钍2锌2茜素氨羧络合剂异多核络合物
吸附伏安法测定痕量钍
易芬云
33
黎拒难
3
(湘潭大学化学学院,湘潭411105)
摘 要 在0.2m ol ΠL H Ac 2NaAc (pH 4.5)缓冲溶液中钍与茜素氨羧络合剂(A LC )、Zn 2+
形成电活性异多核络合物,吸附在静汞滴电极上,于-0.64V (vs .Ag ΠAgCl )处产生一灵敏的阴极溶出峰,其峰高与钍浓度在3.0×10-9～1.5×10-6m ol ΠL 范围内呈良好的线性关系,检出限为1.5×10-9m ol ΠL 。在含6.0×10-8m ol ΠL Th Ε的溶液中
连续测定10次RS D 为1.85%。对该体系的吸附伏安行为和电极反应机理进行了初步探讨,测定了该异多核络合物的组成。方法用于矿石和粘土中痕量钍的测定,结果令人满意。关键词 钍,茜素氨羧络合剂,异多核络合物,吸附伏安法
2002203206收稿;2002209202接受
本文系中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室基金(SK LE AC200325)和湖南省教育厅科研基金(01C113)资助课题
33现在浙江大学生命与环境科学学院工作
1 引 言
钍是原子能工业的重要原料,是合成汽油的催化剂,可用于放电管和光电管中。随着现代工业的发展,对钍的分析测定提出了更高的要求。由于钍的还原电位相当负,它的极谱波常常被溶液中氢析出时的背景电流所覆盖,因此很难直接用极谱法测定。然而,可以利用它与一些络合剂形成电活性络合物来
间接测定。目前,极谱络合吸附波测定钍已有不少报道1～4
,但用吸附伏安法测定钍的报道还不多见5～7。
本文提出了Th 2Zn 2A LC 异多核络合物吸附伏安法测定痕量钍的新体系。其线性范围为3.0×10-9
～1.5×10-6
m ol ΠL ,检出限为1.5×10-9
m ol ΠL 。与Th 2A LC 二元体系8
相比,灵敏度高,且方法简便、快速。用此方法测定了矿石和粘土中痕量钍,回收实验结果良好。并初步探讨了该体系的吸附伏安行为和电极反应机理。用极谱单纯形法和等摩尔连续变化法测得该络合物中各组分物质的量之比为n Th Ε∶n Zn ?∶n A LC =1∶1∶2。
2 实验部分
2.1 仪器和试剂
PAR 2174A 型极谱分析仪,配M303静滴汞电极(美国PAR 公司);J P 22型示波极谱仪(成都仪器厂);PHS 23C 型酸度计(上海雷磁仪器厂)。
Th Ε标准储备溶液:1.00×10
-3m ol ΠL ,使用时用0.1m ol ΠL HCl 逐级稀释至所需浓度;Zn 2+
标准溶
液:1.0×10-3
m ol ΠL ;茜素氨羧络合剂(G.R ):5.0×10-4
m ol ΠL ;缓冲溶液(pH 4.7):将2.0m ol ΠL H Ac 与
2.0m ol ΠL NaAc 按1∶1的比例混合。其它试剂皆为分析纯,实验用水为二次石英蒸馏水。2.2 实验方法
移取一定量的Th Ε标准溶液于10m L 比色管中,依次加入0.4m L Zn 2+
标准溶液、0.4m L A LC 和
110m L 缓冲溶液,稀释至刻度,摇匀后倒入电解池中,放置30min 后,在PAR 2174A 型极谱分析仪上,通氮气除氧4min 后,于-0.30V 处搅拌富集60s ,再静止15s ,然后以200mV Πs 扫描至-1.3V ,在-0.64V 处获得一灵敏的阴极还原峰。
3 结果与讨论
3.1 实验条件的选择
第31卷
2003年2月 分析化学(FE NXI H UAX UE ) 研究简报Chinese Journal of Analytical Chemistry
第2期
181～184
该络合物在邻苯二甲酸氢钾、醋酸2醋酸钠、B 2R 缓冲溶液、甲酸2甲酸钠、醋酸2醋酸铵等几种缓冲底液中均可产生阴极还原峰,而在醋酸2醋酸钠缓冲底液中,络合物的还原峰电流最大,且峰形最好。当溶液pH 4.2～5.0,Zn 2+
溶液浓度在3.0×10
-5
～5.0×10
-5
m ol ΠL ,A LC 浓度在1.0×10
-5
～3.0×10
-5
m ol ΠL ,醋酸根总浓度在0.1～0.3m ol ΠL ,扫描速度为200mV Πs ,起始电位在-0.2～-0.4V 范围内还原
峰电流最大,且较稳定。
在溶液配制好后30min 内,峰高随放置时间的延长而增高,30min 后峰高达到稳定,至少24h 内峰高基本不变。
3.2 线性范围与检出限
在上述选定的最佳条件下,钍离子浓度在3.0×10-9～1.5×10-6
m ol ΠL 范围内与峰高呈良好的线性
关系。富集3min 时,检出限为1.5×10-9
m ol ΠL 。在含6.0×10
-8
m ol ΠL 钍离子的溶液中连续测定10
次,RS D 为1.85%。3.3 共存离子对峰高的影响
测定6.0×10-8m ol ΠL Th Ε,相对误差≤±5%时,共存离子的允许量(倍)如下:Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+
、
As 3+、G e Ε、Se Ε(500);Ag +、Mn 2+、M oO 2-4、Au 3+
(100);C o 2+、CrO 2-4、Cd 2+、Pb 2+(50);Sn 2+、Ni 2+(10);In 3+、Cu
2+
、G a
3+
(5);Al 3+、Sc 3+、T i Ε、Bi 3+、Fe 3+、V Φ、Sb 3+、Zr Ε、稀土离子(2)。大量的S O 2-4、PO 3-4和L 2半胱
氨酸、抗坏血酸等也不干扰钍的测定。当Fe 3+
、Bi
3+
、T i Ε、稀土离子的量较大时,其干扰可在样品的处
理过程中,用沉淀分离、掩蔽和萃取的方法加以消除。
3.4 样品分析
称取一定量的样品按文献2
处理好后,取适量试样溶液按前述实验方法用标准曲线法测定。同时再称取一份等量的样品在处理前加入一定量的钍作回收实验,分析结果见表1。
表1 样品中钍的测定结果
T able 1 Determination results for thorium in the samples
样品名称
Sam ple name
测得平均值
Average found
(‰,n =5)RS D (%,n =5)加入钍量
Added (μg )测得钍加入量
F ound
(μg )回收率
Recovery
(%)矿石Ore 0.0181 3.15 4.64 4.79103.2粘土Clay
0.0329
2.37
9.28
9.10
98.1
3.5 伏安电流的性质及电极反应机理探讨
3.5.1 异多核络合物的形成及络合比的测定 由图1可知,在含有2.0×10
-5
m ol ΠL A LC 和醋酸缓冲底
液中仅有Zn 2+
时,在-0.64V 附近无阴极还原峰;当有微量Th Ε时,在-0.60V 附近产生一个跟游离A LC 还原峰没有完全分开的小峰;而当Th Ε和Zn 2+
共存时在-0.60V 附近的小峰消失,在-0.64V 处
出现一个灵敏的阴极还原峰。由此可见,溶液中生成了Th 2Zn 2A LC 异多核络合物。
用极谱单纯形法和等摩尔连续变化法测得该异多核络合物中各组分物质的量之比为n Th Ε∶n Zn ?∶
n A LC =1∶1∶2。
3.5.2 伏安电流的性质及电极反应机理 在-0.38～-0.8V 范围内,从A LC 体系、Th 2A LC 体系到Th 2Zn 2A LC 体系,电毛细管曲线依次降低。在5～45℃络合物温度系数呈抛物线状。络合物峰电流开始
随扫描前静止时间的延长而增加,一定时间后基本不再变化。上述实验结果表明,该络合物体系具有吸附性,且各组分吸附强弱的顺序为:Th 2Zn 2A LC >Th 2A LC >A LC 。少量阳离子表面活性剂(如十六烷基三甲基溴化铵)和中性表面活性剂(如曲通X 2100)使峰严重降低,甚至消失;少量阴离子表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠)使峰略有降低。由此可进一步证明,该络合物在电极上具有吸附性,且可能是络阳离子吸附。
