空气中甲烷氮气中一氧化碳氮气中一氧化氮氮气中二氧化硫氮气中二氧化碳氮气中氧气体标准物质研制模板
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氮中一氧化氮、二氧化硫、一氧化碳气体标准物质的研制夏春;汪圣甲;王海燕;杨倩;李剑
【期刊名称】《化学试剂》
【年(卷),期】2024(46)6
【摘要】介绍了氮中一氧化氮、二氧化硫、一氧化碳气体标准物质的研制过程。
以高纯一氧化氮气体、高纯二氧化硫气体、高纯一氧化碳气体、高纯氮气为原料,采用称量法制备了氮中一氧化氮、二氧化硫、一氧化碳气体标准物质,采用与同基体国家一级标准物质比较的方法定值。
对原料气中的杂质进行了分析,基于傅里叶变换红外光谱分析仪建立了分析方法,对制备的气体标准物质进行了均匀性和稳定性考察。
结果表明:研制的氮中一氧化氮、二氧化硫、一氧化碳气体标准物质均匀性和稳定性良好,浓度特征量值范围为:一氧化氮:200~1000μmol/mol、二氧化硫:200~1000μmol/mol、一氧化碳:1000~5000μmol/mol,相对扩展不确定度为1.5%(k=2)。
【总页数】7页(P112-118)
【作者】夏春;汪圣甲;王海燕;杨倩;李剑
【作者单位】青岛市计量技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】O657.71
【相关文献】
1.乙烯中一氧化碳、二氧化碳和乙炔混合气体标准物质的研制
2.氮中一氧化氮、二氧化碳气体标准物质的研制
3.氮中甲烷、氮中一氧化碳气体标准物质的研制
4.空气中一氧化碳气体标准物质研制
5.氮中一氧化氮气体标准物质的制备
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氮气中一氧化氮标准气体
一氧化氮(NO)是指由氮氧化物(NOx)中的二氧化氮(NO2)和一氧化氮(NO)组成的混合物。
在氮气中,一氧化氮的浓度通常为非常低的痕量水平。
标准气体是指经过精确测量和校准,符合国际标准和认证要求的气体。
对于一氧化氮,标准气体通常以特定的浓度和压力制备,以便用于环境监测、工业过程控制和科学研究等领域。
一氧化氮标准气体的制备通常涉及以下步骤:
1. 从可靠来源获取纯的一氧化氮气体。
2. 严格校准气体供应系统,确保精确的浓度控制和稳定性。
3. 将标准气体充填到合适的容器中,通常是高压气瓶或气体备用袋。
4. 对充填的标准气体进行精确的浓度验证和校准,以确保其符合指定的标准和精度要求。
一氧化氮标准气体通常用于检验和校准氮氧化物分析仪器,以确保其准确性和一致性。
此外,它还可以用于环境质量监测、空气污染控制和医疗应用等领域。
空气中各种气体的含量表格全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:空气是地球大气层中的气体混合物,其中含有各种不同成分。
这些气体包括氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等。
而这些气体的含量又有一定的比例和变化。
下面将从各种气体的来源、含量以及对人类健康的影响等方面制作一份关于空气中各种气体的含量表格。
首先来看氮气,氮气是空气中最主要的成分,占据了78%左右的比例。
氮气的来源主要是大气固氮细菌的固氮作用,也可由电晕放电、高温燃烧等方法制得。
氮气对人类的健康没有直接的危害,但过量吸入氮气会造成氧气含量降低而导致窒息,这在密闭环境下尤为明显。
其次是氧气,占据了空气中大约21%的比例。
氧气的来源主要是植物通过光合作用产生氧气,同时也可以通过物理和化学方法制得。
氧气是人类生活所必需的气体,对人类的呼吸、新陈代谢等起着至关重要的作用。
