:气相吸收总系数,单位kmol/（m2· s· kPa）
第四章 吸收操作技术
总吸收速率方程
（2） 以(c*-c)表示总推动力的总吸收速率方程
* p A pi ci c A HpA Hpi c* c c A i A cA NA 1 1 H H H 1 kG kL kG kG kG k L
废气治理，保护环境
第四章 吸收操作技术
化工单元操作技术
填料塔的结构与特点
（1）结构简单，便于安装，小直径的填料塔造价低。 （2）压力降较小，适合减压操作，且能耗低。 （3）分离效率高，用于难分离的混合物，塔高较低。 （4）适于易起泡物系的分离，因为填料对泡沫有限制和破碎作用。 （5）适用于腐蚀性介质，因为可采用不同材质的耐腐蚀填料。 （6）适用于热敏性物料，因为填料塔持液量低，物料在塔内停留时 间短。 （7）操作弹性较小，对液体负荷的变化特别敏感。当液体负荷较小 时，填料表面不能和好地润湿，传质效果急剧下降；当液体负 荷过大时，则易产生液泛。 （8）不宜处理易聚合或含有固体颗粒的物料。
N A K L c* c
KL:液相吸收总系数，单位m/s，KG=H · KL
同理可有：N A K X X * X
NA
K Y Y
* Y
第四章 吸收操作技术
化工单元操作技术
传质阻力的控制
对于易溶气体，吸收阻力主要集中在气膜中，这种吸收称为 气膜控制。
例如:用水吸收氨，氯化氢气体
线B:有液体喷淋，液体量小
线C:有液体喷淋，液体量大
第四章 吸收操作技术
化工单元操作技术
化工原理教学课件第四章(吸收)第0节
是变化的。如用水吸收混于空气中氨的过程，氨作
为溶质可溶于水中，而空气与水不能互溶（称为惰
性组分）。随着吸收过程的进行，混合气体及混合
液体的摩尔数是变化的，而混合气体及混合液体中 的惰性组分的摩尔数是不变的。此时，若用摩尔分 率表示气、液相组成，计算很不方便。为此引入以 惰性组分为基准的摩尔比来表示气、液相的组成。
度的大小，m 值越大，则表明该气体的溶解度越小；反之，
则溶解度越大。
若系统总压为P，由理想气体分压定律可知
同理
p=Py
将上式代入式2-1可得
将此式与式2-5比较可得： (2-6) 将式2-6代入式2-4，即可得H～m的关系为： (2-7)
(4) Y ～X关系
式2-5是以摩尔分率表
示的亨利定律。在吸收过程中，混合物的总摩尔数
摩尔比的定义如下：
X＝(液相中溶质的摩尔数)/(液相中溶剂的摩尔数)＝ Y＝(气相中溶质的摩尔数)/(气相中惰性组分的摩尔数)＝ (2-8)
上述二式也可变换为:
(2-10) (2-11)
(2-9)
将式2-10和2-11代入式2-5可得：
整理得 (2-12) 当溶液组成很低时， <<1，则式2-12可简化为 (2-13)
的饱和组成。
气体在液体中的溶解度可通过实验测定。由实验结果 绘成的曲线称为溶解度曲线，某些气体在液体中的溶解度 曲线可从有关书籍、手册中查得。
图片2-3、图片2-4和图片2-5分别为总压不很高时氨、 二氧化硫和氧在水中的溶解度曲线。从图分析可知： （1）在同一溶剂（水）中，相同的温度和溶质分压下， 不同气体的溶解度差别很大，其中氨在水中的溶解度最大 ，氧在水中的溶解度最小。这表明氨易溶于水，氧难溶于 水，而二氧化硫则居中。 （2）对同一溶质，在相同的气相分压下，溶解度随温度 的升高而减小。 （3）对同一溶质，在相同的温度下，溶解度随气相分压 的升高而增大。
第四章 原子吸收光谱法
小背景低，适合于许多元素的测定。
贫燃火焰（氧化性）：温度较低，有较强的氧化性，有利 于测定易解离，易电离元素,如碱金属和不易氧化的元素 如Ag、Au、Pd等
（5）关于原子化过程：复杂的物理、化学过程 例如：某元素的原子化过程：
主反应：MX（l）－脱溶－MX（s）－气化－MX（g）－原
子化－M0（g）＋X0（g）
e 2
mc
f k，则
Kn dn k N 即积分吸收与原子密度成正比。
只要把原子吸收峰面积求出，就可以定量，求出待测元
素的浓度。 但是：由于原子吸收线的轮廓很窄，一般在0.00x nm数 量级，需要分辨率极高的分光仪器，很困难的。
结论： （1）如果用连续光源激发，由于入射光被吸收的程度极
（2）放电机理 在两电极间施加电压后，电子从阴极发射，与内充气 体碰撞使其发生电离，电离出带正电荷的气体离子在 电场作用下加速，获得足够的能量，向阴极表面轰击， 轰击阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击出 来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空心阴极内,