在10～500mV Πs 范围内试验了峰电流和峰电位随扫描速度的变化情况。结果表明,异多核络合物的常规峰电流与扫描速度的一次方成正比,随扫速增加其峰电位负移。峰电位与扫描速度的对数呈线
性关系,直线的斜率ΔE p ΠΔlg υ=-2.303RT ΠαnF =-0.0269
。由n =4得α=0.57<1。上述实验结果
281 分析化学第31卷
图1 单扫伏安曲线
Fig.1 The single 2sweep stripping v olatmmetric curves
11AC L 2.0×10-5m ol ΠL +醋酸缓冲溶液(acetatebu ffer )pH =415;2.1+Th Ε(6.0×10-8m ol ΠL );3.1+Zn 2+(4.0×10-5m ol ΠL );4.2+Zn 2+(4.0×10-5m ol ΠL )。P 1游离A LC 还原峰(reduction peak of free aliazrin com plex on (A LC )),P 1.Th 2A LC 络合物还原
峰(reduction peak of Th 2A LC com plex ),P 2.Th 2Zn 2A LC 异多核络合物还原峰(reduction peak of
Th 2Zn 2A LC com plex ),
P 3.Zn 2+还原峰(reduction peak of Zn 2+)
。
图2 循环伏安图
Fig.2 Cyclic v oltamm ograms
υ:100mV Πs 。11AC L 2.0×10-5m ol ΠL +醋酸缓冲溶液(acetate
bu ffer )pH =4.5;2.1+Th Ε(6.0×10-7m ol ΠL );3.2+Zn 2+(410×10-5m ol ΠL )。P oc ,P 0a .分别为游离A LC 还原峰,氧在(reduction and oxidation peaks of free A LC );P 1c ,P 1a .Th 2A LC 络合
物还原峰,氧化峰(reduction and oxidation peaks of Th 2A LC com 2
plex ),P 2c .Th 2Zn 2A LC 异多核络合物还原峰(reduction peak of Th 2Zn 2A LC hetero 2polynuclear com plex ),P 3c ,P 3a .Zn 2+还原峰(re 2duction peak of Zn 2+),氧化峰(oxidation peak of Zn 2+)。
显示反应物吸附的的特性,与不可逆吸附的线性扫
描伏安法理论相符。
实验发现,络合物峰电位随试液pH 值增加而负移。在pH 3.6～5.0范围内直线斜率约为-0.054
V ΠpH 。由ΔE p ΠΔpH =-2.303RTm ΠαnF =-0.0549
,且上面已得知α=0.57,故可计算出参加电极反应的质子数m =2.08≈2。由此可推断,A LC 可能是以一个羟基氧和一个醌基氧与Th Ε发生络合。
该体系在悬汞电极上的循环伏安图如图2所示。游离A LC 的还原峰在-0.50V 处,且在几乎相同的电位处有对应的氧化峰。因此,游离A LC 在电极上的氧化2还原反应是可逆的。在-0.64V 处有络合物还原峰,且峰后电流降至基线,而无对应的氧化峰。这也许是因为异多核络合物在配体还原后发生了分解。电位继续变负时,在-1.06V 处有一还原峰,在-1.01V 处有对应的氧化峰,这是Zn 2A LC 二元络合物中的Zn (II )被还原为Zn (0),与Hg 生成Zn (Hg ),阳扫时Zn (Hg )中的Zn (0)又被氧化。
综上所述,电极反应可表示为: H 2L sol →H 2L ads
H 2L
ads
+2e +2H +
→H4L ′]ads
-0.50V
2H 2L +Th Ε+Zn
2+
→ThZn (H L )2]sol +2H
+
ThZn (H L )2]sol →ThZn (H L )2]ads
ThZn (H L )2]ads +2H +
+4e →ThZn (H 2L ′
)2]ads -0.64V
式中ThZn (H L )2和ThZn (H 2L ′
)2的结构式可分别表示为
:3
81第2期易芬云等:钍2锌2茜素氨羧络合剂异多核络合物吸附伏安法测定痕量钍
481 分析化学第31卷
R eferences
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Determination of Trace Thorium by Adsorptive Stripping V oltammetry
with ThoriumΕ2ZincΧ2Alizarin Complexon
H etero2polynuclear Complex
Y i Fenyun,Li Junan3
(College o f Chemistry,Xiangtan Univer sity,Xiangtan411105)
Abstract A new reliable and sensitive method for the determination of the trace am ounts of thorium by single2 sweep stripping v oltametry was proposed.The hetero2polynuclear com plex of thorium2zinc2alizarin com plex on was abs orbed at a static mercury electrode in the bu ffer s olution(pH4.5)of0.2m olΠL acetate and a sensitive cathodic stripping peak appeared at-0.64V(vs.AgΠAgCl).The peak height of the hetero2polynuclear com plex was proportional to the concentration of ThΕin the range of3.0×10-9～1.5×10-6m olΠL.The detection limit was found to be1.5×10-9m olΠL with3min of accumulation time and ten determinations of6.0×10-8m olΠL ThΕgave a relative standard deviation of1.9%.The m olar ratio of each com ponent in the hetero2polynuclear com plex was estimated as n ThΕ∶n Zn(II)∶n A LC=1∶1∶2by sim plex method and continuous variation method.The properties of the ads orptive stripping peak and the electrode reaction mechanism were als o discussed in detail.The method has been applied to the determination of trace am ounts of ThΕin the ore and clay sam ples with satis factory results.
