标准气体的静态配气

静态配气是把一定量的液体或原料气加到已知容积的稀释气体的容器中, 混合均匀。根据所加入的液体或原料气的量和容器的容积, 即可计算出所配制标准气体的浓度。常用的静态配气技术有以下几种。

1. 大瓶子配气法

将大容积的玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶洗净、烘干, 充入干净空气代替瓶中原有气体后, 抽成负压, 再充入一定量的液体或原料气。若原料在常温下是气体, 用气体定量管加入 , 充入干净空气至常压。若原料是挥发性液体, 可在一个小安培瓶中称取一定量的液体,放入大瓶中, 抽气使成负压, 再摇碎安瓶, 待液体挥发后, 再充入干净空气到常压。

大瓶子配气法所制得的标准气体的浓度, 可根据加入原料气的浓度或液体的量及大瓶子的容积求得: 当加入瓶中的是原料气时, 按下式计算:

式中:V 1: 原料气的体积(mL ) ;

L: 原料气的浓度(ppm ) ;

V 0: 大瓶子的容积(L ) ;

Z: 所配气体的浓度(ppm ) ;

当加入瓶中的是挥发性的液体时:

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式中: t: 气体的温度(℃) ;

m: 加入液体的量(g) ;

M : 液体的摩尔质量(gömo l) ;

Z 和V 0 同上式。

用大瓶子配气时, 由于器壁的吸附作用, 配成的标准气体的实际浓度往往比计算值低。为避免这种影响,可以将配好的气体放置一段时间后抽掉, 再进行第二次配气。这样可以减小瓶壁的吸附作用。

如果需要浓度更低的气体, 在大瓶子中配气后, 可用抽真空法再进行稀释。例如, 将大瓶子中的气体压力抽至原有压力的一半, 然后再充进干净空气至原来的压力, 即可得到原来浓度一半的标准气体。

2. 注射器配气法

对于需气量较小的工作, 用注射器配气是很方便的。取两个大小不等的注射器, 大注射器一般用100 毫升的, 小注射器根据配气情况而定。配气时, 在大注射器中放一小金属片, 将活塞推入, 再用小注射器取一定量的原料气, 将两注射器连接, 把小注射器的气体推入大注射器, 去掉小注射器和橡皮帽, 抽动大注射器活塞, 用干净空气将气体稀释到100 毫升, 摇动注射器中的金属片, 使气体混合均匀, 即得到较低浓度的标准气体。稀释后的浓度可根据稀释前后气体体积计算出来。如果一次稀释达不到要求, 还可进行第二次、第三次稀释…。进行再次稀释时, 只要将大注射器中配好的气体推出一部分, 然后吸入干净空气进行稀释, 即可得到更低浓度的标准气体。

3. 塑料袋配气法

用100 毫升注射器或通过湿式流量计将一部分空气注入塑料袋内, 然后连接一个事先装入原料气的气体定量管。继续通气将定量管中的原料气压入塑料袋中, 稀释至一定体积。用手揉捏塑料袋, 使气体混合均匀。根据加入原料气的体积和塑料袋的充气体积求出标准气体的浓度。这种配气方法的特点是: 塑料袋可大可小, 因而配气量的大小不受容器的容积大小的限制。

标准气体的静态配气技术虽有仪器设备简单,便于操作的优点,但因其配气量少,并且取气过程中浓度会发生改变, 所以对需气量较大或通气时间较长的工作就不适应了, 就要采用动态配气技术配制标准气体。