与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱
率要与吸收线中心频率一致；（2）必须是锐线
如何解决这个问题？ 很简单，只要用待测元素的材料做成光源，让此材料的元素
产生发射线就可以了。
空心阴极灯
（1）构造
阳极: 钨棒装有钛, 锆, 钽金属作成的阳极，钛, 锆,
钽等可以吸收杂质气体，如氢气，二氧化碳等 阴极: 钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元素（纯金属， 合金或化合物） 管内充气：惰性气体（氩或氖），低压（几百帕）
第四章 原子吸收光谱法
Atomic absorption spectrometry
第一节
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答4吸收
第四章 吸 收1、什么是分子扩散和涡流扩散？答：分子扩散是凭籍流体分子无规则热运动而传递物质的。
发生在静止或滞流流体里的扩散就是分子扩散。
在流动的流体中不仅有分子扩散，而且流体宏观流动也将导致物质的传递。
涡流扩散是凭籍流体质点的湍动和漩涡传递物质的。
2、简述菲克定律的物理意义和适用条件。
菲克定律是对物质分子扩散现象基本规律的描述，表示物质A 在介质B 中发生分子扩散时，任一点处物质A 的分子扩散速率J A 与该位置上组分A 的浓度梯度成正比。
3、简述温度、压力对气体和液体分子扩散速率的影响。
答：由于分子扩散速率与分子扩散系数相关，而分子扩散系数是物质的物性常数之一。
通常气体中的扩散系数与扩散系统温度T 的1.5次方成正比，与其分压p 成反比。
吸收质在液体中的扩散系数与物质的种类、温度有关，同时与溶液的浓度密切相关。
通常，液体中的扩散系数与温度T 成正比，与液体的粘度成反比。
4、对于双组分气体物系，当总压和温度提高1倍时，分子扩散速率将如何变化？ 答：对于气体扩散系数，但温度和压强改变时，可用下式估算：5.1000))((T T P P D D = 故，当温度和压强均增大一倍的时候，扩散速率应增大21.5/2=20.5。
5、分析湍流流动中组分的传质机理。
答：对于湍流流动来说，在流动的流体中不仅有分子扩散，而且流体宏观流动也将导致物质的传递。
dzdc D J A AB A -=6、什么是总体流动？分析总体流动和分子扩散的关系。
答：在吸收过程中，当气液界面上组分A 被溶剂S 溶解后，在界面上将留下空位，因溶剂S 不能逆向通过，只能由气相主体的混合气体来填补空位，因而产生趋向于相界面的“总体流动”。
总体流动是由于分子扩散本身所引起的，而不是由于外力（例如压强差）作用的结果。
7、在A 、B 双组分混合气体的单向分子扩散中，组分A 的宏观运动速度和扩散速度的关系？ 答：N A :传质速率，J A ，J B :扩散速率8、简述对流传质的机理和传质阻力的分布。
原子吸收光谱分析法
对于物理干扰，最好的消除方法 就是配制与试样溶液组成相似的 标准溶液。也可用标准参加法来 进行测定。
三，测定条件的选择： 1．分析线的选择：一般选用共
振线作分析线。 2．灯电流：保正稳定和适当光
强度输出的条件下，尽量选 用较低的工作电流。
5．狭缝宽度：由于原子吸收光谱法谱 线的重叠较少，一般可用较宽的狭 缝，以增强光的强度。但当存在谱 线干扰和背景吸收较大时，那么宜 选用较小的狭缝宽度。
SCV0.0044(g/1% 吸 收 ) A
式中：S为绝对灵敏度；C为试液 中 待 测 元 素 的 浓 度 〔g能检 出的元素的最低浓度或最小质 量。
定义为：能给出信号强度 等于3倍噪声信号强度标准偏差 时所对应的元素浓度或质量。
当在正负电极上施加适当电 压〔一般为200～500伏〕时，在 正负电极之间便开始放电，这时， 电子从阴极内壁射出，经电场加 速后向阳极运动。
电子在由阴极射向阳极的过程中， 与载气〔惰性气体〕原子碰撞使其 电离成为阳离子。带正电荷的惰性 气体离子在电场加速下，以很快的 速度轰击阴极外表，使阴极内壁的 待测元素的原子溅射出来，在阴极 腔内形成待测元素的原子蒸气云。
三．光学系统： 分光系统一般用光栅来进行分光。
光谱通带： W=D×S×10-3
其中：W为光谱通带〔单位nm〕；D为 光 栅 的 倒 线 色 散 率 〔 单 位 nm/mm-1〕 ； S为狭缝宽度〔单位μm〕。
四．检测系统： 检测系统包括检测器、放大器、
