工業分析技術前言氣體分析第一節概述一、工業氣體

工業氣體種類很多，根據它們在工業上的用途大致可分為以下幾種。

(1)氣體燃料

①天然氣。煤與石油的組成物質分解的產物，存在于含煤或石油的地層中。主要成分是甲烷。

②焦爐煤氣。煤在800℃以上煉焦的副產物。主要成分是氫和甲烷。

③石油氣。石油裂解的產物。主要成分是甲烷、烯烴及其他碳氫化合物。

④水煤氣。由水蒸氣作用于赤熱的煤而生成。主要成分是一氧化碳和氫氣。

前言氣體分析第一節概述

(2)化工原料氣。除上述的天然氣、焦爐煤氣、石油氣、水煤氣等均可作為化工原料氣外還有其他幾種。

①黃鐵礦焙燒爐氣。主要成分是二氧化硫，用于合成硫酸。4FeS+7O2→2Fe2O3+4SO2↑

②石灰焙燒窯氣。主要成分是二氧化碳，用于制堿工業。CaCO3→CaO+CO2↑

(3)氣體產品

以氣體形式存在的工業產品種類也很多，如氫氣、氮氣、氧氣、乙炔氣和氦氣等。

（4）廢氣

各種工業用爐的煙道氣，即燃料燃燒后的產物，主要成分為N2、O2、CO、CO2、水蒸氣及少量的其他氣體。在化工生產中排放出來的大量尾氣，情況各異組成較為復雜。

(5)廠房空氣

工業廠房內的空氣一般多少含有些生產用的氣體。這些氣體中有些對身體有害，有些能夠引起燃燒爆炸。工業廠房空氣在分析上是指廠房空氣中這類有害氣體。二、氣體分析意義及其特點三、氣體分析方法

氣體分析方法：化學分析法、物理分析法及物理化學分折法。

化學分析法：是根據氣體的某一化學特性進行測定的，如吸收法、燃燒法。

物理分析法：是根據氣體的物理特性，如密度、熱導率、折射率、熱值等來進行測定的。

過渡頁

物理化學分析法：是根據氣體的物理化學特性來進行測定的，如電導法、色譜法和紅外光譜法等。

當氣體混合物中各個組分的含量的表示：

為常量時，一般采用體積分數來表示，如合成氨中煤氣分析，

氣體混合物中各組分的含量是微量時，一般采用每升或每立方米中所含的質量(mg)或體積(μL)來表示，如空氣中有害物質(SO2、NH3、NO2)的分析。過渡頁第二節氣體試樣采取

從氣體組成不一致的某一點取樣，則所采取的試樣不能代表其平均組成。

在化工廠中最常采取的有下列各種氣體試樣。

①平均試樣。用一定裝置使取樣過程能在一個相當時間內或整個生產循環中，或者在某生產過程的周期內進行，所取試樣可以代表一個過程或整個循環內氣體的平均組成。

②定期試樣。經過一定時間間隔所采取的試樣。

③定位試樣。在設備中不同部位（如上部、中部、下部）所采取的試樣。

④混合試樣。是幾個試樣的混合物，這些試樣取自不同對象或在不同時間內取自同一對象。

點擊添加標題一、采樣方法

1．常壓下取樣當氣體壓力近于大氣壓或等于大氣壓時，常用封閉液改變液面位置以引入氣體試樣，若感到氣體壓力不足時，可以利用流水抽氣泵抽取氣體試樣。(1)用取樣瓶采取氣體試樣如圖4-2所示，(2)用取樣管采取氣體試樣如圖4-3所示，

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(3)用抽氣泵采取氣體試樣

2．正壓下取樣3．負壓下取樣點擊添加標題二、氣體體積的測量

1．量氣管量氣管的類型有單臂式和雙臂式兩類，點擊添加標題

(1)單臂式量氣管單臂式量氣管分直式、單球式、雙球式3種。最簡單的量氣管是直式，是一支容積為100mL有刻度的玻璃管，分度值為0.2mL，可讀出在100mL體積范圍內的所示體積；單球式量氣管的下端細長部分一般有40～60mL的刻度，分度值為0.1mL，

(2)雙臂式量氣管

總體積也是100mL，左臂由4個20mL的玻璃球組成，右臂是具有分度值為0.05mL體積為20mL細管(加上備用部分共22mL)?？梢詼y量100mL以內的氣體體積。

(3)量氣管的使用(4)量氣管的校正

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2.氣量表分析高濃度的氣體含量時，以量氣管取100mL混合氣體就已足夠使用。但在測定微量氣含量時，取100mL混合氣體就太少了。

（1）氣體流量計

常稱濕式流量計，由金屬筒構成，其中盛半筒水，在筒內有一金屬鼓輪將圓筒分割為四個小室。鼓輪可以繞著水平軸旋轉，當空氣通過進置且進入小室時，推動鼓輪旋轉，鼓輪的旋轉軸與筒外刻度盤上的指針相連，指針所指示的讀數，即為采集氣體試樣的體積。

（2）氣體流速計

(3)

轉子流量計點擊添加標題

第三節氣體化學分析方法

常用的有吸收法和燃燒法。

吸收法：常用于簡單的氣體混合物的分析，

燃燒法：主要是在吸收法不能使用或得不出滿意的結果時才使用的。一，吸收法氣體化學吸收法應包括氣體體積法、氣體吸收滴定法、氣體吸收稱量法和氣體吸收比色法等。

（一）吸收體積法利用氣體的化學特性，使氣體混合物和特定的吸收劑接觸。此種吸收劑能對混合氣體中所測定的氣體定量地發生化學吸收作用（而不與其他組分發生任何作用）。如果在吸收前、后的溫度及壓力保持一致，則吸收前、后的氣體體積之差即為待測氣體的體積。

1．氣體吸收劑氣體吸收劑：用來吸收氣體的化學試劑稱為氣體吸收劑。吸收劑可分為液態和固態兩種，在大多數情況下，都以液態吸收劑為主。點擊添加標題

下面是幾種常見的氣體吸收劑。

(1)氫氧化鉀溶液

KOH是CO2的吸收劑。2KOH+CO2→K2CO3+H2O通常用KOH而不用NaOH，因為濃的NaOH溶液易起泡沫，并且析出難溶于本溶液中的Na2CO3而堵塞管路。一般常用33%的KOH溶液，此溶液1mL能吸收40mL的CO2，它適用于中等濃度及高濃度（2%～3%以上）的CO2測定。干擾：氫氧化鉀溶液也能吸收H2S、SO2和其他酸性氣體，在測定時必須預先除去。

(2)焦性沒食子酸的堿溶液

焦性沒食子酸（1，2，3-三羥基苯）的堿溶液是O2的吸收劑。焦性沒食子酸與氫氧化鉀作用生成焦性沒食子酸鉀。C6H3(OH)3+3KOH→C6H3(OK)3+3H2O焦性沒食子酸鉀被氧化生成六氧基聯苯鉀。2C6H3(OK)3+1/2O2→(KO)3H2C6C6H2(OK)3+H2O