K eyw ords Thorium,alizarin com plex on,hetero2polynuclear com plex,ads orptive v oltammetry
(Received6M arch2002;accepted2September2002)
铜氨液吸收基本原理 一、吸收一氧化碳反应 铜氨液吸收CO 是靠溶液中亚铜络氨盐和游离氨进行反应，化学反应方程式表示如下： 醋酸亚铜络二氨 一氧化碳醋酸亚铜三氨 吸收机理： 第一步，CO 与铜液相接触，气体中的CO 溶解于铜液中（物理过程）； 第二步，在游离氨存在的条件下，CO 与铜液中的低价铜复盐作用生成络合物，即一氧化碳醋酸亚铜三氨（化学过程）。 二、吸收二氧化碳的反应 铜液有吸收CO 2能力，是因铜液中有游离氨存在，其反应如下： ()H CO NH O H CO NH ?+=++324223（1—1） 反应生成的碳酸铵继续吸收CO 2，生成碳酸氢铵，其反应如下： ()H HCO NH O H CO CO NH ?+=++34223242（1—2） 在铜洗塔中，铜液吸收CO 2的过程，气相中的CO 2含量与铜液中CO 2含量有关。铜液中CO 2含量随铜液中氨含量不同而不同。由上式（1—1）可知，两者生成碳酸铵溶液。在不同温度下，气相与液相平衡的CO 2含量也不同。温度高，CO 2平衡含量高。 综上所述，铜液塔出口气体CO 2的净化度随铜液中CO 2含量、游离氨含量和铜液温度三因素而变。即铜液中含CO 2低、游离氨高和铜液温度低，出塔气相净化度高。 式（1—1）和（1—2）均为放热反应。进铜洗系统气体中含CO 2愈高，反应放热愈多，过高的CO 2含量，使铜塔的操作温度迅速上升，导致铜液的吸收效率会因此迅速减退。目前对于丙碳和高压水洗脱碳的流程，严格控制进铜洗系统原料气中CO 2含量，是保证精炼工段正常操作的必要条件。 在吸收操作中，还须注意，吸收温度过低时，吸收CO 2后生成的碳酸氢铵和碳酸铵易产生结晶；当铜液中醋酸和氨含量不足时，铜液吸收 CO 2后，又会生成碳酸铜沉淀。所以这些，都会造成设备和管道堵塞而影响生产。 三、铜液吸收氧的反应，是依赖铜液中低价铜被氧化而进行的，其反应如下： ()()Q NH CO Ac NH Cu O HAc NH Ac NH Cu +++=+++322432323622 1242（1—3） ()()34323232322 16CO NH Cu O NH CO CO NH Cu =+++（1—4） 铜液吸收氧后，将低价铜Cu +氧化成高价铜Cu 2+ CuO O O Cu 4222=+（1—5） 四、吸收二氧化硫的反应 铜氨液吸收硫化氢有以下三种反应； Q O H S NH S H OH NH ++=+224242)(2（1—6） S NH Ac NH S Cu S H Ac NH Cu 24422323)(22)(2++=+（1—7） ()()S NH Ac NH CuS S H Ac NH Cu 244243222++=+（1—8） 进精炼系统原料气的硫化氢含量要求小于10mg/m 3。硫化氢与铜氨液中低价铜中的氨生成硫化氢，见上式（1—6）。如原料气中硫化氢含量过高，会与铜氨液中低价铜及高价铜的络合物，生成硫化铜沉淀，见式（1—7）、（1—8），堵塞
金属离子的吸附及化学清洗 1、杂质污染形态 (1)微粒型污染杂质 ①无机微粒 原子型吸附杂质——化学吸附 离子型吸附杂质——化学吸附 ②有机微粒 分子型吸附杂质——物理吸附 (2)膜层型污染杂质 ①有机膜层 原子型吸附杂质——化学吸附 离子型吸附杂质——化学吸附 ②无机膜层 分子型吸附杂质——物理吸附 2、杂质吸附种类及特性图1.物理吸附和化学吸附的比较 (1)物理吸附 物理吸附是分子吸附。污染杂质以分子形式吸附在硅片表面，主要是油脂(矿物类、动物类)、树脂和油类物质。如切磨抛机器设备的润滑油、防锈油、粘片用的粘合剂(松香、石蜡或其他混合物)、手油、光刻胶，有机溶剂残膜残渣等都属于分子型吸附杂质。 (2)化学吸附 硅表面原子与被吸附杂质依赖化学键力结合，这种成键的力在一定情况下是共价键力，但也混合有离子的相互作用力。化学吸附既可以是原子吸附型，也可以是离子型吸附。 ①离子型杂质吸附 以离子形式吸附在硅片表面的杂质一般由K+、Na+、Ca+2、Mg+2、Fe+2、Cu+2、H+、(OH)-、F-、Cl-、S--、(CO3)--等。这类杂质的来源广泛，可以来自空气，生产设备、工装夹具，化学药品、去离子水、自来水、人的呼吸、汗液等许多方面。 ②原子型杂质吸附 以原子形式吸附在硅片表面的污染杂质，主要有金、铂、铝、铜、铁、镍等金属原子。这些金属的离子多存在于酸性腐蚀液中，通过置换反应还原成原子吸附在硅片表面。 (3)特性比较 物理吸附和化学吸附都是由于硅片表面的悬挂键(吸附力场)形成的。 ①物理吸附的吸附热一般仅为几十J，而化学吸附的吸附热为100～1000J，两者相差甚远。 ②化学吸附的平衡距离(ro)比物理吸附的小得多。 ③物理吸附的特点是，杂质分子与硅表面的接触通常是依靠静电力来维持。结合力和分子型晶体结构的范德瓦尔斯(Vander Waals)引力一样。这种引力较弱，且随着分子间距的增加很快消弱。所以这种力所涉及的范围只有2～3?左右，要彻底清除这种杂质并不困难。 ④化学吸附的特点是，杂质离子和硅片表面之间依靠化学键力结合，杂质离子和硅片表面原子力所达到的平衡距离(ro)极小，以至可以认为这些杂质离子已成为硅片整体的一部分。由于化学吸附力较强，所以比分子型物理吸附杂质难消除。特别是金、铂等重金属原子不容易和一般酸性溶液起化学反应，必须采用王水之类的腐蚀液使之形成络合物溶于高纯水中加以清除。 3、金属离子的清洗 (1)过氧化氢在清洗中的作用——氧化(还原)作用 过氧化氢是强氧化剂又可作为还原剂，它对有机物、非金属和大多数金属有氧化能力。