对数转换器、显示器几局部。
原子吸收光谱法的分析过程：
计算式为：D c 3 ( g / m L )
A
或 D g 3 ( g )
A
式 中 D 为 检 出 极 限 〔μg/mL 或 g〕 ； σ 为 对 空 白 溶 液 进 行 不 少 于 10 次 测 量时的标准偏差；A为吸光度；g为 质量〔g〕。
第四章 原子吸收光谱法与原子荧光光谱法
第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法4-1 . Mg原子的核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm,计算在2500K 时其激发态和基态原子数之比.解:Mg原子的电子跃迁由31S0→31P1 ,则g i／g0=3跃迁时共振吸收波长λ=285.21nmΔEi=h×c／λ=（6.63×10-34）×（3×108）÷（285.31×10-9）=6.97×10-19J激发态和基态原子数之比：Ni／N0＝（g i／g0）×e-ΔEi／kT其中:g i／g0=3ΔEi／kT=-6.97×10-19÷〔1.38×10-23×2500〕代入上式得：Ni／N0＝5.0×10-94-2 .子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm／mm，欲测定Si251.61nm的吸收值，为了消除多重线Si251.43nm和Si251.92nm的干扰，应采取什么措施？答：因为: S1 =W1/D= (251.61-251.43)/1.6= 0.11mmS2 =W2/D=（251.92-251.61）/1.6=0.19mmS1＜S2所以应采用0.11mm的狭缝.4-3 .原子吸收光谱产生原理，并比较与原子发射光谱有何不同。
答：原子吸收光谱的产生：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量（E）的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态（i）之间的能量差（ΔEi）时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射有基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。
原子吸收光谱与原子发射光谱的不同在于：原子吸收光谱是处于基态原子核外层电子吸收特定的能量，而原子发射光谱是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量；原子吸收光谱是电子从基态跃迁至激发态时所吸收的谱线，而原子发射光谱是电子从基态激发到激发态，再由激发态向基态跃迁所发射的谱线。
第四章红外吸收
二是用于化学组成的分析
红外光谱最广泛的应用在于对物质的化学 组成进行分析，用红外光谱法可以根据光 谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物结 构，依照特征吸收峰的强度来测定混合物 中各组分的含量，它已成为现代结构化学、 分析化学最常用和不可缺少的工具。
2 红外光区的划分
习惯上按红外线波长，将红外光谱分成三个区域： （1）近红外区：0.78～2.5μm（12 820～4 000cm-1），
电磁辐射范围：射线～无线电波所有范围； 相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干 涉、衍射等； 光分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方 面具有其他方法不可区代的地位；
三个基本过程：
（1）能源提供能量； （2）能量与被测物之间的相互作用； （3）产生信号。
基本特点：
（1）所有光分析法均包含三个基本过程； （2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）； （3）涉及大量光学元器件。
电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和 转动能级间的跃迁（图10-1所示）. 即电子光 谱中总包含有 振动能级和转动能级间跃迁 ， 因而产生的谱线呈现宽谱带。所以分子光谱 是一种带状光谱，它包含若干谱带系，一个 谱带系含有若干谱带，同一谱带内又含有若 干光谱线.