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配制好的此種溶液1mL能吸收8～12mL氧，在溫度不低于15℃，含氧量不超過25%時，吸收效率最好。

溫度的影響：焦性沒食子酸的堿性溶液吸收氧的速度，隨溫度降低而減慢，在0℃時幾乎不吸收。所以用它來測定氧時，溫度最好不要低于15℃。

干擾：因為吸收劑是堿性溶液，酸性氣體和氧化性氣體對測定都有干擾，在測定前應使之除去。點擊添加標題

（3）亞銅鹽氨溶液亞銅鹽的鹽酸溶液或亞銅鹽的氨溶液是一氧化碳的吸收劑。一氧化碳和氯化亞銅作用生成不穩定的配合物Cu2Cl2·2CO。Cu2Cl2+2CO→Cu2Cl2·2CO在氨性溶液中，進一步發生反應。Cu2Cl2·2CO+4NH3+2H2O→Cu2(COONH4)2+2NH4Cl二者之中以亞銅鹽氨溶液的吸收效率最好，1mL亞銅鹽氨溶液可以吸收16mL一氧化碳。

氨水的影響：因氨水的揮發性較大，用亞銅鹽氨溶液吸收一氧化碳后的剩余氣體中?；煊邪睔猓绊憵怏w的體積，故在測量剩余氣體體積之前，應將剩余氣體通過硫酸溶液以除去氨的氣體（即進行第二次吸收）。

干擾：亞銅鹽氨溶液也能吸收氧、乙炔、乙烯、高級碳氫化合物及酸性氣體。故在測定一氧化碳之前均應加以除去。

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（4)飽和溴水或硫酸汞、硫酸銀的硫酸溶液它們是不飽和烴的吸收劑。在氣體分析中不飽和烴通常是指乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、苯、甲苯等。溴能和不飽和烴發生加成反應并生成液態的各種飽和溴化物。CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2BrCH≡CH+2Br2→CHBr2-CHBr2

在實驗條件下，苯不能與溴反應，但能緩慢地溶解于溴水中，所以苯也可以一起被測定出來。硫酸在有硫酸銀（或硫酸汞）作為催化劑時，能與不飽和烴作用生成烴基磺酸、亞烴基磺酸、芳烴磺酸等。

CH2=CH2+H2SO4→CH3-CH2OSO2OHCH≡CH+H2SO4→CH3-CH(OSO2OH)2C6H6+H2SO4→C6H5SO3H+H2O

(5)硫酸、高錳酸鉀溶液、氫氧化鉀溶液它們是二氧化氮的吸收劑。2NO2+H2SO4→OH(ONO)SO2+HNO310NO2+2KMnO4+H2SO4+H2O→10HNO3+K2SO4+MnSO42NO2+2KOH→KNO3+KNO2+H2O

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2．混合氣體的吸收順序

在混合氣體中，每一種成分并沒有一種特效的吸收劑，也就是某一種吸收劑所能吸收的氣體組分并非僅一種氣體。因此，在吸收過程中，必須根據實際情況，合理安排吸收順序，才能消除氣體組分間的相互干擾，得到準確的結果。

例如，煤氣中的主要成分是CO2、O2、CO、CH4、H2等。根據所選用的吸收劑性質，在作煤氣分析時，它們應按如下吸收順序進行。

①氫氧化鉀溶液。它只吸收二氧化碳，其他組分不干擾。應排在第一。

②焦性沒食子酸的堿性溶液。試劑本身只能吸收氧氣。但因為是堿性溶液，也能吸收酸性氣體。因此，應排在氫氧化鉀吸收液之后。故排在第二。

③氯化亞銅的氨性溶液。它不但能吸收一氧化碳，同時還能吸收二氧化碳、氧等。因此，只能把這些干擾組分除去之后才能使用。故排在第三。

甲烷和氫用燃燒法測定。

所以煤氣分析的順序應為：KOH溶液吸收CO2，焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氯化亞銅的氨溶液吸收CO;用燃燒法測定CH4及H2；剩余氣體為N2。

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3．吸收儀器——吸收瓶

吸收瓶如圖4-10所示，是供氣體進行吸收作用的設備，瓶中裝有吸收劑，氣體分析時吸收作業即在此瓶中進行。吸收瓶分為兩部分，一部分是作用部分，另一部分是承受部分。

（二）吸收滴定法

吸收滴定法：綜合應用吸收法和滴定分析法測定氣體（或可以轉化為氣體的其他物質）含量的分析方法稱為吸收滴定法。

原理：是使混合氣體通過特定的吸收劑溶液，則待測組分與吸收劑發生反應而被吸收，然后在一定的條件下，用特定的標準溶液滴定，根據消耗的標準溶液的體積，計算出待測氣體的含量。點擊添加標題

焦爐煤氣中少量H2S的滴定，就是使一定量的氣體試樣通過醋酸鎘溶液。硫化氫被吸收生成黃色的硫化鎘沉淀。H2S+Cd(Ac)2→CdS+2HAc然后將溶液酸化，加入過量的碘標準溶液，負二價的硫被氧化為零價的硫。

CdS+2HCl+I2→2HI+CdCl2+S↓剩余的碘用硫代硫酸鈉標準溶液滴定，淀粉為指示劑I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI由碘的消耗量計算出硫化氫的含量。

（三）吸收重量法

吸收重量法：綜合應用吸收法和重量法來測定氣體物質（或可以轉化氣體的其他物質）含量的分析方法稱為吸收重量法。

原理：是使混合氣體通過固體（或液體）吸收劑，待測氣體與吸收劑發生反應（或吸附），而吸收劑增加一定的質量，根據吸收劑增加的質量，計算出待測氣體的含量。此法主要用于微量氣體組分的測定，也可進行常量氣體組分的測定。

例如，測定混合氣體中的微量二氧化碳時，使混合氣體通過固體的堿石灰（一份氫氧化鈉和兩份氧化鈣的混合物，常加一點酚酞故呈粉紅色，亦稱鈉石灰）或堿石棉（50%氫氧化鈉溶液中加入石棉，攪拌成糊狀，在150～160℃烘干，冷卻研成小塊即為堿石棉），二氧化碳被吸收。2NaOH+CO2→Na2CO3+H2OCaO+CO2→CaCO3精確稱量吸收劑吸收氣體前、后的質量，根據吸收劑前、后質量之差，即可計算出二氧化碳的含量。

（四）吸收比色法

吸收比色法：綜合應用吸收法和比色法來測定氣體物質（或可以轉化為氣體的其他物質）含量的分析方法稱為吸收比色法。

原理：是使混合氣體通過吸收劑（固體或液體），待測氣體被吸收，而吸收劑產生不同的顏色（或吸收后再作顯色反應），其顏色的深淺與待測氣體的含量成正比，從而得出待測氣體的含量。此法主要用于微量氣體組分含量的測定。

例如，測定混合氣體中微量乙炔時，使混合氣體通過吸收劑——亞銅鹽的氨溶液。乙炔被吸收，生成乙炔銅的紫紅色膠體溶液。2CH≡CH+Cu2Cl2→2CH≡CCu+2HCl其顏色的深淺與乙炔的含量成正比?？蛇M行比色測定，從而得出乙炔的含量。大氣中的二氧化硫、氮氧化物等均是采用吸收比色法進行測定。在比色法中還常用檢氣管法.