过氧化氢具有极微弱的酸性，在酸性、中性介质中比较稳定，在碱性介质中不稳定。在半导体清洗中，主要是利用H2O2的强氧化性来清除有机和无机杂质。 (2)氢氧化铵在清洗中的作用——络合剂和碱的作用 氢氧化铵是很好的络合剂，它能与Cu+2、Ag+、Co+2、Ni+2、Pt+4、Cd+2等金属离子发生络合作用，生成可溶性的络合物，故可利用其与许多重金属离子形成可溶性络合物这一特性来除去吸附在硅片表面的杂质金属原子和离子。例如，氢氧化铵与铜离子发生络合作用生成稳定的可溶性的铜氨络离子[Cu(NH3)4]+2。 碱性过氧化氢清洗液(又称Ⅰ号液)是用度离子水、30%过氧化氢、25%氨水配制而成。 Ⅰ号液配比：H2O：H2O2：NH4OH=5：1：1到7：2：1 当Ⅰ号液中过氧化氢耗尽时，便会发生硅片被NH4OH腐蚀的现象。 (3)盐酸在清洗中的作用——络合剂和强酸的作用 盐酸是一种强酸，除了起酸的作用外还兼有络合剂的作用，盐酸中的氯离子能为Au+3、Pt+2、Cu+2、Ag+、Hg+2、Ca+2、Co+3、Ni+3、Fe+3等金属离子提供内配位体，形成可溶于水的络合物。 盐酸过氧化氢清洗液(又称Ⅱ号液)是用度离子水、30%过氧化氢、37%盐酸配制而成。 Ⅱ号液配比：H2O：H2O2：HCl=6：1：1到8：2：1 Ⅱ号液对硅片没有腐蚀作用。 Ⅰ号液和Ⅱ号液一般应在75～85℃条件下进行清洗，时间为10～20min，然后用去离子水冲洗干净。清洗作用是基于过氧化氢的氢氧化性，使有机和无机杂质被氧化而得以去除，同时由于在两种清洗液中还有络合剂NH4OH、HCl，因此对一些难氧化的金
铜氨溶液吸收法 一、铜氨液吸收法的原理： 取一定量的样品气与吸收液接触，在有氨气存在下，铜被氧化，生成氧化铜和氧化亚铜。氧化物再与氢氧化铵、氯化铵作用，生成可溶性的高价铜盐和低价铜盐。低价铜盐吸收氧转为高价铜盐，高价铜盐又被铜还原为低价铜盐，低价铜盐又与氧反应，如此循环作用，达到吸收氧的目的，根据气体体积的减少就可测出样品中的氧含量。 二、氧分析器的测量及对象 分析常用的氧分析器有高纯氧分析器和常量氧分析器两种，前者主要针对高纯氧的分析，量气管的刻度是不均匀分布的，只有氧纯度达到9 9%以上时，才能准确定量，即每小格刻度为0 . 1%。而后者的量气管刻度是均匀分布的，即每小格为0 . 2%。只要不是 对样品氧纯度的精度要求过高，氧含量在0%至10 0%范围内的样品均可分析。两种分析器的取样量均为100毫升。 三、氧分析器的构成： 铜氨液氧分析器通常由水准瓶（内装圭寸气液）、100毫升量气管、吸收瓶（内置铜丝卷和铜氨混合吸收液）三大部分组成。 水准瓶中封气液组成为5%的稀盐酸滴入几滴甲基橙指示剂。 吸收瓶中溶液的组成为配制好的铜氨溶液。即为1:1 （25%）的浓氨水 与饱和氯化氨的水溶液的混和物，再加入少量硫酸铜（每1 0 0 0 0毫升混合液加入10 克硫酸铜。） 铜丝卷：用直径为1mm的铜丝，绕于直径5mnm勺棒上，然后取下剪成10mm长的小段。 四、氧分析器分析的操作步骤： 1、检查仪器是否漏气：保证仪器密封良好。 2、必须确保吸收瓶与量气管之间的毛细管内为纯氮气，并使吸收瓶液面保持在一标记位置。 3、提起水准瓶，让封气液把量气管中的气体全部排出，接上取样胶管，准确 取样100毫升，将样品气全部送入吸收瓶，关闭三通活塞，然后微微摇动吸收瓶，使 样品气与吸收液充分接触，其中的氧便被吸收液吸收。旋转三通活塞，让残余气体回 到量气管，并使吸收瓶液面保持在原标记位置。关闭三通活塞，提起水准瓶，使水准 瓶内液面与量气管液面在同一水平面上，读出气体体积。 4、再次提起水准瓶，把气体送入吸收瓶，重复上述操作，直到两次读数相同为止，即可读 数，得到分析结果。 五、注意事项 铜氨液吸收瓶中铜丝装多少为合适？当吸收液出现黄绿色沉淀时怎么办？ 答：铜氨液吸收瓶中铜丝的装入量以不少于瓶容量的五分之四为合适。当吸收液出现黄绿色沉淀时，应将旧液倒掉三分之二，留下三分之一，然后再加入新的吸收液至适量 即可。 注：铜丝量过少，不利于吸收瓶中的氧充分、快速地吸收。而适当保留一部分旧液，也是为了使吸收瓶中的高、低价铜盐能尽快达到一种平衡状态，使仪器能在短时间内投 入作用。一般刚换过吸收液的仪器，在正式分析前，应先随意分析几个样，以促使 吸收瓶中的新旧吸收液均匀混合，使吸收瓶与封气液间的毛细管柱内气体为纯氮 气。此时的该仪器即可随时投入使用。 铜氨液吸收法测氧浓度时的注意事项： 1、量气管必须洁净，无挂珠现象。
一、简答题（每小题6分，共36分） 1.常采用哪些方法对合成气精制？这些方法各有何优缺点。 答：精制合成气的方法有铜氨液吸收法，甲烷化法，液氮洗涤法三种。三种精制方法比较，铜氨液精制法需建立一套加压铜氨液吸收塔及再生系统，设备投资增大管理复杂；甲烷化转化法只需增加一套甲烷化反应装置和催化剂，设备虽然简单，但消耗了合成气中的氢气，除了采用低温变换反应外，最好增加一套一氧化碳选择氧化反应器，以便进一步降低一氧化碳残余含量；液氮洗涤法需有空分装置，如果已具备此条件，只需增加一套高效热交换器和液氮洗涤泡罩塔。 2. 裂解气为何脱炔，如何脱炔？ 答：乙烯和丙烯产品中所含炔烃对乙烯和丙烯衍生物生产过程带来麻烦。它们可能影响催化剂寿命，恶化产品质量，形成不安全因素，产生不希望的副产品。常采用脱除乙炔的方法是溶剂吸收法和催化加氢法。溶剂吸收法是使用溶剂吸收裂解气中的乙炔以达到净化目的，同时也回收一定量的乙炔。催化加氢法是将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此达到脱除乙炔的目的。溶剂吸收法和催化加氢法各有优缺点。 3.简述工业制硫酸中三氧化硫的吸收原理及适宜的工艺条件。 吸收原理：n SO3 + H2O = H2SO4 + (n-1)SO3 吸收条件：影响吸收率有两个重要因素：吸收酸浓度及吸收酸温度。 （1）吸收酸浓度采用98.3%的浓硫酸作吸收剂，吸收率最大，高于或低于这个浓度的硫酸作吸收剂都会使吸收率下降。 （2）吸收酸温度：当吸收酸浓度一定时，温度越高，吸收率越低。单从吸收看，酸温越低越好。但温度过低会增加酸冷却器面积，同时低温热不能有效利用。所以通常的吸收酸温度控制在50℃以下，出塔酸的温度控制在70℃以下。 气温太低生成酸雾（3）进塔气温：从吸收角度看，温度低一点好。但进塔SO 3 机会多；提高进气温度，能有效减少酸雾形成。 4. 重油部分氧化法制取合成氨原料气的工艺流程包括几部分？ 答: 重油部分氧化法制取合成氨原料气的工艺流程包括五个部分：原料油和气化剂的加压、预热和预混合；高温非催化部分氧化；高温水煤气废热的回收；水煤气的洗涤和消除炭黑；炭黑回收及污水处理。 5. 丁烯催化氧化脱氢制丁二烯的过程有什么特点？工艺流程主要分哪几个部分？ 答：特点： (1)强放热反应，必须及时移去反应热； (2)产物沸点低，在酸存在下容易自聚； (3)副产物类型多，其中不饱和的含氧化合物在一定压力、温度条件下，容易自聚，而且，在酸的存在下，加速了自聚的速度。副产物大部分溶于水，因此可用水作溶剂，使丁烯及丁二烯与副产物分离。 正丁烯氧化脱氢，生成丁二烯的工艺流程，主要分三部分： （1）反应部分；（2）丁二烯的分离和精制；（3）没有转化的正丁烯的回收。 6、温度对氨合成反应的平衡氨浓度有何影响？ 答：对于氨合成反应，温度是一个矛盾的影响因素，从反应平衡角度出发，温度升高，对反应平衡不利，会降低氨的平衡浓度；从动力学的角度出发，提高温度
精制铜氨液洗涤法 一、氨的性质 (1) 二、合成氨的生产工艺及主要方法 (3) 三、生产合成氨的原料 (7) 四、合成氨的生产步骤 (11) 五、少量一氧化碳和二氧化碳脱除的方法 (13) 六、铜洗工序的任务 (15) 七、铜液的工艺流程及吸收 (16) 八、铜液的组成及配置 (20) 九、铜洗的基本原理 (20) 一、氨的性质 氨（Ammonia，即阿摩尼亚），或称“氨气”，分子式为NH，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。 氨对地球上的生物相当重要，它是所有食物和肥料的重要成分。
氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子，所以它也是一种路易斯碱。比空气轻（比重为0.5），可感觉最低浓度为5.3ppm。氨是一种碱性物质，它对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用。可以吸收皮肤组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高，所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，减弱人体对疾病的抵抗力。浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过三义神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。氨通常以气体形式吸入人体，进入肺泡内的氨，少部分为二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可随汗液、尿或呼吸排出体外。 结构：氨分子为三角锥形分子，是极性分子。N原子以sp°杂化轨道成键。 1.物理性质 氨气通常情况下是有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，极易溶于水，易液化，液氨可作制冷剂。以700：1的溶解度溶于水。氨水中含有粒子：水分子，氨（NH）分子，一水合氨（NH，~H40）
D0103、铜的提炼和回收技术 1. [ 02121434 ]- 从富含铜的电子废料中回收金属和非金属材料的工艺 2.[ 98110686 ]- 在铜表面鎏金的方法及用该方法制作的铜板字画 3.[ 91111870 ]- 连续冶炼铜的方法 4.[ 89108671 ]- 氧化铜矿直接制取硫酸铜工艺 5.[ 88105149 ]- 铜灰炼铜粉尘治理--氧化锌回收技术 6.[ 85108534 ]- 黑铜提锡工艺提取 7. 从富含铜的电子废料中回收金属和非金属材料 8.江铜集团废渣中提炼稀贵金属制备催化剂创效益 9.从铜镉渣酸浸后废渣中提取粗铅 10.银冶炼过程中铜的控制及钯的回收 11.铜锌铅火洁冶金现状及21世纪初展望(续) 12.从冶炼金泥冰铜提取金的研究 13.从铜金精矿中湿法综合回收金银铜硫的工艺研究 14.三相氧化法富集分离大洋多金属结核中有价金属 15.铜锌铝合金表面非线性振荡的混沌相关性 16.含铜、铋和银的金精矿堆浸工艺综合回收试验研究 17.湿法从氰化金泥中提取金、银、铜、铅工艺试验研究 18.从铜冶炼砷烟灰中回收铟 19.从催化剂废渣中提取高活性氯化亚铜新工艺 20.紫铜消白颗粒的提取工艺研究 21.有深海锰结核作氧化剂条件下，通过酸性氧化浸出黄铜矿提取铜、锌、镍和钴 22.从电子废料中提取铜成绩斐然 23.超声波提取-DPV溶出伏安法快速测定白菜中铜、铅、锌 24.湿法炼铜的发展与前景 25.竖罐炼锌残渣的综合回收技术 26.利用废氢化催化剂综合提取硫酸铜和硫酸镍新工艺——有机交换萃取法 27.新型加压浸出提取钴和铜工艺在赞比亚谦比希钴厂的研制及应用 28.一种新的非熔炼法从废杂铜中提取高纯度阴极铜的生产流程 29.从铂钯精矿中提取Au、Pt、Pd 30.从铜电解阳极泥中提取金银的萃取工艺 31.一种从含铜较高的金精矿中提取铜的方法 32.从氰化金泥中提取金银新工艺的试验研究 33.应用萃取-电积技术从含铜金精矿中提取铜的研究 34.铜镍电解阳极泥中金、铂、钯的提取试验研究 35.湿法提铜技术新进展 36.利用催化氧化氨浸法提取五水硫酸铜的工艺实验研究 37.铜锑合金电解提铜工艺 38.难选多金属矿石中提取钴、镍、铜和金的试验研究 39.黄铜矿的矿浆电位和可浮性 40.高铋铜阳极泥处理及实践 41.难选铜钼矿铜钼分离新工艺研究
