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第四章 标准气体的配制 标准物质（自学） 一、标准物质的定义和分级 1. 一级标准物质 它的代号是以国家标准物质的汉语拼音中 “Guo”、“Biao”、“Wu” 三个字的首字母“GBW”表示 国家实物标准的汉语拼音中“Guo”、“Shi”、“Biao”三个字的首字母“GSB” 表示 2. 二级标准物质 GBW?E? 自学 二、气体标准样品 三、气体标准的传递与溯源 标准气体（standard gas）是待测物质浓度准确已知的气体混合物。 一、静态配气法 根据加入原料气体量、稀释气体量和容器的体积，计算气体的浓度。 （二）配气方法 根据储存气体所用容器的大小和类别，静态配气法分为 大瓶配气法、 注射器配气法、 塑料袋配气法 高压钢瓶配气法 等。 1．大瓶配气法 原料气 用气体定量管从钢瓶中取原料气 图4-2 大瓶配气装置 用注射器加入原料气的方法是： 用图示的一种耐压玻璃配气瓶。 （2）挥发性液体配气法： 易挥发性液体配制标准气体 用大瓶配气具有两个明显的缺点： 一是瓶壁可能吸附原料气，使实际浓度值下降，有时损失可达到50%。实际工作中可用两次配气法克服吸附损失。 二是用一个大瓶配制的标准气体，使用时浓度不断变化，可供使用的气体量很少。克服这一困难的简便方法是采用多瓶串联配气。 （3）多瓶串联配气法： 按照上述方法配制多瓶浓度相同的标准气体，然后将其互相串联。用气时，从最后一个大瓶中抽取标准气体，在负压的作用下，稀释气进入第一个大瓶，各瓶内气体依次进入前一个大瓶，最后一个大瓶内气体浓度变化缓慢，相对稳定。 表 4-2（ p70）是用五个容积相同的大瓶串联配气、取气的情况。 取气量达到一个大瓶容积的3倍时，第五瓶气体的浓度只下降5%，可见，五瓶串联配气可供使用的标准气体量大大增加。 2．注射器配气法 只需要少量标准气体时，可选用100 ml注射器配制标准气体。 若原料气是钢瓶气，按图用注射器从钢瓶中抽取原料气 x ml，再吸入稀释气至100 ml，上下运动小薄片混匀气体，备用。 优点——简便易行，配制某些标准气体时浓度也很准确； 缺点——由于受注射器内壁吸附、死体积大和液体挥发不完全等因素的影响，配制的气体浓度误差较大，许多有机化合物的标准气体都不宜用该法配制。 3．塑料袋配气法 4．高压钢瓶配气法 这种配气法是一种用高压钢瓶作为容器，配成具有较高压力的混合气的方法，又称为高压配气法。 根据配气计量方法，高压钢瓶配气法又分为压力法、流量法、容量法和质量法四种，其中以质量法配制标准气体的浓度最精确，它作为配制标准气体的基准方法，已广泛用于配制CO、CH4和NO等标准气体。 静态配气法——小结（原料气＋稀释气） 1．大瓶配气法 思考题 1. 静态配气法基本原理。 三要素？ 2. 用一个大瓶配制的标准气体，使用时浓度不断变化，可供使用的气体量很少。如何克服这一困难？ 3. 瓶壁可能吸附原料气，使实际浓度值下降，如何克服吸附损失？ 4. 加入原料气的方法有哪些？ 静态配气法的特点 优点：除高压钢瓶配气法外，静态配气法具有设备简单，操作方便，标准物质和稀释气体的用量小等优点。 缺点：与容器接触可能发生吸附或者反应，导致浓度不准确或随时间变化，尤其对低浓度的气体来说，误差较大。 因此，静态配气法一般只适用于配制少量化学活泼性较差的标准气体，要配制大量的标准气体，特别是要配制化学性质活泼物质的标准气体时，必须选用动态配气法。 二、动态配气法 （一）配气原理 动态配气法（dynamic gas preparation）是将已知浓度的原料气以较小的流量恒定不变地送入气体混合器（图4-8）中，同时将稀释气以较大的流量恒定不变地送入气体混合室，与原料气混匀并将其稀释。混匀后的气体连续不断地从混合室流出，备用。 图4-8 气体混合器 根据两种气体的流量，按下式计算标准气体的浓度： （二）配气方法 渗透膜法——最常用 气体扩散法 饱和蒸气法 负压喷射法 电解法 气相滴定法 等 1．渗透膜法 该方法利用原料气体或液体的分子通过惰性塑料薄膜渗透进入稀释气流，根据渗透量和稀释气的流量计算配制气体的浓度。由于分子渗透速度很慢，所以渗透膜法广泛用于配制低浓度标准气体。 渗透膜法分类 重要，应用广泛 （1）渗透管法： 渗透管是20世纪60年代中期出现的一种标准气源，渗透管法利用液体分子能渗透塑料膜的原理配制恒定低浓度标准气体。 1）渗透管的结构： SO2渗透管结构图－－ H2S渗透管结构图 2）渗透率的测定： 渗透管内气体分子通过塑料膜向外渗透，单位时间内的渗透量称为渗透率（μg/min）。 对于一个特定的渗透管来说，在正确的试验条件下，渗透率只与温度有关。 因此，测定渗透率时必须严格控制温度（±0.1 ℃）