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气体分析工业气体的分类
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而产生废气，燃料燃烧后也生产废气(如烟道气)；生产厂房空气中常混有一定量生产气体。所以工业气体可分为五大类：化工原料气、气体燃料、气体产品、废气和厂房空气[1] 。
1、化工原料气
- 天然气：主要是 CH4〉95% (煤或石油组成物的分解产物)。
- 炼油气：CH4及其它低分子量的C、H化合物。
- 焦炉煤气：H2、CH4 (煤>800℃炼焦油气态产物)。
- 水煤气：CO、H2 (水蒸气和炽热的煤作用，得到半水煤气)。
- 硫铁矿焙烧炉气：6~9% SO2用于制造硫酸。
- 石灰焙烧窑气：CO2 32-40%用于制碱和制糖工业。
2、气体燃料
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。
3、气体产品
H2、N2、O2、C2H2等。
4、废气
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。
5、厂房空气
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。
气体分析气体分析的意义和特点
气体分析气体分析的意义
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，了解其组成。对化工原料气，分析后才能正确配料；中间产品气体分析可判断生产是否正常；进行燃料燃烧后生成的烟道气分析可了解燃烧是否正常；分析厂房空气，可了解通风、设备漏气等情况，检查有无有害气体，确定是否危及生命及厂房安全[2] 。
气体分析气体分析的特点
气体本身具有质量较小、流动性大、V随T或P的变化而变化的特点，从而决定一般测定气体的V而不是质量m，并同时测定环境的T和P。
气体分析气体分析的方法分类
1、化学分析法：
吸收法、燃烧法等。
2、物理分析法：
密度、热导率、折射率、热值等。
3、物理化学分析法：
电导法、色谱法、红外光谱法等。
气体分析气体化学吸收法
化学吸收法是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)，利用气体吸收剂吸收前后的性质变化可进行定量测定。
1、化学吸收法分类
根据测定方法不同，气体化学吸收法又可分为吸收体积法、吸收滴定法、吸收重量法和吸收光度法。
- 吸收体积法
如果吸收前后的温度及压力不一致，则吸收前后的体积之差即为被测组分的体积。根据吸收前后体积之差=被测组分体积，可计算出体积分数。
- 吸收滴定法
吸附剂吸附被测组分(混合气体)，再用标准滴定法。存在的两种反应是：吸收反应和滴定反应。
- 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。例如：有机化合物中有C和H，在O2气流中燃烧，CO2用碱石棉吸收，H2O用过氯酸镁吸收，然后根据吸附剂增加的重量计算C、H的含量。
- 吸收光度法
综合应用吸收法和光度法，测定气体物质或可以转化为气体物质的元素含量的方法。使混合气体通过吸收剂，待测气体被吸收后与吸收剂作用生成有色物质，或吸收后再进行显色反应，其颜色深浅与待测气体的含量成正比，在光度计上测定溶液的吸光度，可计算出待测气体的含量。
2、气体吸收剂
用来吸收气体的试剂称作气体吸收剂。吸收剂种类包括液态和固态，如KOH溶液是CO2的良好吸附剂，固态海绵状钯是H2的良好吸附剂。
常见的气体吸收剂：
①KOH溶液：酸性气体吸收剂，常用于吸收CO2和NO2，同时能吸收H2S、SO2等。
②焦性没食子酸(1,2,3-三羟基苯)-碱(KOH)溶液：常用于吸收O2。
③亚铜盐溶液：常用于吸收CO，也能吸收O2、C2H2、C2H4和酸性气体。
④饱和溴水：用于吸收不饱和烃。
⑤硫酸汞或硫酸银的硫酸溶液：用于吸收不饱和烃。
⑥硫酸-溶液：用于吸收NO2。
⑦碘溶液：用于吸收SO2，还能吸收H2S等还原性气体。
气体分析气体燃烧分析法
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，而H2、CO可用燃烧法也可以用吸收法。
燃烧方法共分三类：爆炸法、缓燃法、 氧化铜燃烧法。
气体分析爆炸法
可燃气体与空或氧气混合，其比例能使可燃气体燃烧且在爆炸极限内的方法。
特点：所需时间最少(即快速)。爆炸极限在工业生成防火防爆工作中极重要的意义 。
爆炸上限：使可燃性气体能引起爆炸的含量(指可燃性气体与空气或氧气的浓度百分比)；爆炸下限：使可燃性气体能引起爆炸的含量。
爆炸极限：爆炸上限和爆炸下限之间的范围。
气体分析缓慢燃烧法
可燃气体与空气或氧气混合，且浓度控制在爆炸极限以下，使之经过炽热的铂质螺丝而引起缓慢燃烧。
特点：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。
气体分析氧化铜燃烧法
利用氧化铜在高温下的氧化活性，使可燃性气体缓慢燃烧。
特点：不要加入燃烧所需氧，所用的氧气由氧化铜还原得出。
气体分析其它分析方法
气体分析的其它分析方法还包括气相色谱法、电导法、库仑法、热导法、红外光谱法和激光雷达技术等[1] 。
气体分析实例-氧化氮气体的测定
大气中氮的气体物有亚硝酸、硝酸、N2O、NO、NO2、NO3、N2O4、N2O5等，测定前需转化为NO2。
测定NO2的一般方法是基于NO2-与芳香族胺反应生成偶氮染料，用比色法定量：
空气中的NO2与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐作用，生成粉红色的氮染料，在波长540~545nm处测定吸光度。
样品用便携式空气采样器或恒温自动连续采样器采集，采样后应尽快测定，否则应置于低温暗处存放。
气体分析实例-二氧化硫气体的测定
二氧化硫气体在大气中见，危害。
测定SO2的方法是盐酸副玫瑰苯胺比色法，吸收液是四钠，由于汞有毒，近年来用甲醛代替汞盐作吸收液：
SO2被甲醛缓冲液(甲醛-CDTA-KHP)吸收后生成稳定的羟甲基磺酸加成物，碱化后加成物分解，释放出SO2与副玫瑰苯胺、甲醛反应，生成紫红色化合物，λmax=577nm。
氮氧化物及某些重金属干扰，加入氨基苯磺酸钠可消除氮氧化物，CDTA可消除重金属的干扰。[2] [1]
参考资料
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