接着是二氧化碳,占据了空气中大约0.04%的比例。
二氧化碳的主要来源是动植物的呼吸作用、燃烧等。
二氧化碳是温室气体的一种,在适量的情况下有助于温室效应,但过量的二氧化碳会造成空气污染和气候变化,对人类和环境造成不利影响。
还有其他一些气体如氩气、氩气、氢气、氯气等,它们的含量比例较低,但也对空气的成分起到一定的作用。
其中氩气主要用于气体保护焊接和充填灯泡等工业用途,氩气对人类的健康没有明显的影响;氢气可以作为燃料使用,但也具有易燃易爆的特性,需要谨慎使用;氯气可以用于消毒和水处理等领域,但过量的氯气会对人体造成危害。
空气中各种气体的含量是一个动态变化的过程,受到生物活动、人类活动、自然现象等多种因素的影响。
了解空气中各种气体的含量可以帮助我们更好地保护环境、预防空气污染以及促进人类健康和可持续发展。
在日常生活中,我们可以通过呼吸新鲜空气、减少机动车的使用、鼓励绿色出行等方式来减少污染物的排放,保护空气质量。
同时也应该加强环保意识,积极参与环保活动,共同为清洁的空气和美丽的家园努力。
空气中各种气体的含量是一个综合性的问题,需要我们共同努力来保护和改善。
《空气的成分》知识清单一、空气的组成我们生活在地球上,时刻都在呼吸着空气,但你是否真正了解空气的成分呢?空气是一种混合物,它主要由氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)、二氧化碳以及其他气体和杂质组成。
其中,氮气在空气中的体积分数约为78%。
氮气是一种无色、无味、性质稳定的气体。
它在很多工业和农业领域都有重要的用途,比如用于合成氨、制造氮肥等。
氧气在空气中的体积分数约为 21%。
氧气对于生命至关重要,人类和大多数生物的呼吸都离不开它。
同时,氧气在燃烧、氧化反应等方面也发挥着重要作用。
稀有气体在空气中所占的比例很小,但其作用却不容小觑。
例如,氦气常用于填充气球和飞艇,因为它的密度比空气小很多。
氖气在霓虹灯中能发出鲜艳的红光,氩气常被用于焊接金属时的保护气体。
二氧化碳在空气中的体积分数约为 003%。
虽然含量相对较少,但它对地球的生态平衡有着重要影响。
植物通过光合作用吸收二氧化碳,同时释放出氧气。
此外,空气中还含有少量的水蒸气、一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等气体和灰尘、花粉等杂质。
二、氮气氮气是空气的主要成分之一,具有以下特点和用途:1、性质稳定氮气分子由两个氮原子通过共价三键结合而成,键能很大,所以氮气的化学性质非常稳定。
在常温下,氮气不易与其他物质发生反应。
2、用途广泛(1)食品包装氮气常被用于食品包装中,以延长食品的保质期。
因为氮气可以阻止食品与氧气接触,从而减缓食品的氧化和变质。
(2)化工生产在化工领域,氮气用于合成氨,进而制造化肥、硝酸等化工产品。
(3)保护气体在一些需要防止氧化的工艺中,如金属的焊接和储存,氮气可以作为保护气体,防止金属被氧化。
三、氧气氧气是维持生命活动必不可少的气体,它具有以下重要性质和用途:1、支持燃烧氧气能够支持很多物质的燃烧,比如木炭、硫、铁丝等在氧气中燃烧会更加剧烈。
2、呼吸作用人类和动物的呼吸过程中,吸入氧气,经过一系列的化学反应,将有机物分解,释放出能量,同时产生二氧化碳和水。
氮中丙烷、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮混合气体标准物
质
氮中丙烷、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮混合气体标准物质主要运用于环保、安全生产、消防、能源、气体标准物质溯源等领域。
这种混合气体标准物质有着严格的配制流程,其组分浓度具有较高的稳定性和准确性,能提供可靠的校准数据。