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檢測管是一根內徑為2～4mm的玻璃管，以多孔性固體（如硅膠、氧化鋁、瓷粉、玻璃棉等）顆粒為載體，吸附了化學試劑所制成的檢氣劑填充于該玻璃管中，管兩端封口，如圖4-11所示。使用時，在現場將檢氣管的兩端鋸斷，一端連接氣體采樣器，使氣體以一定速度通過檢氣管，在管內檢氣劑即與待測氣體發生反應而形成一著色層，根據色層的深淺或色層的長度，與標準檢氣管相比來進行含量測定。點擊添加標題

二、燃燒法有些可燃性氣體沒有很好的吸收劑，如氫和甲烷。因此，不能用吸收法進行測定，只有用燃燒法來進行測定。理論依據：當可燃性氣體燃燒時，其體積發生縮減，并消耗一定體積的氧氣，產生一定體積的二氧化碳。它們都與原來的可燃性氣體有一定的比例關系，可根據它們之間的這種定量關系，分別計算出各種可燃性氣體組分的含量。

氫燃燒，按下式進行2H2+O2→2H2O（2體積）（1體積）（0體積）2體積的氫與1體積的氧經燃燒后，生成零體積的水（在室溫下，水蒸氣冷凝為液態的水，其體積可以忽略不計），在反應中有3體積的氣體消失，其中2體積是氫，故氫的體積是縮小體積數的2/3。以V縮代表縮小的體積數，V(H2)代表燃燒前氫的體積。則V(H2)=2/3V縮或V縮=3/2V(H2)在氫燃燒過程中，消耗氧的體積是原有氫體積的1/2，以V耗氧代表消耗氧的體積。則V(H2)

=2V耗氧點擊添加標題

甲烷燃燒，按下式進行，其中水在常溫下是液體，其體積和氣體相比可以忽略不計，CH4+2O2→CO2+2H2O（1體積）（2體積）（1體積）（0體積）1體積的甲烷與2體積的氧燃燒后，生成1體積的二氧化碳和零體積的液態水，由原有3體積的氣體變成1體積的氣體，縮小2體積。即縮小的體積相當于原甲烷體積的2倍以V(CH4)代表燃燒前甲烷的體積。則V(CH4)=1/2V縮或V縮=2V(CH4)在甲烷燃燒中消耗氧的體積是甲烷體積的2倍。則V(CH4)=1/2V耗氧或V耗氧=2V(CH4)甲烷燃燒后，產生與甲烷同體積的二氧化碳，以V生(CO2)代表燃燒后生成的二氧化碳體積。則V生(CO2)=V(CH4)點擊添加標題.

一氧化碳燃燒，按下式進行2CO+O2→2CO2（2體積）（1體積）（2體積）2體積的一氧化碳與1體積的氧燃燒后，生成2體積的二氧化碳，由原來的3體積變為2體積，減少1體積，即縮小的體積相當于原來的一氧化碳體積的1/2。以V(CO)代表燃燒前一氧化碳的體積，則V(CO)=2V縮

或V縮=1/2V(co)在一氧化碳燃燒中消耗氧氣的體積是一氧化碳體積的1／2，則V耗氧=V(co)

或V(CO)=2V耗氧一氧化碳燃燒后，產生與一氧化碳同體積的二氧化碳，則V生(CO2)

=V(CO)

結論：在某一可燃氣體內通入氧氣，使之燃燒，測量其體積的縮減，消耗氧氣的體積及在燃燒反應中所生成的二氧化碳體積，就可以計算出原可燃性氣體的體積，并可進一步計算出所在混合氣體中的體積數。點擊添加標題

（一）一元可燃性氣體燃燒后的計算先用吸收法除去其他組分（如二氧化碳、氧），再取一定量的剩余氣體（或全部），加入一定量的空氣使之進行燃燒。經燃燒后，測出其體積的縮減或生成的二氧化碳體積。根據燃燒法的原理，計算出可燃性氣體的含量。

【例1】有O2、CO2、CH4、N2的混合氣體80.00mL，經用吸收法測定O2、CO2后的剩余氣體中加入空氣，使之燃燒，經燃燒后的氣體用氫氧化鉀溶液吸收，測得生成的CO2的體積為20.00mL，計算混合氣體中甲烷的體積分數。

解根據燃燒法的基本原理CH4+2O2→CO2+2H2O當甲烷燃燒時所生成的CO2體積，等于混合氣體中甲烷的體積，即V(CH4)=V生(CO2)所以V(CH4)=20.00(mL)點擊添加標題

（二）二元可燃性氣體混合物燃燒后的計算有兩種可燃性氣體組分，先用吸收法除去干擾組分，再取一定量的剩余氣體（或全部）加入過量的空氣，使之進行燃燒。經燃燒后，測量其體積縮減、生成二氧化碳的體積等，根據燃燒法的基本原理，列出二元一次方程組，解其方程，即可得出可燃性氣體的體積。并計算出混合氣體中的可燃性氣體的體積分數。

一氧化碳和甲烷的氣體混合物，燃燒后，求原可燃性氣體的體積。它們的燃燒反應為2CO+O2→2CO2CH4+2O2→CO2+2H2O

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設一氧化碳的體積為V(CO)；甲烷的體積為V(CH4)。經燃燒后，由一氧化碳所引起的體積縮減應為原一氧化碳體積的1/2。由甲烷所引起的體積縮減應為原甲烷體積的2倍。而經燃燒后，測得的應為其總體積的縮減，V縮。所以V縮=1/2V(CO)+2V(CH4)

(1)由于，一氧化碳和甲烷燃燒后，生成與原一氧化碳和甲烷等體積的二氧化碳，而經燃燒后，測得的應為總二氧化碳的體積，V生（CO2）。所以

V生(CO2)

=V(CO)+V(CH4)方程(1)、(2)聯立，解得V(CO)=[4V生(CO2)-2V縮]/3V(CH4)=[2V縮-V生(CO2)]/3點擊添加標題

【例3】有CO、CH4、N2的混合氣體40.00mL，加入過量的空氣，經燃燒后，測得其體積縮減42.00mL，生成CO236.00mL。計算混合氣體中各組分的體積分數？解根據燃燒法的基本原理及題意得V縮=1/2V(CO)+2V(CH4)=42.00V生(CO2)=V(CO)+V(CH4)=36.00解方程得V(CH4)=16.00mLV(CO)=20.00mLV(N2)=40.00-(16.00+20.00)=4.00(mL)則

