壓力法制備標(biāo)準(zhǔn)氣體
壓力法又稱分壓法，適用于制備在常溫下為氣體的，含量在1%~50%的標(biāo)準(zhǔn)混合氣體。用該法制備的標(biāo)準(zhǔn)氣體的不確定度為2%。壓力法配氣的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T14070-1993《氣體分析 校準(zhǔn)用混合氣體的制備 壓力法》(等效采用ISO6146-1979)。
①配氣原理
用壓力法配置瓶裝標(biāo)準(zhǔn)混合氣體，主要依據(jù)理想氣體的道爾頓定律，即在給定的容積下，混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分分壓之和。理想氣體的道爾頓分壓定律為：
式中P為混合氣體的總壓；Pi為混合氣體中組分i的分壓；n為混合氣體的總摩爾數(shù)；ni為為混合氣體中組分i的摩爾數(shù)；Xi為組分i的物質(zhì)的量濃度。
②配氣裝置及配氣操作
壓力法配氣裝置主要由匯流排、壓力表、截止閥、真空泵、連接管路、接頭等組成。
該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配氣快速方便。匯流排并聯(lián)支管的多少可按配入組分?jǐn)?shù)的多少及一次配氣瓶數(shù)的多少來確定，一般為5~10支。
組分和稀釋氣依次充入密封的氣瓶中，該氣瓶應(yīng)預(yù)先處理、清洗和抽空，必要時(shí)先在80℃下烘2h以上。每次導(dǎo)入一種組分后，需靜置1~2min，待瓶壁溫度與室溫相近時(shí)，測(cè)量氣瓶?jī)?nèi)壓力，混合氣的含量以壓力比表示，即各組分的分壓與總壓之比。
但是，實(shí)際氣體并非理想氣體，只有少數(shù)氣體在較低壓力下可用理想氣體定律來計(jì)算。對(duì)于大多數(shù)氣體，用理想氣體定律計(jì)算會(huì)造成較大的配制誤差。因此，對(duì)于實(shí)際氣體需用壓縮系數(shù)來修正，但用壓縮系數(shù)修正計(jì)算比較麻煩，現(xiàn)在多采用氣相色譜法等來分析定值。
用壓力法配氣時(shí)，為了提高配氣的準(zhǔn)確度，必須注意以下幾點(diǎn)：
◆必須使用純度已知的稀釋氣和組分純氣，特別要注意稀釋氣中所含的欲配組分的含量。
◆采用高精度壓力表，由于分壓法配氣的主要依據(jù)是觀察壓力表的數(shù)值來計(jì)算所配標(biāo)準(zhǔn)混合氣體的含量，壓力表精度會(huì)直接影響配氣的準(zhǔn)確度。
◆選用密封性好的瓶閥。在配制瓶裝標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，必須對(duì)氣瓶進(jìn)行抽空處理，如果球閥的密封性能不好，抽空時(shí)會(huì)使空氣漏入而影響真空度。
◆在加入各組分氣時(shí)，充壓速度應(yīng)當(dāng)緩慢。在條件允許的前提下，待加入的組分冷卻到室溫時(shí)，再測(cè)量氣瓶中的壓力。
◆在計(jì)算各組分分壓時(shí)，是假設(shè)溫度不變時(shí)的壓力，而實(shí)際充氣過程中會(huì)造成一定的溫度升高，正確測(cè)量瓶體溫度是保證分壓法配氣準(zhǔn)確度的重要條件之一。
◆在配制混合氣體時(shí)，不允許有某一個(gè)氣體組分在充入氣瓶后變成液體。如果出現(xiàn)上述情況，在使用和分析時(shí)，不但會(huì)造成很大的偏差，而且是極不安全的。
相關(guān)閱讀
◆標(biāo)準(zhǔn)氣體制備方法之滲透法
◆標(biāo)準(zhǔn)氣體制備方法之稱量法