该混合气体由氮气、丙烷、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮生成,其有效分子数分别为N2、C3H8、CO、CO2、NO,在指定的温度、压力和相对湿度下混合。
混合后的气体经过久置和摇晃进行混匀,然后在一定的压力下分装至专用气瓶中,待其稳定后即可出厂。
在实际应用中,混合气体需要在给定的条件下使用,且需定期校验。
由于气体各组分之间可能存在相互作用,因此需注意保持各组分浓度的稳定,以确保测量
数据的正确性。
同时,该混合气体标准物质应在规定的温度、压力和湿度条件下储存。
存储期限按照国家或相关标准设定。
在气瓶上会标明各组分浓度以及使用期限等信息,使用时应严格按照说明书使用,切忌随意更改任何参数。
总的来说,氮中丙烷、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮混合气体标准物质是一种能提供精确测量数据的重要工具,我们应正确使用和妥善保管,以发挥其最大作用。
空气中的氧与氮的氧化反应空气中的氧氮氧化反应是地球大气中一种重要的化学反应,它对于地球的气候和环境具有重要影响。
本文将探讨空气中的氧与氮的氧化反应的机制、影响因素以及其在大气中的意义。
一、氧与氮的氧化反应机制氧与氮的氧化反应主要发生在大气中的高温和高压条件下。
当温度达到2000°C以上时,氮气和氧气会发生反应,生成一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
这个过程被称为氮氧化反应。
氮氧化反应的具体机制是通过氮气和氧气的碰撞和解离来实现的。
首先,氮气和氧气分子在高温下碰撞,产生高能态的氮氧化物。
然后,这些高能态的氮氧化物会进一步解离,生成一氧化氮和二氧化氮。
这个过程是一个连续的链式反应,其中一氧化氮和二氧化氮在反应中起到催化剂的作用。
二、影响氧化反应的因素氧与氮的氧化反应受到多种因素的影响。
首先是温度的影响。
氧与氮的氧化反应需要高温条件,因此温度的升高会促进反应的进行。
然而,过高的温度也会导致反应速率的减慢,因为过高的温度会使氮氧化物分解为氮气和氧气,而不是生成一氧化氮和二氧化氮。
除了温度,压力也对氧化反应有影响。
在高压下,氧与氮的氧化反应速率更快。
这是因为高压会增加氮氧化物的浓度,从而增加反应的碰撞频率。
此外,反应物浓度和反应物的比例也会影响氧化反应的速率。
当氧气和氮气的浓度增加时,反应速率增加。
然而,当氧气和氮气的比例失衡时,反应速率会降低。
三、氧化反应在大气中的意义氧与氮的氧化反应在大气中具有重要意义。
首先,氮氧化物是大气中的污染物之一。
它们可以通过工业排放、汽车尾气等途径释放到大气中。
一氧化氮和二氧化氮是典型的氮氧化物,它们对人体健康和环境造成危害。
其次,氮氧化物还参与了大气中的臭氧生成反应。
一氧化氮和二氧化氮与大气中的挥发性有机物反应,生成臭氧。
臭氧是一种强氧化剂,对植物和人类健康有害。
因此,氧与氮的氧化反应对于大气中的臭氧生成具有重要影响。
最后,氧与氮的氧化反应还涉及到大气中的氮循环。
空气中的气体成分比例
正常的空气成分按体积分数计算是:氮气(N2)约占78.1%,氧气(02)约占20.9%,稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(C02)约占0.031%,还有其它气体和杂质约占0.03%,如臭氧(03)、一氧化氮(N0)、二氧化氮(N02)、水蒸气(H20)等。
大气就像一层保护甲一样,他能为植物光合作用提供二氧化碳,他主要由氮气和氧气,还有其他气体组成,它对人类的生存和生产有着重要的影响,空气中每种气体是固定不变的,但是所含的量,都会随着气压和高度的改变而变化。