氫和甲烷氣體混合物燃燒后，求原可燃性氣體的體積。它們的燃燒反應為2H2+O2→2H2OCH4+2O2→CO2+2H2O設氫的體積為V(H2)，甲烷的體積為V(CH4)。經燃燒后，由氫所引起的體積縮減應為原氫體積的3/2。由甲烷所引起的體積縮減應為原甲烷體積的2倍。而燃燒后測得的應為其總體積縮減，V縮。所以V縮=3/2V(H2)+2V(CH4)(3)由于甲烷在燃燒時生成與原甲烷等體積的二氧化碳，而氫則生成水。所以

V生(CO2)=V(CH4)

(4)方程(3)、(4)聯立，解得V(CH4)=V生(CO2)V(H2)=[2V縮-4V生(CO2)]/3點擊添加標題點擊添加標題

（三）三元可燃性氣體混合物燃燒后的計算如果氣體混合物中含有三種可燃性氣體組分，先用吸收法除去干擾組分，再取一定量的剩余氣體（或全部），加入過量的氧氣，使之進行燃燒。經燃燒后，測量其體積的縮減，消耗氧量及生成二氧化碳的體積。根據燃燒法的基本原理，列出三元一次方程組，解其方程組，可求得可燃性氣體的體積，并計算出混合氣體中可燃性氣體的體積分數。一氧化碳、甲烷、氫的氣體混合物，燃燒后，求原可燃性氣體的體積。它們的燃燒反應為2CO+O2→2CO2CH4+2O2→CO2+2H2O2H2+O2→2H2O設一氧化碳的體積為V(CO)，甲烷的體積為V(CH4)，氫的體積為V(H2)，經燃燒后，由一氧化碳所引起的體積縮減應為原一氧化碳體積的1/2;甲烷所引起的體積縮減應為原甲烷體積的2倍；氫氣所引起的體積縮減應為原氫氣體積的3/2。而經燃燒后所測得的應為其總體積縮減，V縮。所以

V縮=1/2V(CO)+2V(CH4)+3/2V(H2)

(5)

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由于一氧化碳和甲烷燃燒后生成與原一氧化碳和甲烷等體積的二氧化碳，氫則生成水。而燃燒后測得的是總生成的二氧化碳體積，V生(CO2)。所以

V生(CO2)=V(CO)+V(CH4)

(6)當一氧化碳燃燒時所消耗的氧氣為原一氧化碳體積的1/2，甲烷燃燒時所消耗的氧氣為原甲烷體積的2倍，氫燃燒時所消耗的氧氣為原氫體積的1/2。經燃燒后，測得的是總消耗氧氣的體積，V耗氧。所以

V耗氧=1/2V(CO)+2V(CH4)+1/2V(H2)

(7)

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設:a代表耗氧體積，b代表生成二氧化碳體積，c代表總體積縮減。它們的數據可通過燃燒后測得。方程(5)、(6)、(7)聯立組成三元一次方程組，并解該方程組得到點擊添加標題.

例5有CO2、O2、CH4、CO、H2、N2的混合氣體100.0mL。用吸收法測得CO2為6.00mL，O2為4.00mL，用吸收后的剩余氣體20.00mL，加入氧氣75.00mL，進行燃燒，燃燒后其體積縮減10.11mL，后用吸收法測得CO2為6.22mL，O2為65.31mL，求混合氣體中各組分的體積分數？

解:根據燃燒法的基本原理和題意得吸收法測得

燃燒法部分進行如下計算a=75.00-65.31=9.69(mL)b=6.22(mL)c=10.11(mL)吸收法吸收CO2和O2后的剩余氣體體積為100.0-6.00-4.00=90.00(mL)

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所以：燃燒法是取其中的20.00mL進行測定的，在90.00mL的剩余氣體中的體積為點擊添加標題.

（四）燃燒方法為使可燃燒性氣體燃燒，常用的方法有3種。

1．爆炸法

原理：將可燃氣體與空氣或氧氣混合，其比例能使可燃性氣體完全燃燒，并在爆炸極限之內，在一特殊的裝置中點燃，引起爆炸，所以常叫爆燃法（或稱爆炸法），氣體爆炸有兩個極限，上限與下限，爆炸上限指可燃氣體能引起爆炸的最高含量。爆炸下限指可性氣體能引起爆炸的最低含量。如H2在空氣中的爆炸極限是74.2%（體積分數），爆炸下限是4.1%，即當H2在空氣體積占4.1%～74.2%之內，它具有爆炸性。

2．緩燃法可燃性氣體與空氣或氧氣混合，經過熾熱的鉑質螺旋絲而引起緩慢燃燒，所以稱之為緩燃法。可燃性氣體與空氣或氧氣的混合比例應在可燃性氣體的爆炸極限以下，故可避免爆炸危險。若在上限以上，則氧氣量不足，可燃性氣體不能完全燃燒。此法所需時間較長。

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3．氧化銅燃燒法本法的特點在于被分析的氣體中不必加入為燃燒所需的氧氣，所用的氧可自氧化銅被還原放出。氫在280℃左右可在氧化銅上燃燒，甲烷在此溫度下不能燃燒，高于290℃時才開始燃燒，一般濃度的甲烷在600℃以上時在氧化銅上可以燃燒完全。反應如下H2+CuO→Cu+H2OCH4+4CuO→4Cu+CO2+2H2O氧化銅使用后，可在400℃通入空氣使之氧化即可再生。反應如下Cu+O2→2CuO本法的優點是因為不通入氧氣，可以減少體積測量的次數，從而減少誤差，并且測定后的計算也因不加入氧氣而簡化。點擊添加標題.

（五）燃燒所用的儀器1．爆炸瓶爆炸瓶是一個球形厚壁的玻璃容器，

2．緩燃管緩燃管的式樣與吸收瓶相似，也分作用部分與承受部分，上下排列如圖4-13所示。可燃性氣體在作用部分中燃燒，承受部分是用以承受自作用部分排出的封閉液。

3．氧化銅燃燒管用氧化銅燃燒在石英管中進行，形狀如圖4-14所示。將氧化銅裝在管的中部，用電爐或煤氣燈加熱，然后使氣體往返通過而進行燃燒。燃燒空間長度約為10cm，管內徑為6mm。

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三、其他氣體分析法1．電導法測定電解質溶液導電能力的方法，稱為電導法。2．庫侖法以測量通過電解池的電量為基礎而建立起來的分析方法，稱為庫侖法。3．熱導氣體分析4．激光雷達技術點擊添加標題.第四節氣體分析儀器氣體的化學分析法所使用的儀器，通常有奧氏(QF)氣體分析儀和蘇式(BTИ)型氣體分析儀。由于用途和儀器的型號不同，其結構或形狀也不相同，但是它們的基本原理卻是一致的。

一、儀器的基本部件①量氣管（見氣體測量中的量氣管）。②水準瓶（見氣體測量中用膠皮管與量氣管相連接的部件）。③吸收瓶（見吸收所用水準瓶）。④梳形管（如圖4-15所示，將量氣管和吸收瓶及燃燒瓶連接起來的裝置）。⑤燃燒瓶（見燃燒儀器中燃燒瓶）。

圖4-15梳形管

點擊添加標題.二、氣體分析儀器

1．改良式奧氏（QF-190型）氣體分析儀改良式奧氏氣體分析儀如圖4-16所示，是由1支量氣管、4個吸收瓶和1個爆炸瓶組成。它可進行CO2、O2、CH4、H2、N2混合氣體的分析測定。其優點是構造簡單、輕便，操作容易，分析快速。缺點是精度不高，不能適應更復雜的混合氣體分析。

2．蘇式(BTИ)型氣體分析儀蘇式氣體分析儀如圖4-17所示，是由1支雙臂式量氣管、7個吸收瓶、1個氧化銅燃燒管和1個緩燃管等組成。它可進行煤氣全分析或更復雜的混合氣體分析。儀器構造復雜，分析速度較慢；但精度較高，實用性較廣。點擊添加標題.

