《气体分析》ppt课件

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1、第5章气体分析§1概述§2气体的化学分析法§3气体分析的仪器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。一、概述所以工业气体共分四大类：1.化工原料气2.气体燃料3.废气4.厂房空气1）天然气：主要是CH4›95%（煤或石油组成物的分解产物）2）炼油气：CH4及其它低分子量的C、H化合物（原油热处理产物）3）焦炉煤气：H2、CH4（煤›800℃炼焦油气态产物）4）水煤气：CO、H2（水蒸气和炽热的煤作用，得到半水煤气）5）硫铁矿焙烧炉气：SO26-9%用于制造

2、硫酸6）石灰焙烧窑气：CO232-40%用于制碱和制糖工业化工原料气是无机、有机合成的重要原料，主要有：上述天然气、炼油气、焦炉、煤气、水煤气及半水煤气等，除了作为化工生产原料气体之外，也可作为气体燃料。气体燃料燃烧炉的烟道气的组成为：N2、O2、CO2、CO、水蒸气及少量其它气体。如：硫酸、硝酸厂排入大气的废气中含有少量的SO2和NO2；制碱厂排出废气中含有少量CO2；总之，有机化工的废气是各种各样的。废气：生产设备漏气→生产厂房内空气含生产用气→危害健康→甚至燃烧爆炸。厂房空气气体分析意义：在工业生产中为了正常安全生产，对各种工业气体都要经过分析

3、，了解其组成。1.化工原料气分析正确配料；2.中间产品气体分析生产是否正常；3.（燃料燃烧后生成）烟道气分析燃烧是否正常；4.厂房空气分析通风、设备漏气情况有无有害气体是否危及生命及厂房安全。气体分析的特点：一般测定气体的V而不是质量m，并同时测定环境的T和P。§2.气体的化学分析方法1．原理：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。一、化学吸收法（一）气体容量法（或气体吸收体积法）原理：根据吸收前

4、后体积之差=被测组分体积计算出体积比（V/V）的分数例如：混合气：钢铁样中C的测定：2.气体吸收剂及吸收顺序定义：用来吸收气体的试剂称作气体吸收剂；以煤气为例讲解气体的吸收剂及吸收顺序，其中煤气的组成成分为：煤气中各种成分的吸附剂及吸附顺序表成分吸附剂反应顺序CO233%KOH(1)CnHm饱和溴水(臭)（石蜡封口）加成反应苯缓慢溶解于溴水，不与之反应(2)浓硫酸、Ag2SO4或HgSO4作催化剂强氧化性磺化反应O2焦性没食子酸的碱溶液(3)O2保险粉（Na2S2O4）蒽醌-β-磺酸钠作催化剂CO氯化亚铜氨溶液氯化亚铜盐酸溶液CH4燃烧法测无适当的吸收剂H

5、2海绵状钯（吸收）常用燃烧法N2剩余部分气体分析是有一连串装有吸附剂的吸附瓶来进行吸收的，因此吸附剂的顺序必须进行合适的安排，否则会干扰测定。下表列出了各种吸附剂和各种气体之间的作用：混合气与吸附剂作用情况表CO2CnHmO2COCH4H2N2编号KOH(33%)√(1)饱和溴水√√(2)焦性没食子酸的碱溶液√√(3)氯化亚铜氨溶液√√√√(4)燃烧法√√√√√√(5)√表示发生了相互作用或干扰；表示不干扰(1)KOH溶液只吸附CO2；(2)饱和溴水只吸附不饱和烃，其他的不干扰，但是要用碱溶液除去吸附时混入的溴重气

6、，此时CO2也被吸附故排在KOH之后；(3)焦性没食子酸的碱溶液能吸附碱性气体CO2，所以排在KOH之后(4)氯化亚铜氨溶液不但吸附CO而且吸附CO2、O2、CnHm等，故应为第4位。（二）吸附容量滴定法原理：综合使用吸附法和重量滴定法。方法实质：吸附剂吸附被测组分（混合气体），然后用标准滴定法。存在的两种反应是：吸收反应和滴定反应示例表气体吸收反应滴定反应H2SNH3Cl2SO2H2O2吸收I2吸收HClNaOH吸收AgNO3吸收（三）吸收重量法综合应用吸收法和重量分析法，测定气体物质或可以转化为气体物质的元素含量的方法。然后根据吸附剂增加的重量计

7、算C、H的含量。二.燃烧法利用可燃烧性气体的性质进行测定的方法，特别适用于无适当吸收剂的化学性质比较稳定的气体。如：CH4无适当的吸收剂，H2、CO可用燃烧法也可以用吸收法。燃烧法原理：根据可燃性气体燃烧后，其体积缩减V缩，消耗氧的体积VO2或生成CO2的体积VCO2与可燃性气体的体积V可燃的比例关系，由测定得V缩、VO2或VCO2计算V可燃从而求得其含量。V可燃与V缩、VO2或VCO2有一定的比例关系，是计算的依据，也是燃烧法的主要理论依据。例1，以氢气燃烧为例找出比例关系：例2，以甲烷燃烧为例：例3，以CO燃烧为例：可用吸收法除去干扰组分（如O2，CO

8、2等），再加入一定量的O2或空气，燃烧后根据体积的变化或生成CO2