人类平均有80%以上的时间都是在室内度过的而室内空气质量的好坏与人们的关系尤为重要,比如我们会用到装修材料,日用品,如果这些材料上面所附着的物质没有达到国家标准的话是不能满足人类健康要求的。
最会导致人们头疼,失眠,过敏等一系列免疫力低下的表现。
特别是在夏天,我们常常会开着空调,而空调综合症的表现,就是人们在空调房里会感到乏力,嗜睡、肌肉痛,感冒等这些发生概率高的疾病。
所以为了让身体里的血液接收新的空气,应该多出门呼吸新鲜空气。
空气中甲烷、氮气中一氧化碳、氮气中一氧化氮、氮气中二氧化硫、氮气中二氧化碳、氮气中氧气体标准物质研制前言空气中甲烷、氮气中一氧化碳、氮气中一氧化氮、氮气中二氧化硫、氮气中二氧化碳、氮气中氧标准气体广泛应用于石化、化工、冶金等行业。
该标准气体用于安全报警仪及氧分析仪的校准和检测。
该标准气体采用国际通用的称量法配制, 采用气相色谱法对标准气体进行稳定性、均匀性实验, 确保标准气体的量值准确可靠。
一、标准气体浓度气体标准物质中, 气体成分浓度(mol/mol)范围应在推荐值±20%以内。
二、标准气体制备方法的研究2.1.原理配制方法采用ISO6142-1982或国家标准GB/T5274-1985 称量法来制备混合气体方法。
2.11一次稀释法其中浓度范围在10-3≤X i≤1( mol) 的混合气均采用一次稀释法。
其摩尔浓度由下列公式计算:m i——n i M iX i = ————= ———————n i+∑n j m i m j—— + ∑——M i M j式中i、j混合气体中组分符号: ni为质量为mi的i组分的摩尔数。
nj为质量为mj的j组分的摩尔数。
2.12二次稀释法其中浓度范围在10-4≤X2i≤10-2( mol) 的混合气均采用二次稀释法。
取质量为μ1的混合气( 即在2.1.1中制备的混合气a) ,用一种质量为μd1、摩尔质量为Md的气体进行稀释。
稀释所得混合气( 混合气b) 中, 组分i的浓度由下列公式计算:μ1n i . ——mX2i = ———————μ1μd1n. —+ ——m M d式中i混合气体中组分符号: ni为质量为mi的i组分的摩尔数。
2.13三次稀释法其中浓度范围在10-6≤X3i≤10-4( mol) 的低浓度混合气均采用三次稀释法。
取质量为μ2的混合气( 即在2.1.2中制备的混合气b) ,用一种质量为μd2、摩尔质量为Md的气体进行稀释。
稀释所得混合气( 混合气c) 中, 组分i其摩尔浓度由下列公式计算:μ2N2i . ——ms2X3i = ———————μ2μd2Ns2. —+ ——ms2 M d式中i混合气体中组分符号: n2i为质量为m2i的i组分的摩尔数。
2.2 配气装置SX-Ⅲ型混合气体配气装置, 其中称量天平规格见下表:2.3.钢瓶规格2.3.1 8升铝合金瓶2.3.2 4升铝合金瓶(用于色谱分析校准气配制)2.4.配置过程2.4.1铝合金气瓶的预处理铝合金钢瓶在配制前需要进行清洗、干燥、抽真空等过程的预处理。
2.4.2铝合金钢瓶用高纯氮气进行多次置换。
2.4.3经置换过的气瓶在100℃烘箱内抽真空48小时, 冷却至室温。
2.4.4其瓶内压力应维持在1×10-3Pa。
2.5原料气纯度制备上述标准气体需要的原料气为高纯氮气、氧气、气体。
经分析, 原料气的纯度为2.5.1高纯氮( 99.9993%以上) , 其中H2≤0.17×10-6, O2≤1.90×10-6 ,H2O≤2.50×10-6, CO≤0.03×10-6, CH4≤0.06×10-6, CO2≤0.07×10-6。
2.5.2氧(99.995%以上), 其中Ar≤10×10-6, N2≤20×10-6 ,H2O≤10×10-6, 总碳含量( 以CH4计) ≤2×10-6, CO2≤1×10-6。
2.5.3CO( 99.9%以上) , 其它TCH≤0.01×10-2。
