乙醛实验作业指导书
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固定污染源排气中乙醛的测定
1 适用范围
1.1 本标准适用于固定汚染源有组织排放和无组织排放的乙醛测定。
1.2 当采样体积为100L时,进样体积为1ul,乙醛的检出限为4×10-2mg/m3。
乙醛的测定浓度范围为(0.14~30)mg/m3。
2 方法原理
用亚硫酸氢纳溶液采样,乙醛与亚硫酸氢钠发生亲核加成反应,在中性溶液中生成稳定的α-羟基磺酸盐,然后在稀碱溶液中共热释放出乙醛,经色谱柱分离,用氢火焰离子化检测器测定,以标准样品色谱峰的保留时间定性,峰高定量。
3 试剂和材料
3.1 丙酮。
3.2 三聚乙醛。
3.3 浓盐酸:ρ=1.19g/ml。
3.4 浓硫酸:ρ=1.84g/ml。
3.5 无水碳酸钠(基准试剂)。
3.6 880气相色谱载体(酸洗硅烷化硅藻土白色载体)(GCS880 AW DMCS),80~100目。
3.7 聚乙二醇-20000固定液(PEG-20M)。
3.8 亚硫酸氢钠吸收液:c=10g/L。
10.0g亚硫酸氢钠溶于蒸馏水中,并稀释至1000ml。
3.9 饱和氯化钠水溶液。
3.10 碳酸钠溶液:c=2.0mol/L。
106g碳酸钠溶于蒸馏水中,并稀释至500ml。
3.11 氢氧化钠溶液:c=0.1mol/L。
3.12 羟胺乙醇溶液:c=21g/L。
2.1g 盐酸羟胺溶于10ml水中,用95%乙醇稀释到100ml。
3.13 溴酚蓝指示剂:c=1g/L。
0.1g溴酚蓝溶于100ml20%的乙醇中。
3.14 溴甲酚绿-甲基红指示剂:3份1g/L溴甲酚绿乙醇溶液与1份2g/L甲基红乙醇溶液混合。
3.15 盐酸标准溶液:c=0.02mol/L。
配制方法:量取浓盐酸1.7ml ,用水稀释至1000ml ,摇匀。
标定方法:准确称取基准无水碳酸钠(预先在270~300℃干燥至横重)0.0400g 三份,分别放于三个250ml 锥形瓶中,并各加水50ml ,使其溶解,加入 溴甲酚绿-甲基红指示剂10滴,以配制好的盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色,即为终点。
计算: M=
0.05299
V G
式中:G----所称碳酸钠的重量,g ;
V----滴定所消耗的盐酸溶液的体积,ml ; 0.05299---1/2毫摩尔碳酸钠的克数; M----盐酸标准溶液的浓度,mol/L 。
3.16 乙醛标准贮备液
在一个500ml (A 瓶)容量瓶中,加入400ml 亚硫酸氢钠吸收液,再加入5.00ml 新鲜解聚的乙醛,用亚硫酸氢钠吸收液稀释至标线(此乙醛标准贮备液在冰箱中可保存一个月)。
与此同时,吸取5ml 新鲜解聚的乙醛放入已加有400ml 重蒸馏水的500ml 容量瓶(B 瓶)中,用重蒸馏水稀释至标线,用羟胺法标定乙醛溶液的浓度。
解聚方法:在装有分馏柱的蒸馏装置中加入50ml三聚乙醛和0.5ml浓硫酸,缓慢加热,使乙醛在35℃以下蒸出,用一冰水冷却的接收器收集解聚的新鲜乙醛。
标定方法:分别吸取21g/L羟胺乙醇溶液5.00ml和0.1mol/L 氢氧化钠溶液10.0ml于100ml碘量瓶中,然后加入5.00ml乙醛水溶液,塞好磨口玻璃塞,摇匀,在室温放置30min,然后加3滴溴酚蓝指示剂后,用0.02mol/L盐酸标准溶液滴定至蓝绿色。
同时进行空白试验,在5.00ml羟胺乙醇溶液和10.0氢氧化钠溶液中加入2.0ml饱和氯化钠水溶液及3滴溴酚蓝指示剂后,用0.02mol/L盐酸标准溶液滴定至蓝绿色。
另取20ml蒸馏水,加入3滴溴酚蓝指示剂后,在滴定至终点。
按下式计算乙醛溶液浓度:
乙醛溶液浓度(mg/ml)=
V
C
B
-
A
M
05
.