第五節氣體分析實例——半水煤氣分析

半水煤氣是合成氨的原料，它是由焦炭、水蒸氣和空氣等制成。它的全分析項目有CO2、O2、CO、CH4、H2及N2等?？梢岳没瘜W分析法，也可利用氣相色譜法來進行分析。當用化學分析法時，CO2、O2、CO可用吸收法來測定，CH4和H2可用燃燒法測定，剩余氣體為N2。它們的含量一般為：CO2，7%～11%;O2，0.5%;CO，26%～32%；H2，38%～42%；CH4，1%;N2，18%～22%。測定半水煤氣各成分的含量，可作合成氨造氣工段調節水蒸氣和空氣比例的根據。

一、化學分析法1．原理吸收法、燃燒法前面已講述。

點擊添加標題.

2．試劑①氫氧化鉀溶液(33%)。稱取1份質量的氫氧化鉀，溶解于2份質量的蒸餾水中。②焦牲沒食子酸堿性溶液。稱取5g焦性沒食子酸溶解15mL水中，另稱取48g氫氧化鉀溶于32mL水中，使用前將兩種溶液混合，搖勻，裝入吸收瓶中。③氯化亞銅氨性溶液。稱取250g氯化銨溶于750mL水中，再加入200g氯化亞銅，把此溶液裝入試劑瓶，放入一定量的銅絲，用橡皮塞塞緊，溶液應為無色。在使用前加入密度為0.9g/mL的氨水，其量是2體積的氨水與1體積的亞銅鹽混合。

點擊添加標題.

④封閉液。10%的硫酸溶液，加入數滴甲基橙。

3．儀器

改良式奧氏氣體分析儀。

4．測定步驟5，計算

6．討論及注意事項

①必須嚴格遵守分析程序，各種氣體的吸收順序不得更改。

②讀取體積時，必須保持兩液面在同一水平面上。

③在進行吸收操作時，應始終觀察上升液面，以免吸收液、封閉液沖到梳形管中。水準瓶應勻速上、下移動，不得過快。④儀器各部件均為玻璃制品，轉動活塞時不得用力過猛。⑤如果在工作中吸收液進入活塞或梳形管中，則可用封閉液清洗，如封閉液變色，則應更換。新換的封閉液，應用分析氣體飽和。⑥如儀器短期不使用，應經常轉動堿性吸收瓶的活塞，以免粘住。如長期不使用應清洗干凈，干燥保存。點擊添加標題.二、氣相色譜法半水煤氣是合成氨的原料氣，它的主要成分為H2、CO2、CO、N2、CH4等，在常溫下CO2在分子篩柱上不出峰，所以，用一根色譜柱難以對半水煤氣進行全分析。本實驗以氫氣為載氣，利用GDX-104和13X分子篩雙柱串聯熱導池檢測器，一根色譜柱用于測定CO2、CO、O2、N2、CH4；另一根色譜柱用于測定CO2。一次進樣，用外標法測得CO2、CO、O2、N2、CH4等的含量，H2的含量用差減法計算。本法對半水煤氣中主要成分進行分析的特點是快速、準確、操作簡單、易于實現自動化，現已廣泛應用于合成氨生產的中間控制分析。點擊添加標題.

1．儀器設備熱導池色譜儀一臺，色譜柱和熱導池部分氣路如圖4-18所示，采用六通閥進樣，六通閥氣路如圖4-19所示點擊添加標題.

2．色譜柱的制備

篩選40～60目13X分子篩10g，于550～600℃高溫爐中灼燒2h。篩選60～80目GDX-104（高分子多孔小球）5g于80℃氫氣流中活化2h（可直接裝入色譜柱中在恒溫下活化）備用。

取內徑為4mm，長分別為2m和1m的不銹鋼色譜柱各1支。用5%～10%熱氫氧化鈉溶液浸泡，洗去油污，用清水洗凈烘干。將處理好的固定相裝入色譜柱中，1m柱裝GDX-104，2m柱裝13X分子篩。將制備好的色譜柱按流程圖安裝在指定位置。注意各管接頭要密封好。點擊添加標題.

3．儀器啟動(1)檢查氣密性慢慢打開鋼瓶總閥、減壓閥及針閥。將柱前載氣壓力調到0.15MPa（表壓）放空口應有氣體流出（通室外）。用皂液檢查接頭是否漏氣，如果漏氣要及時處理好。(2)調節載氣流速用針形閥調節載氣流速為60mL/min。(3)恒溫檢查電氣單元接線正常后，開動恒溫控制器電源開關，將定溫旋鈕放在適當位置，讓色譜柱和熱導池都恒溫在50℃。(4)加橋流打開熱導檢測器電氣單元總開關，用“電流調節”旋鈕將橋流加到150mA，同時啟動記錄儀，記錄儀的指針應指在零點附近某一位置。

(5)調零按儀器使用說明書的規定，用熱導池電氣單元上的“調零”和“池平衡”旋鈕將電橋調平衡，用“記錄調零”的旋鈕將記錄器的指針調至量程中間位置，待基線穩定后即可進行分析測定。點擊添加標題.

4．測定手續

(1)進樣將裝有氣體試樣的球膽（使用球膽取樣應在取樣后立即分析，以免試樣發生變化，造成誤差）經過濾管進入六通閥氣樣進口，六通閥旋鈕旋到頭為取樣位置，這時氣體試樣進入定量管（可用1mL定量管），然后將六通閥右旋60o，到頭為進樣位置，氣樣即隨載氣進入色譜柱，觀察記錄儀上出現的色譜峰。

(2)定性半水煤氣在本實驗條件下的色譜圖如圖4-20所示，可利用秒表記錄下各組分的保留時間，然后用純氣一一對照。點擊添加標題.

(3)定量在上述橋流、溫度、載氣流速等操作條件恒定的情況下，取未知試樣和標準試樣，分別進樣1mL，記錄其色譜圖。注意在各組分出峰前，應根據其大致的含量和記錄儀的量程把衰減旋鈕放在適當的位置（檔）。由得到的色譜圖測量各組分的峰面積。同時做重復實驗取其平均結果。

(4)停機儀器使用完畢，依次關閉記錄儀、熱導電氣單元、恒溫控制器、電源開關，然后再停載氣。點擊添加標題.