4.1 红外吸收光谱分析概述
红外吸收光谱法：
第四章
红外吸收光谱
（Infrared absorption spectroscopy, IR）
一、光分析法及其特点
optical analysis and its characteristics
光分析法：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后 所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析 方法；
主要用于研究分子中的O—H、N—H、C—H键的振动 倍频与组频。
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A0.02；B0.01；C0.015；D0.005
答：B
13．x08b02031
用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体，生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为113kPa，相平衡常数m = 0.25，已知其气膜吸收分系数kG=1.2310-2kmol/(m2hkPa)，液膜吸收分系数kL=0.85m/h，则该系统属于__________控制过程。
第四章吸收
一、概念题
1．x08a02023
只要组分在气相中的分压__________液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直至达到一个新的平衡为止。
A大于B小于C等于D不等于
答：A
2．x08a02065
逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A ＜1 且填料为无穷高时，气液两相将在————达到平衡。
A 塔顶B塔底C 塔中部
A气膜控制；B液膜控制；C双膜控制；D不确定
答：D
14．x08b02061
在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其他操作条件不变，而液量与气量成比例同
时增加，则：
气体出口组成y2，液体出口组成x1，回收率将。
A增加B减少C不变D不定
答：A B B
L/G不变，但L↑，G↑, 所以HOG↑，NOG↓,操作线平行向左方移动，故必有：
A出塔液体浓度xb增加、回收率增加B出塔气体浓度增加，但xb不变
C出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加D在塔下部发生解吸现象
答：C
20．x08c04033
在常压下用水逆流吸收空气中的CO2，若将用水量增加，则出塔气体中的CO2含量将__________，出塔液体中CO2浓度将__________。
A变大，B变小，C不变，D不确定
（3）溶解度大,选择性高,腐蚀性小,挥发度小
34．t08a05022
某低浓度气体吸收过程,已知:相平衡常数m=1,气膜和液膜体积吸收系数分别为kya=2×10-4Kmol/(m3s),kxa=0.4kmol/(m3.s)。则该吸收过程为_________膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为______;该气体为_____溶气体。漂流因数可表为______,它反映_____________________。
其出口气体组成y2将（）；
出口液体组成x1将（）；
溶质回收率将（）。
A.增加B减少C不变
答：Ａ对气膜控制系统，因为G↑， 所以HOG↑，故NOG↓；故y2（增加）,
Ｂ 回收率（减少）；
Ａ 由于y2《y1，并可取x2=0，故得x1≈Gy1/L，可知x1将（增加）。
10．x08a05087
采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力（A 增加、B 减少、C 不变）
答：大于 上方
28．t08a02045
设计中采用液气比 时，△ym=_____，塔高H＝_____。
答：0
29．t08a02048
对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的HOG将_______，NOG将________。
答：不变 增加
30．t08a03017
吸收因数A表示________与________之比，当A>>1时，增加塔高，使吸收率_______。
A变大，B变小，C不变，D不确定
答：A A
23．t08a01027
若某气体在水中的亨利系数E很大，说明该气体为__________溶气体。
答：难
24．t08a01030
解吸时溶质由__________向__________传递。
答：液相气相
25．t08a02ห้องสมุดไป่ตู้28
如图所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知，它们溶解度大小的次序是__________；因为_______________________。
答：气膜100%易P/Pem由于总体流动的存在使传质速率比单纯分子扩散增加的倍数。
35．t08a05052
（1）概括地说，传质单元高度是下列三个方面的函数，即_____________、________________、_____________________________。