铜氨溶液吸收法
铜氨溶液吸收法 一、铜氨液吸收法的原理： 取一定量的样品气与吸收液接触，在有氨气存在下，铜被氧化，生成氧化铜和氧化亚铜。氧化物再与氢氧化铵、氯化铵作用，生成可溶性的高价铜盐和低价铜盐。低价铜盐吸收氧转为高价铜盐，高价铜盐又被铜还原为低价铜盐，低价铜盐又与氧反应，如此循环作用，达到吸收氧的目的，根据气体体积的减少就可测出样品中的氧含量。 二、氧分析器的测量及对象 分析常用的氧分析器有高纯氧分析器和常量氧分析器两种，前者主要针对高纯氧的分析，量气管的刻度是不均匀分布的，只有氧纯度达到９９％以上时，才能准确定量，即每小格刻度为０.１％。而后者的量气管刻度是均匀分布的，即每小格为０.２％。只要不是对样品氧纯度的精度要求过高，氧含量在０％至１００％范围内的样品均可分析。两种分析器的取样量均为１００毫升。 三、氧分析器的构成： 铜氨液氧分析器通常由水准瓶（内装封气液）、100毫升量气管、吸收瓶（内置铜丝卷和铜氨混合吸收液）三大部分组成。
水准瓶中封气液组成为５％的稀盐酸滴入几滴甲基橙指示剂。 吸收瓶中溶液的组成为配制好的铜氨溶液。即为１：１(25%)的浓氨水 与饱和氯化氨的水溶液的混和物，再加入少量硫酸铜（每１００００毫升混合液加入１０克硫酸铜。） 铜丝卷：用直径为1mm的铜丝，绕于直径5mm的棒上，然后取下剪成10mm长的小段。 四、氧分析器分析的操作步骤： 1、检查仪器是否漏气：保证仪器密封良好。 2、必须确保吸收瓶与量气管之间的毛细管内为纯氮气，并使吸收瓶液面保持在一标记位置。 3、提起水准瓶，让封气液把量气管中的气体全部排出，接上取样胶管，准确 取样100毫升，将样品气全部送入吸收瓶，关闭三通活塞，然后微微摇动吸收瓶，使样品气与吸收液充分接触，其中的氧便被吸收液吸收。旋转三通活塞，让残余气体回到量气管，并使吸收瓶液面保持在原标记位置。关闭三通活塞，提起水准瓶，使水准瓶内液面与量气管液面在同一水平面上，读出气体体积。 4、再次提起水准瓶，把气体送入吸收瓶，重复上述操作，直到两次读数相同为止，即可 读数，得到分析结果。 五、注意事项 铜氨液吸收瓶中铜丝装多少为合适？当吸收液出现黄绿色沉淀时怎么办？ 答：铜氨液吸收瓶中铜丝的装入量以不少于瓶容量的五分之四为合适。当吸收液出现黄绿色沉淀时，应将旧液倒掉三分之二，留下三分之一，然后再加入新的吸收液至适 量即可。
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铜氨溶液吸收法 一、铜氨液吸收法的原理： 取一定量的样品气与吸收液接触，在有氨气存在下，铜被氧化，生成氧化铜和氧化亚铜。氧化物再与氢氧化铵、氯化铵作用，生成可溶性的高价铜盐和低价铜盐。低价铜盐吸收氧转为高价铜盐，高价铜盐又被铜还原为低价铜盐，低价铜盐又与氧反应，如此循环作用，达到吸收氧的目的，根据气体体积的减少就可测出样品中的氧含量。 二、氧分析器的测量及对象 分析常用的氧分析器有高纯氧分析器和常量氧分析器两种，前者主要针对高纯氧的分析，量气管的刻度是不均匀分布的，只有氧纯度达到９９％以上时，才能准确定量，即每小格刻度为０.１％。而后者的量气管刻度是均匀分布的，即每小格为０.２％。只要不是对样品氧纯度的精度要求过高，氧含量在０％至１００％范围内的样品均可分析。两种分析器的取样量均为１００毫升。 三、氧分析器的构成： 铜氨液氧分析器通常由水准瓶（内装封气液）、100毫升量气管、吸收瓶（内置铜丝卷和铜氨混合吸收液）三大部分组成。
水准瓶中封气液组成为５％的稀盐酸滴入几滴甲基橙指示剂。 吸收瓶中溶液的组成为配制好的铜氨溶液。即为１：１(25%)的浓氨水 与饱和氯化氨的水溶液的混和物，再加入少量硫酸铜（每１００００毫升混合液加入１０克硫酸铜。） 铜丝卷：用直径为1mm的铜丝，绕于直径5mm的棒上，然后取下剪成10mm长的小段。 四、氧分析器分析的操作步骤： 1、检查仪器是否漏气：保证仪器密封良好。 2、必须确保吸收瓶与量气管之间的毛细管内为纯氮气，并使吸收瓶液面保持在一标记位置。 3、提起水准瓶，让封气液把量气管中的气体全部排出，接上取样胶管，准确 取样100毫升，将样品气全部送入吸收瓶，关闭三通活塞，然后微微摇动吸收瓶，使样品气与吸收液充分接触，其中的氧便被吸收液吸收。旋转三通活塞，让残余气体回到量气管，并使吸收瓶液面保持在原标记位置。关闭三通活塞，提起水准瓶，使水准瓶内液面与量气管液面在同一水平面上，读出气体体积。 4、再次提起水准瓶，把气体送入吸收瓶，重复上述操作，直到两次读数相同为止，即可 读数，得到分析结果。 五、注意事项 铜氨液吸收瓶中铜丝装多少为合适？当吸收液出现黄绿色沉淀时怎么办？ 答：铜氨液吸收瓶中铜丝的装入量以不少于瓶容量的五分之四为合适。当吸收液出现黄绿色沉淀时，应将旧液倒掉三分之二，留下三分之一，然后再加入新的吸收液至适 量即可。