5．數據處理(1)采用峰高乘半峰寬的方法計算峰面積。(2)各組分的校正系數Ki的求法半水煤氣標樣，用化學分析法作全分析，測出其中各組分的體積分數（Cib）之后，除以相應的峰面積(Aib)求出各組分的Ki值。

(4-1)

(3)未知試樣中出峰組分的體積分數按下式計算Φ(樣)=KiAi（樣）×100%

H2的含量用差減法求出Φ(H2)=1-[Φ(CO2)+Φ(O2)+Φ(N2)+Φ(CH4)+Φ(CO)]點擊添加標題.

6.討論及注意事項①如果利用雙氣路國產SP2302型或SP2305型成套儀器進行半水煤氣分析，可在一柱中裝GDX-104，另一柱中裝13X分子篩，分別測定CO2及其他組分，這種方法由于需要兩次進樣，誤差較大。②各種型號儀器的實際電路和調節旋鈕名稱不完全相同，具體操作步驟應看有關儀器說明書。③如果熱導池電氣單元輸出信號線路上，裝有“反向開關”可將基線調至記錄儀的一端，待CO2出峰完畢后，改變輸出信號方向，這樣可以利用記錄儀的全量程，提高測量精度。點擊添加標題.

第六節空氣顆粒物與元素測定一、顆粒物的概念和來源

顆粒物：一般指存在于環境空氣中的一些粒徑范圍較寬、物理和化學性質不同的液體或固體顆粒。

來源：空氣顆粒物來源廣泛、形態各異，化學、物理和熱力學性質差異很大。這些顆粒物來自各種靜態源和動態源，有燃燒而產生的顆粒物，例如柴油機煙霧或飛灰；有光化學反應生成的顆粒物，如城市煙霾；有來自海浪的鹽顆粒；來自再次揚塵的土壤顆粒等。

組成：空氣顆粒的主要成分有硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽和氫離子，還含有水、元素碳、各種有機化合物以及地殼元素。細模態顆粒主要含有硫酸鹽、銨鹽、氫離子、元素碳、來自做飯和燃燒的二次有機化合物和一次有機物質，以及某些傳輸而帶來的金屬。

分類：空氣顆粒物根據源的不同可分為一次顆粒物和二次顆粒物。

一次顆粒物指以原始化學物質的形式排入大氣的顆粒物。

二次顆粒物指在大氣中由化學反應形成的顆粒物。點擊添加標題.

形成過程：一次粗顆粒物通常由機械過程形成。

一次細顆粒物可能是直接由源排放的顆?；蚺欧诺恼魵庋杆倮淠沙毣蚝四B顆粒。一次顆粒物濃度由其向大氣的排放率、傳輸和擴散及去除率決定。

二次顆粒物由自由的、吸附性或溶解性氣體發生的化學反應形成。二、采樣器的切割點

PM10采樣器切割點:指在上切割點為10μm的空氣動力學直徑時收集效率為50%，且具有指定穿透曲線的顆粒物。點擊添加標題.三、PM10采樣器

采集PM10廣泛使用大流量采樣器。可采用靜電捕集法、β射線法或光散射法直接測定PM10濃度。

沖擊式采樣器的工作原理是：

①當含顆粒物氣體以一定速度由噴嘴噴出后，顆粒獲得一定的動能并且有一定的慣性。

②在同一噴射速度下，粒徑越大，慣性越大，因此，氣流從第一級噴嘴噴出后，慣性大的大顆粒難于改變運動方向，與第一塊捕集板碰撞被沉積下來，而慣性較小的顆粒則隨氣流繞過第一塊捕集板進入第二級噴嘴

。

③因第二級噴嘴較第一級小，故噴出顆粒動能增加，速度增大，其中慣性較大的顆粒與第二塊捕集板碰撞而被沉積，而慣性較小的顆粒繼續向下級運動。

④如此一級一級地進行下去，則氣流中的顆粒由大到小地被分開，沉積在不同的捕集板上。

⑤最末級捕集板用玻璃纖維濾膜代替，捕集更小的顆粒。點擊添加標題.

圖4-22PM2.5、PM10采樣系統的總體構成

圖4-23PM2.5、PM10切割器構造點擊添加標題.

四、實驗方法：

實驗一、PM10的測定

PM10：是指懸浮在空氣中，空氣動力學直徑小于10μm的顆粒物。大流量采樣重量法

1．原理

以恒速抽取定量體積的空氣，使其通過具有PM10切割特性的采樣器，PM10被收集在已恒重的濾膜上。根據采樣前、后濾膜重量之差及采樣體積，計算出PM10的質量濃度，濾膜樣品還可進行組分分析。

2．儀器點擊添加標題.

3．步驟

(1)PM10大流量采樣器流量校準（用孔口流量計校準）：校準PM10大流量采樣器流量時摘掉采樣頭中的切割器，記錄表格見表4-3。

新購置或維修后的采樣器在啟用前，需進行流量校準；正常使用的采樣器每月需進行一次流量校準。大流量采樣器流量校準示意圖見圖4-24。點擊添加標題.

①從氣壓計、溫度計分別讀取環境大氣壓和環境溫度。

②將采樣器采氣流量換算成標準狀態下的流量。計算公式如下：

③將計算的標準狀態下的流量Qn代入下式，求出修正項y。y=bQn+a式中斜率b和截距a由孔口流量計的標定部門給出。

④計算孔口流量計壓差值ΔH(Pa)。點擊添加標題.

⑤打開采樣頭的采樣蓋，按正常采樣位置，放一張干凈的采樣濾膜，將大流量孔口流量計的孔口與采樣頭密封連接。孔口的取壓口接好U型管壓差計（或智能流量校準器）。

⑥接通電源，開啟采樣器，待工作正常后，調節采樣器流量，使孔口流量計壓差值達到計算的ΔH值，記錄表格見表4-3。

校準流量時，要確保氣路密封連接，流量校準后，如發現濾膜上塵的邊緣輪廓不清晰或濾膜安裝歪斜等情況，可能造成漏氣，應重新進行校準。校準合格的采樣器，即可用于采樣，不得再改動調節器狀態。

(2)空白濾膜準備點擊添加標題.

（3）采樣

①打開采樣頭頂蓋，取出濾膜夾。用清潔干布擦去采樣頭內及濾膜夾的灰塵。

②將已編號并稱量過的濾膜毛面向上，放在濾膜網托上，然后放濾膜夾，對正、擰緊，使不漏氣。蓋好采樣頭頂蓋，按照采樣器使用說明操作，設置好采樣時間，即可啟動采樣。

③當采樣器不能直接顯示標準狀態下的累積采樣體積時，需記錄采樣期間測試現場平均環境溫度和平均大氣壓。

④采樣結束后，打開采樣頭，用鑷子輕輕取下濾膜，采樣面向里，將濾膜對折，放入號碼相同的濾膜袋中。取濾膜時，如發現濾膜損壞，或濾膜上塵的邊緣輪廓不清晰、濾膜安裝歪斜等，表示采樣時漏氣，則本次采樣作廢，需重新采樣。采樣記錄見表4-4。點擊添加標題.

