气体的化学分析方法

② 各种气体的体积分数一般为CO2:7%～11% ；O2:0.5%；CO:26%～32%；H2:38%～ 42%；CH4:1%；N2:18%～22%
③ CO2、O2、CO可用吸收法测定，CH4和H2 可用燃烧法测定，剩余气体为N2
成分 吸附剂
反应
顺序
CO2 33%KOH
CO2 2KOH K2CO3 H2O
VCO2 VCH 4 VCO
2 1 VCH4

1 2 VCO
21.00
V缩＝2VCH 4

1 2
VCNO O
VCH4 VCO 18.00
解联立方程式得到：
VCH4 8.00mL，VCO 10.00mL，VN2 2.00mL
半水煤气分析
• 原理
① 半水煤气是合成氨的原料，它是由焦炭，水 蒸汽，空气等制成
气体的化学分析方法
华谊党校 戚明
概述
•气体分析的作用
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 燃料燃烧后也产生废气（如烟道气） 生产厂房空气中常混有一定量生产气体
为了使生产正常、安全，对各种工业气体都必 须进行分析
化工原料气
掌握成分％
分析正确配料
中间产品气体分析生产是否合格
VCO2 VCO
例 CH4、CO和N2的混合气20.00mL。加一定量
过量的O2，燃烧后体积缩减21.00 mL，生成CO2
18.00mL，计算各种成分的含量？
N2只有在
解：反应式：
CH4 2O2 CO2 2H2O 放电的情况
2CO O2 2CO 2
下才和O2 反应生成
根据定量方法不同,吸收法又可分为吸收体积法 、吸收滴定法和吸收称量法
常见气体及其吸收剂
气体 CO2
吸收剂 300g/L氢氧化钾水溶液
气体 SO2
吸收剂 I2溶液
O2
焦性没食子酸的碱性溶液
NH3
H2SO4溶液
CO
氢氧ห้องสมุดไป่ตู้铜的氨性溶液
NO
不饱和烃
饱和溴水或浓硫酸（在硫 酸银存在下）
H2S
HNO3+H2SO4 KOH
燃烧法共分为三类：
爆炸法 缓慢燃烧法 氧化铜燃烧法
爆炸法
可燃气体与空气按一定体积比例混合，通电点燃引 起爆炸燃烧。引起爆炸性燃烧的浓度范围称为爆炸 极限
爆炸上限：可燃性气体能引起爆炸的最高浓度 爆炸下限：可燃性气体能引起爆炸的最低浓度 浓度低于或高于此范围都不会发生爆炸 此法分析速度快，但误差较大，适用于生产控制分 析
燃料燃烧后生成的烟道气分析 了解 燃烧是否正常 厂房空气分析 检查 通风、设备漏气情况 确定 有无有害气体 判断 是否危及生命和厂房安全
•气体分析的特点 气体的特点是质轻且流动性大，不易称量， 因此气体分析常用测量体积的方法代替称量 ，按体积计算被测组分的含量，而气体的体 积随温度和压力的改变而变化，所以，测量 体积的同时，必须记录当时的温度和压力
•常用的气体分析法 用化学分析法测定混合气体各组分时,应根据它 们的化学性质来决定所采用的方法,常用的有吸 收法和燃烧法,在生产实际中往往是两种方法结 合使用
•吸收法
利用气体混合物中各组分的化学性质不同,以适 当的吸收剂来吸收某一被测组分,然后通过一定 的定量方式测定被测组分含量的方法称为吸收 分析法
H2 + CuO CO + CuO CH4 +4CuO
2800 C
H2O
+
Cu
2C800CO2 + Cu
>6000 C
CO2
+
H2O(液)
+4Cu
当混合气体通过2800C高温的CuO时,使其缓慢 燃烧,这时CO生成了等体积的CO2,缩减的体积 等于H2的体积,然后升高温度使CH4燃烧,根据 CH4生成的CO2体积,可求出CH4的含量
测体积 VCO2
w（C）
吸收滴定法 综合使用吸收法和滴定法，吸收剂吸收被测 组分后，用标准溶液滴定，根据消耗的标准 溶液的体积，计算出待测气体的含量
钢铁样品 SO2 经过H 2O2溶液 H 2SO4 NaOH 检验
吸收称量法 综合应用吸收法和称量分析法，使混合气体 通过固体（或液体）吸收剂，待测气体与吸 收剂发生反应（或吸附），根据吸收剂增加 的质量，计算出待测气体的含量
(1)
CnH m
饱和溴水
CH2 CH2 Br2 CH2Br CH2Br(l)
吸收体积法 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一致， 则吸收前后的体积之差即为被测组分的体积
例：钢铁样中C的测定
固体 通O2，125℃
O2 KOH CO2
O2 K2CO3
缓慢燃烧法
可燃气体与空气混合，且浓度控制在爆炸极限 以下，使之经过炽热的铂丝而引起缓慢燃烧 此法需时太长，适合于可燃性组分浓度较低的 混合气体或空气中可燃物的测定
氧化铜燃烧法
利用氧化铜在高温下的氧化活性，使可燃性气体缓
慢燃烧,O2和H2在2800C以上开始氧化,CH4在 6000C以上才开始氧化
V缩 2VCH4
VCH4 ＝ 1 VO2 2 VCH4 ＝1 VCO2 1
VO2 2VCH4 VCH4 VCO2
例3:以CO 燃烧为例
2CO(可燃性气体) O2 2CO2
解：VCO ＝ 2 V缩 1
V缩

1 2 VCO
1 VO2 2 VCO
VCO ＝ 2 VCO2 2
• 燃烧法的计算
例1:以氢气燃烧为例找出比例关系
2H2 (可燃性气体) O2 2H2O(l)
解：VH2 ＝ 2 V缩 3
V缩＝
3 2
VH
2
VH2 ＝ 2 VO2 1
VO2＝
1 2
VH
2
又
VCO2 0
例2:以甲烷燃烧为例
CH4 (可燃性气体) 2O2 CO2 H2O
解：VCH4 ＝ 1 V缩 2
有机化合物中有CH O2气流中燃烧 CHO2O2碱过石氯棉酸吸镁收吸收
•燃烧法
有些可燃气体没有很好的吸收剂，只能用燃烧法进 行测定，如：CH4无适当的吸收剂，H2、CO可用 燃烧法也可以用吸收法
燃烧法将混合气体与过量的空气或氧气混合，使其 中的可燃组分燃烧，测定气体燃烧后体积的缩减量 、消耗O2及生成CO2的体积，计算出气体中各组分 的含量