（2）吸收过程的传质速率式:NA=KG（）Ky（）
分压P2=P2y2*=2P！(1/2)y*-P！y！*=P！
∴平衡气相浓度y*减小一倍，分压不变 故选择 (C)。
12．x08b02029
在吸收塔某处，气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数ky=2 kmol/(m2h)，气相总传质系数Ky=1.5 kmol/(m2h) ,平衡关系y = 0.5x。则该处气液界面上气相浓度yi应为__________。
答：C
18．x08c02001
对解吸因数 ＝0.6的系统进行逆流吸收，相平衡关系y＝mx，当塔高为无穷大时，若系统压力减小一倍，而气液摩尔流量与进口组成均不变，则此时气体入口组成y1将__________ ye。
A大于B小于C等于D不确定
答：C
19．x08c02037
正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生？
A大于B小于C等于D不确定
答：C A
17．x08b03081
用纯溶剂吸收混合气中的溶质。在操作范围内，平衡关系满足亨利定律，逆流操作。当入塔气体浓度y1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y2和吸收率η的变化为——————。
Ay2上升，η下降；By2下降，η上升；
Cy2上升，η不变；Dy2上升，η变化不确定。
答：（1）增加；增加；增加
（2）气相主体摩尔浓度；同液相主体浓度相平衡的气相浓度
38．t08a05062
（1）吸收过程物料衡算时的基本假定是：
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿＿＿＿＿＿。
(2)对极易溶的气体,气相一侧的界面浓度yi接近于______,而液相一侧的界面浓度xi接近于_____。
(3)写出吸收操作中对吸收剂的主要要求中的四项①_____________②________________
③________________④__________________。
答：（1）也较大（2）ｙe,ｘ
答：B
3．x08a02086
随温度增加，气体的溶解度（），亨利系数E（）。
A.增加B减少C不变D不定,
答：BA
4．x08a02099
通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,_______。
A回收率趋向最高B吸收推动力趋向最大
C操作最为经济D)填料层高度趋向无穷大。
答：D
5．x08a03091
答：C >B > A，在相同气相分压下，
26．t08a02031
对低浓溶质的气液平衡系统，当系统温度增加时，其溶解度系数E将__________；而气相分压不变，当系统中液相总浓度增加时，其平衡常数m将__________。
答：增加，增加
27．t08a02039
由于吸收过程气相中的溶质分压总是__________液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的__________。
最大吸收率η与______无关。
A液气比B液体入塔浓度xC相平衡常数mD吸收塔型式
答：Ａ Ｄ
8．x08a05076
低浓度液膜控制系统的逆流吸收，在塔操作中，若其他操作条件不变，而入口气量有所增加，则：
液相总传质单元高度HOL（A 增加、B 减少、C 基本不变、D不定）
液相总传质单元数NOL（A 增加、B 减少、C 基本不变、D 不定）
答：（1）流动条件；填料特性；气液物性（2）p-pe；y-ye
36．t08a05054
在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，气体出口组成y1将______,液体出口组成将x2______溶质解吸率将___________。解吸操作的目的是___________________、_______________。
气膜阻力（A 增加、B 减少、C不变）。
答：ＢＣ
11．x08b02011
当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍。则与之平衡的气相浓度（或分压）——————。
Ay增大一倍；Bp增大一倍；Cy减小一倍；Dp减小一倍。
答：Ｃ
体系服从亨利定律，则：y*=E/P×x
现已知P增大一倍，即P2=2P！,x 、E不变, 则y2*=E/P2×x=1/2(E/P！×x)=y！*/2
在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加，则出口气体中的CO2含量将（）气相总传质系数Ky将（），出塔液体中CO2浓度将（）。
A.增加B减少C不变
答：B A B
6．x08a04009
吸收中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数＿＿，传质推动力＿＿。
A.增加B减少C不变
答：Ｂ Ａ
7．x08a02008
32．t08a03046
在吸收塔的设计中，当气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减小吸收剂用量，则传质推动力将_____________，操作线将_____________平衡线，设备费用将___________。