(4)塵膜的平衡及稱量

①塵膜放在恒溫恒濕箱（室）中，用同空白濾膜平衡條件相同的溫度、濕度，平衡24h。

②在上述平衡條件下稱量塵膜，塵膜稱量精確到0.1mg。記錄塵膜重量。

4．計算點擊添加標題.

5．說明

①濾膜稱量時的質量控制：取清潔濾膜若干張，在恒溫恒濕箱（室）內，按平衡條件平衡24h，稱重。每張濾膜非連續稱量10次以上，求每張濾膜的平均值為該張濾膜的原始質量。以上述濾膜作為“標準濾膜”。每次稱空白或塵濾膜的同時，稱量兩張“標準濾膜”。

②采樣器應定期維護，通常每月維護一次，所有維護項目應詳細記錄。

③要經常檢查采樣頭是否漏氣。當濾膜安放正確，采樣后濾膜上顆粒物與四周邊之間出現界線模糊時，則表明應更換濾膜密封墊。點擊添加標題.

④對電機有電刷的采樣器，應在可能引起電機損壞以前更換電機電刷，更換時間憑經驗決定。更換電刷后要重新校準流量。新更換電刷的采樣器應在負載條件下運轉1h，待電刷與轉子的整流子良好接觸后，再進行流量校準。

⑤根據PM10采樣器的切割特性，其采集的微粒是空氣動力學當量質量中位徑為10μm顆粒物。.

實驗二空氣顆粒物元素的測定

電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)可測定溶液中的金屬和非金屬元素。本方法用于測定空氣總懸浮顆粒物中成分時，先用玻璃纖維濾膜或過氯乙烯濾膜采集顆粒物樣品，樣品經過消解處理后進行測定。

1．原理

將消解處理好的樣品溶液直接霧化引入電感耦合等離子體炬中，分析物在高溫等離子體炬中激發并發射出元素的特征譜線，根據譜線的強度，確定待測樣品中元素的濃度。

2．儀器

①總懸浮顆粒物采樣器：大流量采樣器或中流量采樣器。

②電感耦合等離子體原子發射光譜儀。影響ICP-AES分析特性的因素很多，主要工作參數為入射功率、載氣流量和觀察高度。不同的分析項目，工作參數有所不同。.

3．試劑

除非另有說明，分析時均使用符合國家標準或專業標準的分析純試劑和去離子水。所有鹽類（基準物質）在稱量前都應在105℃干燥1h，保存在干燥器中。

4．樣品

(1)樣品采集

采樣方法同總懸浮顆粒物。

①打開采樣頭頂蓋，取出濾膜夾。用清潔干布擦去采樣頭內及濾膜夾的灰塵。

②將已編號并稱量過的濾膜毛面向上，放在濾膜網托上，然后放濾膜夾，對正、擰緊，使不漏氣。蓋好采樣頭頂蓋，按照采樣器使用說明操作，設置好采樣時間，即可啟動采樣。

③當采樣器不能直接顯示標準狀態下的累積采樣體積時，需記錄采樣期間測試現場平均環境溫度和平均大氣壓。點擊添加標題.

④采樣結束后，打開采樣頭，用鑷子輕輕取下濾膜，采樣面向里，將濾膜對折，放入號碼相同的濾膜袋中。取濾膜時，如發現濾膜損壞，或濾膜上塵的邊緣輪廓不清晰、濾膜安裝歪斜等，表示采樣時漏氣，則本次采樣作廢，需重新采樣。

(2)樣品制備

①取試樣濾膜置于燒杯中，加入(1+1)鹽酸10mL，在較低溫度下加熱溶解30min。倒出鹽酸溶液，用去離子水浸取固體物3次，每次15min。合并鹽酸溶液和固體物浸取液，蒸發至近干。加入(1+1)鹽酸10mL重新溶解，再加入(1+1)硝酸10滴，移入50ml容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。用此法制備的樣品溶液，可用于除砷、硫、磷以外的其他元素測定。

②取試樣濾膜置于燒杯中，加入(1+1)硝酸10mL，蓋上表面皿，在通風櫥內放置過夜。在電熱板上慢慢加熱至起泡停止。冷卻后加入2mL高氯酸，蒸發至近干。冷卻后，加入10mL水和(1+1)鹽酸2mL重新溶解，再加入(1+1)硝酸10滴，移入50mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻。用此法制備的樣品溶液可用于砷、硫、磷的測定。

③取空白濾膜，制各樣品空白溶液，步驟同樣品溶液制備。點擊添加標題.

5．步驟

①工作條件：按儀器使用說明書的要求設定儀器最佳工作參數。

②儀器校正：預熱儀器，使之達到穩定狀態。進行相應的光路準直和標準化。

③樣品分析：先分祈樣品空白溶液，檢查樣品制備過程的污染情況。然后分析樣品，每分析10個樣品加測1個質量控制樣，用以檢驗校準曲線的準確度和儀器的穩定性。當質量控制樣的測定值超出允許范圍時，需用標準溶液對儀器重新標準化，必要時還要對儀器進行光路準直。.

6．計算和校正

①空白校正：扣除空白值的元素測定值即為樣品中該元素的濃度。

②稀釋校正：如果樣品在制備過程中進行了稀釋或濃縮，應進行相應的稀釋校正。

③測定結果：測定結果保留三位有效數字，單位以mg/m3計。

7．說明

1)表4-6列出了本法宜采用的元素特征譜線波長和估計檢出限。實際檢出限則取決于樣品的采樣量。

2)分析元素砷、硒、鉈、硫時，應采用真空型的或以惰性氣體充氣的光路系統。

3)對于砷、硒、銻、鉛等易于氫化的元素，可采用氫化物發生-ICP-AES法進行測定，以提高檢測的靈敏度。.

4)干擾及校正：ICP-AES法的干擾效應包括光譜干擾和非光譜干擾。其中光譜干擾主要包括連續背景干擾、譜線重疊干擾和雜散光干擾。非光譜干擾主要包括化學干擾、電離干擾、物理干擾和去溶干擾等。

①光譜干擾的校正：選擇替換分析波長可避免譜線重疊干擾。采用背景扣除法或干擾系數校正法以及儀器制造商提供的計算機軟件校正光譜干擾。

②非光譜干擾的校正：物理干擾與樣品的霧化和運送過程有關，黏度與表面張力的變化將產生較大的誤差。化學干擾與基體種類和被測元素有關，生成分子化合物、電離作用和溶質蒸發的影響較大。優化實驗條件、選擇最佳工作參數或采用基體匹配法和標準加入法校正非光譜干擾。

③當樣品中含有較多可溶性的固體物質時，在測試前，須用含HCI-HNO3的試劑空白溶液沖洗噴嘴，或者采用稀釋樣品的方法以及使用質量流速控制器控制噴霧器的氬氣流量，以防在噴霧器的噴嘴處積存鹽類，從而影響氣溶膠的流速，使測定結果產生漂移。.