44)
(+
⨯
⨯
式中:V----所取乙醛水溶液样品的体积,ml;
M---盐酸标准溶液的浓度,mol/L;
A----空白滴定消耗盐酸标准溶液的体积,ml;
B----标定乙醇溶液所消耗盐酸标准溶液的体积,ml;
C----蒸馏水滴定所消耗盐酸标准溶液的体积,ml;
44.05----1 mol乙醛的克数。
3.17 乙醛标准溶液
临用前,把乙醛标准贮备液用亚硫酸氢钠吸收液逐级稀释成1000mg/L和100mg/L的标准溶液。
4 仪器
4.1气相色谱仪:具氢火焰离子化检测器。
4.2 色谱柱:长2m;内径3mm的玻璃柱。
4.3 固定相:20%PEG 20 M-GCS880 AW DMCS,80~100目。
4.4采样仪器
参考GB 16157—1996中9.3配制采样仪器。
4.4.1有组织排放监测采样仪器
4.4.1.1 采样管
采样用不锈钢、硬质玻璃或聚四氟乙烯材质,有适当尺寸,并附有可加温至120℃以上的保温夹套。
4.4.1.2 样品收集装置
10ml多孔玻璃吸收管。
4.4.1.3 流量计量装置
见GB 16157—1996中9.3.6。
4.4.1.4 抽气泵
见GB 16157—1996中9.3.7。
4.4.1.5连接管
聚四氟乙烯软管或内衬聚四氟乙烯薄膜的硅橡胶管。
4.4.2 无组织排放监测采样仪器
4.4.2.1 引起管
聚四氟乙烯软管,头部接一玻璃漏斗。
4.4.2.2 样品收集装置
10ml多孔玻璃吸收管。
4.4.2.3 流量计量装置和抽气泵
见GB 16157—1996中9.3.6和9.3.7配置。
5 样品采集和保存
5.1有组织排放样品采集
5.1.1采样位置和采样点
按GB 16157—1996中9.1.1和9.1.2确定采样位置和采样点。
5.1.2采样装置的连接
按GB 16157-1996中9.3图28,按采样管、样品吸收装置、流量计量装置和抽气泵连接好采样系统,并按9.4的要求检查其密封性和可靠性。
5.1.2样品采集
在采样管头部赛适量玻璃棉,插入排气筒采样点,用一支内装10g/L亚硫酸氢钠溶液5ml的多孔玻璃吸收管,以0.3~0.5 L/min的流量采样。
采样过程中调节夹套保温,以使水汽不在管壁凝结。
采样时间视乙醛浓度而定。
记录采样时间、压力、温度和流量等,采样完毕后应取下吸附管,密封其进出口,带回实验室分析。
5.2无组织排放采样
5.2.1 按GB 16297——1996中附录C的规定,确定无组织排放监控点的位置,或按其他特定要求确定采样点。
5.2.2采样装置的连接
按采样管、样品吸收装置、流量计量装置和抽气泵的顺序连接好采样系统,连接管要尽可能短。
如无必要,样品吸收装置前可不接引气管。
按并按GB16297——1996中9.4的要求检查其密封性和可靠性。
5.2.3样品采集
用一支内装10g/L亚硫酸氢钠溶液5ml的多孔玻璃吸收管,在常温下以1.0L/min的流量采样100L以上。
同时记录采样时间、压力、温度和流量等,采样完毕后应取下吸附管,密封其进出口,带回实验室分析。
5.3样品保存
采集好的样品应尽快分析。
如不能及时分析,在常温下避光保存,至少可保存6天。
6色谱条件
6.1色谱分析条件:
色谱柱:柱温:90℃;
检测器温度:140℃;
汽化室温度:140℃。
载气:纯氮(99.99%),流量为20ml/min;
燃气:纯氢(99.9%),流量为50ml/min;
助燃气,空气,流量为350ml/min。
6.2校准曲线绘制:
取7个10ml比色管,按下表配制成乙醛的标准系列。
乙醛的标准系列
以上各管中加入2.00mol/L的碳酸钠榕液0. 50 ml,摇匀,按所用气相色谱仪的操作规程,用微量进样器分别吸取1ul标准系列溶液,在相同色谱条件下测定各标准溶液的色谱峰高,以峰高为纵坐标,乙醛含量为横坐标绘制校准曲线,并计算校准曲线的线性回归方程式。
6.3样品测定
将吸收管中的吸收液转移至10 ml比色管(带5 ml刻度)中、用少量10 g/L亚硫酸氢钠溶液洗涤吸收管,洗涤液并入10 ml比色管中,并定容至5 ml刻度,然后加入2. 0 mol/L的碳酸钠溶液0.50ml,
摇匀,以下按绘制校准曲线相同步骤进行样品测定。
7计算和结果农示 7.1定性分析
按乙醛标准样品色谱峰的保留时间定性(参见标准色谱图)。
7.2定量分析 7.2.1校准曲线法
根据测得乙醛峰高,直接在校准曲线上查得样品溶液中乙醛的含量样c ,或由回归方程式计算样品榕液中乙醛的含量样c ,再按下式计算气体样品中乙醛的浓度c 。
nd
nd bV h
c m CHO CH c ==
V )mg/,(33样 式中:
回归方程的斜率。
—;积标准状态下的干采气体—峰高样品溶液中乙醛的色谱—μ样品溶液中乙醛的含量—样 L ,;, ;
,c nd b V mm h g
在应用校准曲线法进行定量分析时,任何一次开机分析样品,都应首先绘制校准曲线,然后每分析5^-10个样品(根据仪器的稳定情况而定)插入一校准曲线中浓度适当的标准样品,其测值与原先的测位比较,相对偏差应小于5%,否则应重新绘制校准曲线。