答：减小，靠近，增加
33．t08a05015
(1)在气体吸收时,若可溶气体的浓度较大,则总体流动对传质的影响_____________。
答：⑴①气相中惰性气体不溶于液相
②吸收剂不挥发
⑵不变；减少；不变
39．t08a05071
含溶质A且摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为2atm, y=0.15的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：p=1.2x），则此时将发生＿＿＿＿＿过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩尔分率）。如系统温度略有增高，则△y将＿＿＿＿＿。如系统总压略有增高，则△x将＿＿＿＿＿。
答：B
13．x08b02031
用水作为吸收剂来吸收某低浓度气体，生成稀溶液（服从亨利定律），操作压力为113kPa，相平衡常数m = 0.25，已知其气膜吸收分系数kG=1.2310-2kmol/(m2hkPa)，液膜吸收分系数kL=0.85m/h，则该系统属于__________控制过程。
第四章吸收
一、概念题
1．x08a02023
只要组分在气相中的分压__________液相中该组分的平衡分压，吸收就会继续进行，直至达到一个新的平衡为止。
A大于B小于C等于D不等于
答：A
2．x08a02065
逆流操作的填料吸收塔，当吸收因数A ＜1 且填料为无穷高时，气液两相将在————达到平衡。
A 塔顶B塔底C 塔中部
A气膜控制；B液膜控制；C双膜控制；D不确定
答：D
14．x08b02061
在一个低浓度液膜控制的逆流吸收塔中，若其他操作条件不变，而液量与气量成比例同
时增加，则：
气体出口组成y2，液体出口组成x1，回收率将。
A增加B减少C不变D不定
答：A B B
L/G不变，但L↑，G↑, 所以HOG↑，NOG↓,操作线平行向左方移动，故必有：
A出塔液体浓度xb增加、回收率增加B出塔气体浓度增加，但xb不变
C出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加D在塔下部发生解吸现象
答：C
20．x08c04033
在常压下用水逆流吸收空气中的CO2，若将用水量增加，则出塔气体中的CO2含量将__________，出塔液体中CO2浓度将__________。
A变大，B变小，C不变，D不确定
（3）溶解度大,选择性高,腐蚀性小,挥发度小
34．t08a05022
某低浓度气体吸收过程,已知:相平衡常数m=1,气膜和液膜体积吸收系数分别为kya=2×10-4Kmol/(m3s),kxa=0.4kmol/(m3.s)。则该吸收过程为_________膜阻力控制。气膜阻力占总阻力的百分数为______;该气体为_____溶气体。漂流因数可表为______,它反映_____________________。
其出口气体组成y2将（）；
出口液体组成x1将（）；
溶质回收率将（）。
A.增加B减少C不变
答：Ａ对气膜控制系统，因为G↑， 所以HOG↑，故NOG↓；故y2（增加）,
Ｂ 回收率（减少）；
Ａ 由于y2《y1，并可取x2=0，故得x1≈Gy1/L，可知x1将（增加）。
10．x08a05087
采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力（A 增加、B 减少、C 不变）
答：大于 上方
28．t08a02045
设计中采用液气比 时，△ym=_____，塔高H＝_____。
答：0
29．t08a02048
对一定操作条件下的填料吸收塔，如将填料层增高一些，则该塔的HOG将_______，NOG将________。
答：不变 增加
30．t08a03017
吸收因数A表示________与________之比，当A>>1时，增加塔高，使吸收率_______。
A变大，B变小，C不变，D不确定
答：A A
23．t08a01027
若某气体在水中的亨利系数E很大，说明该气体为__________溶气体。
答：难
24．t08a01030
解吸时溶质由__________向__________传递。
答：液相气相
25．t08a02ห้องสมุดไป่ตู้28
如图所示为同一温度下A、B、C三种气体在水中的溶解度曲线。由图可知，它们溶解度大小的次序是__________；因为_______________________。
答：气膜100%易P/Pem由于总体流动的存在使传质速率比单纯分子扩散增加的倍数。
35．t08a05052
（1）概括地说，传质单元高度是下列三个方面的函数，即_____________、________________、_____________________________。
（2）吸收过程的传质速率式:NA=KG（）Ky（）
分压P2=P2y2*=2P！(1/2)y*-P！y！*=P！
∴平衡气相浓度y*减小一倍，分压不变 故选择 (C)。
12．x08b02029
在吸收塔某处，气相主体浓度y = 0.025，液相主体浓度x = 0.01，气相传质分系数ky=2 kmol/(m2h)，气相总传质系数Ky=1.5 kmol/(m2h) ,平衡关系y = 0.5x。则该处气液界面上气相浓度yi应为__________。
答：C
18．x08c02001