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铜氨溶液吸收法 一、铜氨液吸收法的原理： 取一定量的样品气与吸收液接触，在有氨气存在下，铜被氧化，生成氧化铜和氧化亚铜。氧化物再与氢氧化铵、氯化铵作用，生成可溶性的高价铜盐和低价铜盐。低价铜盐吸收氧转为高价铜盐，高价铜盐又被铜还原为低价铜盐，低价铜盐又与氧反应，如此循环作用，达到吸收氧的目的，根据气体体积的减少就可测出样品中的氧含量。 二、氧分析器的测量及对象 分析常用的氧分析器有高纯氧分析器和常量氧分析器两种，前者主要针对高纯氧的分析，量气管的刻度是不均匀分布的，只有氧纯度达到９９％以上时，才能准确定量，即每小格刻度为０.１％。而后者的量气管刻度是均匀分布的，即每小格为０.２％。只要不是对样品氧纯度的精度要求过高，氧含量在０％至１００％范围内的样品均可分析。两种分析器的取样量均为１００毫升。 三、氧分析器的构成： 铜氨液氧分析器通常由水准瓶（内装封气液）、100毫升量气管、吸收瓶（内置铜丝卷和铜氨混合吸收液）三大部分组成。 水准瓶中封气液组成为５％的稀盐酸滴入几滴甲基橙指示剂。 吸收瓶中溶液的组成为配制好的铜氨溶液。即为１：１(25%)的浓氨水 与饱和氯化氨的水溶液的混和物，再加入少量硫酸铜（每１００００毫升混合液加入１０克硫酸铜。）
铜丝卷：用直径为1mm的铜丝，绕于直径5mm的棒上，然后取下剪成10mm长的小段。 四、氧分析器分析的操作步骤： 1、检查仪器是否漏气：保证仪器密封良好。 2、必须确保吸收瓶与量气管之间的毛细管内为纯氮气，并使吸收瓶液面保持在一标记位 置。 3、提起水准瓶，让封气液把量气管中的气体全部排出，接上取样胶管，准确 取样100毫升，将样品气全部送入吸收瓶，关闭三通活塞，然后微微摇动吸收 瓶，使样品气与吸收液充分接触，其中的氧便被吸收液吸收。旋转三通活塞，让 残余气体回到量气管，并使吸收瓶液面保持在原标记位置。关闭三通活塞，提起 水准瓶，使水准瓶内液面与量气管液面在同一水平面上，读出气体体积。 4、再次提起水准瓶，把气体送入吸收瓶，重复上述操作，直到两次读数相同为止，即 可读数，得到分析结果。 五、注意事项 铜氨液吸收瓶中铜丝装多少为合适当吸收液出现黄绿色沉淀时怎么办 答：铜氨液吸收瓶中铜丝的装入量以不少于瓶容量的五分之四为合适。当吸收液出现黄绿色沉淀时，应将旧液倒掉三分之二，留下三分之一，然后再加入新的吸收液 至适量即可。
铜氨溶液吸收法 一、原理 当一定量的氧气和吸收液接触时，在有氨气存在下铜被氧氧化，生成氧化铜和氧化亚铜。铜的氧化物与氢氧化氨、氯化铵作用，生成可溶性的高价铜盐和低价铜盐。低价铜盐吸收氧转为高价铜盐，高价铜盐又被铜还原成低价铜盐，低价铜盐又和氧反应。如此循环作用，达到吸收氧的目的，根据气体体积的减少就可以测出氧的含量。 二、仪器 三、吸收液的配制 1、将工业氯化铵溶解于蒸馏水中，制成氯化铵饱和溶液。 2、取1升氯化铵饱和溶液，加入1升25%氨水，震荡至均匀混和。 3、取直径1毫米左右的纯铜丝绕于直径5毫米棒上，制成铜丝卷，剪成 约10毫米长的小段，用稀氨水洗净。 4、将铜丝卷成螺旋形装入吸收瓶1（见图），再加入上述混合液，即成氧 气吸收剂。量气管及水准瓶都要装混合液。 四、测定
1、检查氧分析仪各连接器部位是否漏气。 2、调节吸收液量。转动三通活塞4，使量气管5与吸收瓶1相通，提高水 准瓶6使液封瓶2中的液面至适当位置。 3、系统排气。转动三通活塞4，使量气管5与外界相通。用水准瓶6调节 液面至最高点，关闭三通活塞4。 4、取样。使被分析氧气与量气管5接通，打开三通活塞4，使气样进入量 气管5，取一定量气样，使量气管5中的液面至零点刻度。 5、吸收测量。转动三通活塞4，使量气管5与吸收瓶1相通，慢慢举起水 准瓶6，使气样全部进入吸收瓶1。关闭三通活塞4，进行充分振荡，然后将气体返回量气管5。如此反复几次，直至吸收后体积不变为止，在量气管上读出氧气的含量。 五、注意事项 1、因量气管和水准瓶都装入氧气吸收剂，取样时必须迅速。 2、吸收瓶和水准瓶中禁止放液体石蜡或油类物质，以免影响吸收效率及 沾污仪器。 3、在降低水准瓶使气体返回量气管时，速度不能过快，以避免空气漏入 分析器。 4、读数时必须使水准瓶中的液面和量气管中的液面保持在同一平面上， 才能使读数正确。 5、取样时气体流速不能过大，并要有一段时间吹洗管道，然后再与量气 管相接。 6、当吸收剂产生黄色时，要立即更换溶液。更换时要留旧溶液1/3左右， 以增加新换溶液中的低价铜。 7、必须经常注意铜丝的消耗，使铜丝经常保持在吸收瓶容量的4/5左右。 8、分析器管道中不能有残气，以免产生分析误差。
铜氨溶液吸收法 It was last revised on January 2, 2021
铜氨溶液吸收法一、铜氨液吸收法的原理： 取一定量的样品气与吸收液接触，在有氨气存在下，铜被氧化，生成氧化铜和氧化亚铜。氧化物再与氢氧化铵、氯化铵作用，生成可溶性的高价铜盐和低价铜盐。低价铜盐吸收氧转为高价铜盐，高价铜盐又被铜还原为低价铜盐，低价铜盐又与氧反应，如此循环作用，达到吸收氧的目的，根据气体体积的减少就可测出样品中的氧含量。 二、氧分析器的测量及对象 分析常用的氧分析器有高纯氧分析器和常量氧分析器两种，前者主要针对高纯氧的分析，量气管的刻度是不均匀分布的，只有氧纯度达到９９％以上时，才能准确定量，即每小格刻度为０.１％。而后者的量气管刻度是均匀分布的，即每小格为０.２％。只要不是对样品氧纯度的精度要求过高，氧含量在０％至１００％范围内的样品均可分析。两种分析器的取样量均为１００毫升。 三、氧分析器的构成： 铜氨液氧分析器通常由水准瓶（内装封气液）、100毫升量气管、吸收瓶（内置铜丝卷和铜氨混合吸收液）三大部分组成。 水准瓶中封气液组成为５％的稀盐酸滴入几滴甲基橙指示剂。 吸收瓶中溶液的组成为配制好的铜氨溶液。即为１：１(25%)的浓氨水 与饱和氯化氨的水溶液的混和物，再加入少量硫酸铜（每１００００毫升混合液加入１０克硫酸铜。） 铜丝卷：用直径为1mm的铜丝，绕于直径5mm的棒上，然后取下剪成10mm长的小段。