2.5.4NO( 99.9%以上) , 其中NO2≤18×10-6, N2O≤180×10-6,N2≤600×10-6, CO2≤98×10-6,O2≤80×10-6mol/mol。
2.5.5SO2( 99.9%以上) , 其中H2O≤300×10-6。
2.5.6CO2( 99.9%以上) , 其它TCH≤0.10×10-2。
2.5.7CH4( 99.99%以上) , 其它TCH≤0.10×10-2。
2.6.配制压力不大于10M Pa。
三、空气中甲烷3.1配制实例3.1.1由于甲烷分子量比较低, 如果制备3%的空气中甲烷, 只能称量16克, 称量克数太少, 因此先制备一个氮气中甲烷的中间瓶( 该中间瓶浓度为20.0%) 。
氮气中甲烷混合气, 瓶号: 190245; 规格: 8升铝合金瓶组分: CH4N2浓度要求: 20.0% 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 中间瓶制备即告完成。
空气中甲烷混合气( 以19.99%氮气中甲烷混合气加以氧气、氮气进行混合)瓶号: 978155; 规格: 8升铝合金瓶组分: CH4Air浓度要求: 3.00% 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 制备即告完成。
3.1.2同理如果制备500ppm的空气中甲烷, 只能称量0.27克, 称量克数太少, 因此先制备两个氮气中甲烷的中间瓶。
因之前已经制备了一个浓度为19.05%的氮气中甲烷, 在这基础上再制备一个更低浓度的中间瓶( 该中间瓶浓度为2.00%) 。
氮气中甲烷混合气, 瓶号: 190091; 规格: 8升铝合金瓶组分: CH4N2浓度要求: 2.00% 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 中间瓶制备即告完成。
空气中甲烷混合气( 以2.00%氮气中甲烷混合气加以氧气、氮气进行混合)瓶号: 352880; 规格: 8升铝合金瓶组分: CH4Air浓度要求: 500ppm 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 制备即告完成。
3.2 空气甲烷气体标准物质的研究。
3.2.1实验条件的选择空气中甲烷气体标准物质的组分测定: 空气中甲烷采用HP6890气相色谱仪, FID检测器。
实验条件选择如下表:3.2.2 典型色谱图的色谱分离结果采用FID检测器, 氮气作载气, 对甲烷有响应, 上述实验条件下出峰时间短, 峰形好, 灵敏度高。
( 色谱图详见附件)3.3.标准气体的性能评价3.3.1标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同, 会引起分层或液化现象, 虽然预先作了分压计算, 并加以保险系数, 规定了最高配制压力, 并进行了长时间滚动, 但还必须进行均匀性试验。
均匀性试验采用配制完成半小时至六小时, 二周后至一年逐步减压取样分析来观察, 数据结果见表1-2。
表1 ( 空气中甲烷标气配制完成后半小时至六小时, 压力由9.5M Pa 逐步减压至3.5M Pa的数据mol/mol)表2 ( 空气中甲烷标气配制完成后两周后至一年, 压力由9.5M Pa逐步减压至0.5M Pa的数据mol/mol)经气相色谱法测定结果表明, 空气中甲烷标准气体组分含量随压力的变化在允许范围内, 由此可知, 在不同压力下, 组分含量浓度稳定, 使用压力下限为0.50Mpa。
3.3.2标准气体随时间的稳定性作为空气中甲烷气体标准物质, 一个主要指标必须在较长时间内是稳定的, 其各组分含量不允许发生变化, 为此必须作长时间稳定性考察。