对解吸因数 ＝0.6的系统进行逆流吸收，相平衡关系y＝mx，当塔高为无穷大时，若系统压力减小一倍，而气液摩尔流量与进口组成均不变，则此时气体入口组成y1将__________ ye。
A大于B小于C等于D不确定
答：C
19．x08c02037
正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生？
A大于B小于C等于D不确定
答：C A
17．x08b03081
用纯溶剂吸收混合气中的溶质。在操作范围内，平衡关系满足亨利定律，逆流操作。当入塔气体浓度y1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y2和吸收率η的变化为——————。
Ay2上升，η下降；By2下降，η上升；
Cy2上升，η不变；Dy2上升，η变化不确定。
答：（1）增加；增加；增加
（2）气相主体摩尔浓度；同液相主体浓度相平衡的气相浓度
38．t08a05062
（1）吸收过程物料衡算时的基本假定是：
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数E＿＿＿＿，相平衡常数m＿＿＿＿＿＿＿，溶解度系数H＿＿＿＿＿＿＿。
(2)对极易溶的气体,气相一侧的界面浓度yi接近于______,而液相一侧的界面浓度xi接近于_____。
(3)写出吸收操作中对吸收剂的主要要求中的四项①_____________②________________
③________________④__________________。
答：（1）也较大（2）ｙe,ｘ
答：B
3．x08a02086
随温度增加，气体的溶解度（），亨利系数E（）。
A.增加B减少C不变D不定,
答：BA
4．x08a02099
通常所讨论的吸收操作中,当吸收剂用量趋于最小用量时,_______。
A回收率趋向最高B吸收推动力趋向最大
C操作最为经济D)填料层高度趋向无穷大。
答：D
5．x08a03091
答：C >B > A，在相同气相分压下，
26．t08a02031
对低浓溶质的气液平衡系统，当系统温度增加时，其溶解度系数E将__________；而气相分压不变，当系统中液相总浓度增加时，其平衡常数m将__________。
答：增加，增加
27．t08a02039
由于吸收过程气相中的溶质分压总是__________液相中溶质的平衡分压，所以吸收过程的操作线总是在其平衡线的__________。
最大吸收率η与______无关。
A液气比B液体入塔浓度xC相平衡常数mD吸收塔型式
答：Ａ Ｄ
8．x08a05076
低浓度液膜控制系统的逆流吸收，在塔操作中，若其他操作条件不变，而入口气量有所增加，则：
液相总传质单元高度HOL（A 增加、B 减少、C 基本不变、D不定）
液相总传质单元数NOL（A 增加、B 减少、C 基本不变、D 不定）
答：（1）流动条件；填料特性；气液物性（2）p-pe；y-ye
36．t08a05054
在逆流解吸塔操作时，若气液入口组成及温度、压力均不变，而气量与液量同比例减少，对液膜控制系统，气体出口组成y1将______,液体出口组成将x2______溶质解吸率将___________。解吸操作的目的是___________________、_______________。
气膜阻力（A 增加、B 减少、C不变）。
答：ＢＣ
11．x08b02011
当系统服从亨利定律时，对同一温度和液相浓度，如果总压增大一倍。则与之平衡的气相浓度（或分压）——————。
Ay增大一倍；Bp增大一倍；Cy减小一倍；Dp减小一倍。
答：Ｃ
体系服从亨利定律，则：y*=E/P×x
现已知P增大一倍，即P2=2P！,x 、E不变, 则y2*=E/P2×x=1/2(E/P！×x)=y！*/2
在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加，则出口气体中的CO2含量将（）气相总传质系数Ky将（），出塔液体中CO2浓度将（）。
A.增加B减少C不变
答：B A B
6．x08a04009
吸收中，温度不变，压力增大，可使相平衡常数＿＿，传质推动力＿＿。
A.增加B减少C不变
答：Ｂ Ａ
7．x08a02008
32．t08a03046
在吸收塔的设计中，当气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减小吸收剂用量，则传质推动力将_____________，操作线将_____________平衡线，设备费用将___________。
答：减小，靠近，增加
33．t08a05015
(1)在气体吸收时,若可溶气体的浓度较大,则总体流动对传质的影响_____________。
答：⑴①气相中惰性气体不溶于液相
②吸收剂不挥发
⑵不变；减少；不变
39．t08a05071
含溶质A且摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为2atm, y=0.15的气体等温接触（此条件下的平衡关系为：p=1.2x），则此时将发生＿＿＿＿＿过程。用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为△y=＿＿＿＿＿，△x=＿＿＿＿＿（摩尔分率）。如系统温度略有增高，则△y将＿＿＿＿＿。如系统总压略有增高，则△x将＿＿＿＿＿。