第七節揮發性有機物測定一、空氣中VOCs的定義和種類1，空氣中VOCs的定義世界衛生組織(WHO，1999)將揮發性有機化合物(VolatileOrganicCompounds，簡稱VOCs)定義為：

熔點低于室溫、沸點在50～250℃、室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機化合物。

美國ASTMD3960-1998和歐盟指令2001/81/EC將VOCs定義為：

除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參與大氣光化學反應的碳化合物。

我國《室內空氣質量標準》(GB/T18883-2002)將總揮發性有機化合物定義為：

用TenaxGC或TenaxTA采樣，非極性色譜柱（極性指數≤3）分析，保留時間在正己烷與正十六烷之間的揮發性有機化合物，即以氫火焰離子化檢測器檢出的非甲烷烴類的總稱。.

分類：VOCs的定義主要有兩類：

一類是普通意義上的定義，只關注熔點、沸點及揮發性有機物在氣相中存在的條件；

另一類是環保意義上的定義，即指活潑的會產生危害的那一類揮發性有機物。

2，空氣中VOCs的種類

按化學結構，VOC可分為烷烴（包括直鏈烷烴和環烷烴）、烯烴、炔烴、苯系物、醇類、醛類、酮類、醚類、酸類、酯類、鹵代烴及其他，共12類。目前已鑒定出的有300多種。

按大氣反應活性，VOC可分為強光化學氧化物和弱光化學氧化物兩類。

前者能很快地參與大氣化學過程，與大氣氧化劑（·OH自由基、O3）發生反應而被消除，其在對流層的壽命較短，存在時間一般為數小時至1天。因此，這類化合物不易長距離傳輸，主要集中在污染源附近。后者則比較穩定，在大氣中的存留時間相對較長，如三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、四氯化碳在大氣中的半衰期長達幾十年至上百年。此外，VOC還可依據毒性不同分為毒性VOCs和無毒VOCs兩大類。毒性VOCs多為苯系物和鹵代烴。.二、VOCs對人體健康的危害

空氣中VOCs對環境和人體健康的主要危害表現在：能夠降低大氣能見度，產生光化學煙霧，危害建筑物和人體健康。

VOCs常被作為溶劑和稀釋劑使用，很容易通過呼吸作用經肺、血液而進入神經中樞，而且這種作用幾乎是瞬時完成的。

大部分VOCs具有神經毒性、腎毒性、肝毒性，致癌、致畸、致突變，可損害血液成分和心血管系統，引起腸道紊亂，引發急性呼吸道感染、慢性肺炎、慢性支氣管炎、肺氣腫、肺癌、氣喘，刺激眼睛、鼻子、黏膜，引發頭痛、咳嗽、疲倦、疲勞、頭昏眼花、惡心嘔吐、情緒低落等癥狀。.

三、空氣中VOCs的來源

1，天然源

天然源主要是指生物源，即動物源、植物源和微生物源等。

2，人為污染源

由人類活動所產生的VOCs被稱為人為源VOCs(AVOCs)。按照污染源的運動形式，VOCs的人為污染源可分為流動污染源和固定污染源。

流動污染源主要是汽車、燃油機車、船舶、飛機等以石油為主要燃料的發動機。

固定污染源為煉油廠、石化工廠、生產生活中的排放源等。.

1．原理

本方法使用無油采樣器采集空氣，使空氣通過裝有一種或多種固體吸附劑的吸附管（采樣管），然后將吸附管放入加熱器中迅速加熱，待分析的物質從吸附劑上被脫附后，由載氣帶入氣相色譜的毛細柱中，經色譜分離后由質譜進行VOCs的定性定量分析。

2．干擾及消除

本方法中只有與待測化合物有相似的質譜圖和氣相色譜保留時間的化合物才產生干擾。常遇到的是同分異構體的干擾。吸附了待測化合物的采樣管被污染是本方法常遇到的一個問題，因此在整個采樣分析過程中對采樣管的制備、儲存和處理要特別小心。.

3．方法的適用范圍

本方法適用于環境空氣中揮發性有機物的分析，當采集樣品300mL時，每個分析物質的最低檢出濃度≤0.5ppb。

4．名詞解釋

①一級脫附：吸附管被加熱后，有機物從吸附劑上脫附后直接由載氣帶入色譜柱中進行分離測定。

②二級脫附：吸附管被加熱后，有機物從吸附劑上脫附，載氣將有機物帶入儀器內部的二次吸附管中再次吸附，然后再迅速加熱脫附，由載氣帶入色譜柱中進行分離測定。

③吸附管：一般由不銹鋼或玻璃做成，外徑為6mm長度不等的圓管，管中間填有200mg的吸附劑，用于富集氣體中的VOC。.

5．吸附劑的選擇及吸附管的預處理

吸附管應為不銹鋼管或玻璃管，管的外徑為6mm，長度可以根據熱脫附儀器的要求而定。

吸附劑的選擇可以根據所分析物質的特性參考表4-7、表4-8選擇，吸附劑選擇的原則為：

◆具有較大的比表面積，即具有較大的安全采樣體積。

◆具有較好的疏水性能，對水的吸附能力低。

◆容易脫附，分析的物質在吸附劑上不發生化學反應。.

6．熱脫附系統的選擇

(1)熱脫附進樣器的主要類型及優缺點

①一級脫附進樣器：將吸附管中的有機物加熱脫附后，直接由載氣帶入色譜柱進行分析，這種儀器適用于填充柱或口徑≥0.5mm的毛細管色譜柱，不適用于細口徑毛細柱。

此類儀器適用于沸點范圍窄的樣品分析如苯系物，由于一級脫附產生寬的色譜峰，因此分離度低，不能用于復雜樣品的分離測定。

②二級脫附進樣器：將一級脫附的VOCs重新進行吸附／脫附，然后用載氣將分析物質帶入色譜柱中進行分離測定。目前較為常用的二級吸附為重新捕獲法，即二級吸附仍使用少量吸附劑(20～50mg)，在低溫下吸附有機物。

該類脫附的方式適用于所有的毛細柱和填充柱，所得峰寬與常規用進樣口進樣的結果相似。由于具有分流作用，可減少水氣對分析的影響，常用的電子制冷足以對揮發性很大的乙烷、氯乙烯等進行再捕集。.

(2)對熱脫附進樣器的要求

①采樣管兩端密封帽的密封性能要好，以防止采樣后的采樣管受到實驗室內空氣的污染和吸附管內弱吸附性物質的損失。

②儀器中樣品流動所經過的管路盡可能用惰性材料如去活化的溶硅、玻璃管路、石英和聚四氟乙烯，這可避免分析物質凝聚、吸附和降解，管路加熱要均勻，在吸附管和色譜柱之間溫差不能超過50～150℃的范圍。

③管路各個接口之間不能漏氣。

④具有吹掃功能，在環境溫度下除去采樣管中的氧。.

7．采樣泵的選擇和樣品的采集

采樣泵的采樣流量應能達到10～200mL/min，采樣泵最好采用具有恒定質量流量控制的采樣泵。采樣開始