稳定性考察采用色谱分析每隔一月检测一次, 共进行了十二个月, 数据结果见表3。
表3 ( 甲烷每隔一月检测一次, 共进行了十二个月的数据mol/mol)四、氮气中一氧化碳4.1配制实例4.1.1氮气中一氧化碳混合气, 瓶号: 00329; 规格: 8升铝合金瓶组分: CO N2浓度要求: 5.00% 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 制备即告完成。
4.1.2同理如果制备500ppm的氮气中一氧化碳, 只能称量0.47克, 称量克数太少, 因此先制备两个氮气中一氧化碳的中间瓶。
因之前已经制备了一个浓度为 4.99%的氮气中一氧化碳, 在这基础上再制备一个更低浓度的中间瓶( 该中间瓶浓度为4995ppm) 。
氮气中一氧化碳混合气, 瓶号: 357665; 规格: 8升铝合金瓶组分: CO N2浓度要求: 5000ppm 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 中间瓶制备即告完成。
氮气中一氧化碳混合气( 以4995 ppm氮气中一氧化碳混合气加氮气进行混合)瓶号: 04139; 规格: 8升铝合金瓶组分: CO N2浓度要求: 500ppm 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 制备即告完成。
4.2 氮气中一氧化碳标准物质的研究。
4.2.1实验条件的选择氮气中一氧化碳气体标准物质的组分测定: 氮气中一氧化碳5000ppm及以下采用HP6890气相色谱仪, 配镍转化炉, FID检测器;氮气中一氧化碳5000ppm以上采用GC8800气相色谱仪TCD检测器。
实验条件选择如下表:4.2.2 典型色谱图的色谱分离结果采用FID检测器, 镍转化炉氮气作载气, 对CO有响应, 上述实验条件下出峰时间短, 峰形好, 灵敏度高。
采用TCD检测器, 氦气作载气, 对CO及氮气都有响应, 上述实验条件下峰分离较好, 灵敏度高。
( 色谱图详见附件)4.3.标准气体的性能评价4.3.1标准气体的均匀性考察气瓶内混合气体由于气体分子量、沸点不同, 会引起分层或液化现象, 虽然预先作了分压计算, 并加以保险系数, 规定了最高配制压力, 并进行了长时间滚动, 但还必须进行均匀性试验。
均匀性试验采用配制完成半小时至六小时, 二周后至一年逐步减压取样分析来观察, 数据结果见表4-5。
表 4 ( 氮气中一氧化碳标气配制完成后半小时至六小时, 压力由9.5M Pa逐步减压至3.5M Pa的数据mol/mol)表5 ( 氮气中一氧化碳标气配制完成后两周后至一年, 压力由9.5M Pa逐步减压至0.5M Pa的数据mol/mol)经气相色谱法测定结果表明, 氮气中一氧化碳标准气体组分含量随压力的变化在允许范围内, 由此可知, 在不同压力下, 组分含量浓度稳定, 使用压力下限为0.50Mpa。
4.4标准气体随时间的稳定性作为氮气中一氧化碳气体标准物质, 一个主要指标必须在较长时间内是稳定的, 其各组分含量不允许发生变化, 为此必须作长时间稳定性考察。
稳定性考察采用色谱分析每隔一月检测一次, 共进行了十二个月, 数据结果见表6。
表6 ( 一氧化碳每隔一月检测一次, 共进行了十二个月的数据mol/mol)五、氮气中一氧化氮5.1配制实例5.1.1由于一氧化氮分子量比较低, 如果制备5000ppm的氮气中一氧化氮, 只能称量 5.1克, 称量克数太少, 因此先制备一个氮气中一氧化氮的中间瓶( 该中间瓶浓度为3.00%) 。
氮气中一氧化氮混合气, 瓶号: 190331; 规格: 8升铝合金瓶组分: NO N2浓度要求: 3.00% 余配制完成后放置在滚动装置上滚动24小时, 中间瓶制备即告完成。