四、氧分析器分析的操作步骤： 1、检查仪器是否漏气：保证仪器密封良好。 2、必须确保吸收瓶与量气管之间的毛细管内为纯氮气，并使吸收瓶液面保持在一标记 位置。 3、提起水准瓶，让封气液把量气管中的气体全部排出，接上取样胶管，准确 取样100毫升，将样品气全部送入吸收瓶，关闭三通活塞，然后微微摇动吸收瓶，使样品气与吸收液充分接触，其中的氧便被吸收液吸收。旋转三通活塞，让残余气体回到量气管，并使吸收瓶液面保持在原标记位置。关闭三通活塞，提起水准瓶，使水准瓶内液面与量气管液面在同一水平面上，读出气体体积。 4、再次提起水准瓶，把气体送入吸收瓶，重复上述操作，直到两次读数相同为 止，即可读数，得到分析结果。 五、注意事项 铜氨液吸收瓶中铜丝装多少为合适当吸收液出现黄绿色沉淀时怎么办 答：铜氨液吸收瓶中铜丝的装入量以不少于瓶容量的五分之四为合适。当吸收液出现黄绿色沉淀时，应将旧液倒掉三分之二，留下三分之一，然后再加入新 的吸收液至适量即可。 注：铜丝量过少，不利于吸收瓶中的氧充分、快速地吸收。而适当保留一部分旧液，也是为了使吸收瓶中的高、低价铜盐能尽快达到一种平衡状态，使仪器 能在短时间内投入作用。一般刚换过吸收液的仪器，在正式分析前，应先随 意分析几个样，以促使吸收瓶中的新旧吸收液均匀混合，使吸收瓶与封气液 间的毛细管柱内气体为纯氮气。此时的该仪器即可随时投入使用。 铜氨液吸收法测氧浓度时的注意事项：
吸收原理及吸收塔设计 利用气体在液体中溶解度的差异而分离气体混合物的单元操作称为吸收。当气体混合 物与液体接触，混合物中被溶解的部分进入液相形成溶液，不被溶解的部分则留在气相， 气体混合物得到分离。吸收操作中所用的液体称为溶剂（吸收剂），以S表示；混合气体 中能溶解的部分称为溶质（或吸收质），A表示，不能溶解的组分称为惰性组分（或载体）， B表示；吸收操作所得的溶液称为吸收液，排出的气体称为吸收尾气，吸收过程在吸收塔中进行，逆流操作吸收塔示意图如下。 一、用途：吸收操作是一种重要的分离方法，主要用于下列几 1．分离气体混合物原料气在加工以前，其中无用的或有害 的成分都要预先除去，例如从氨合成所用的原料气中分离出二氧化 碳，一氧化碳，硫化氢等杂质（水、碱液、铜氨液吸收）；物料经 过化学反应后所得到的产物，常与未反应物、 若为气态混合物也可以用用吸收方法加以分离，例如石油馏分裂解 生产出来的乙烯、丙烯，还与氢、甲烷等混在一起，可用分子量较 大的液态烃把乙烯、丙烯吸收，使与甲烷、氢分离开来；分离过程 也是获得一定组分的过程，如焦化企业用硫酸处理焦炉气以回收其 中的氨，用洗油处理其中的焦炉气以回收其中的芳烃等。 2．气体净化 排放之前要进行净化。（尤其山西省焦化企业多，空气污染名列全国之首，许多乡镇企业 面临关闭）。这些物质若加以回收却又常常有利用价值，例如烟道气中的二氧化硫，从设 备排出的溶剂蒸汽等。吸收操作是常用的净化气体、回收有用物质的方法之一。 3．制取气体的溶液作为成品例如用水吸收氯化氢以制盐酸，用硫酸吸收三氧化硫以制发烟硫酸，水吸收二氧化氮制硝酸，吸收甲醛制福尔马林溶液。 二、分类：吸收过程中，如被吸收气体不与溶剂发生明显的化学反应，所进行的操作 称为物理吸收，如用水吸收CO2、吸收乙醇蒸汽、丙酮蒸汽，用液态烃吸收气态烃等；若 气体溶解后与溶剂或预先溶于溶剂里的其他物质进行化学反应，则称为化学吸收，如用氢 氧化钠溶液吸收二氧化碳、二氧化硫、硫化氢，用稀硫酸吸收氨等。 吸收操作又可分为单组分吸收与多组分吸收，前者指混合气体中只有一个组分在溶剂 中溶解，后者指所溶解组分不止一个。严格来讲，吸收操作中所谓不能溶解的惰性组分或 载体，多少也会被用解一些，只是溶解之量很少，可以不加考虑而已。比较典型的多组分 吸收是用液态烃的混合物吸收气态烃混合物。 气体溶入液体中，有些情况下放出相当大的溶解热和反应热，因此吸收过程中温度要 升高，若是混合气体中被吸收的组分浓度低，溶剂的用量又较大，温度变化便显著，可以 按等温过程来考虑。 但生产盐酸、硫酸等的吸收过程，由于放热量大，所形成的溶液浓度又高，温度变化 1
第五章气体分析 1．气体分析的特点是什么？怎样在常压、正压和负压下采取气体试样？ 2．吸收体积法、吸收滴定法、吸收重量法及燃烧法的原理是什么？举例说明。3．CO2、O2、C n H m、CO常用什么吸收剂？吸收剂的性能如何？如气体试样中含有这四种成份，吸收的顺序如何？为什么？ 4．H2、CH4、CO燃烧后其体积变化和生成CO２的体积与原气体体积有何关系？5．含有CO2、O2及CO的混合气体75mL，依次用KOH溶液、焦性没食子酸的碱性溶液、氯化亚铜的氨性溶液吸收后，气体体积依次减少至70mL、63mL 和60mL，求各成份在原气体中的体积分数。 6．氢在过量氧气中燃烧的结果是：气体体积由90mL缩减至75.5mL，求氢的原始体积？ 7．24mL CH4在过量的氧气中燃烧，体积的缩减是多少？生成的CO2是多少？如另有一含CH4的气体在氧气中燃烧后体积缩减8.0mL，求CH4的原始体积。 8．有H2、CH4混合气体20mL，在过量空气中燃烧，体积缩减30mL，问各气体在原试样中的体积分数是多少？ 9．有H2、CH4及CO的混合气体23mL，在过量的氧气中燃烧，其体积缩减23mL，生成CO216mL，求气体中各成份的体积和体积分数。 10．含有CO2、CH4、CO、H2、O2、N2等成份的混合气体，取混合气体试样90mL，用吸收法吸收CO2、O2、CO后体积依次减少至82.0mL，76mL、64mL。为了测定其中CH4、H2的含量，取18mL吸收剩余气体，加入过量的空气，进行燃烧，体积缩减9mL，生成CO2３mL，求气体中各成份的体积分数。 11．煤气的分析结果如下：取试样100.6mL，用KOH溶液吸收后体积为98.6mL；用饱和溴水吸收后体积为94.2mL；用焦性没食子酸的碱溶液吸收后体积是93.7mL；用亚铜氨溶液吸收后体积是85.2mL；自剩余气体中取出10.3mL，加入空气87.7mL，燃烧后测得体积是80.18mL，用KOH吸收后的体积是74.9mL，求煤气中各成份的体积分数。 12．测定NO x及SO2的原理是什么？干扰元素有哪些？应如何消除？