溶液中碳含量分析方法

A. 土壤水溶性有機碳的具體測定方法

土壤水溶性有機碳的具體測定方法：
1.稱過2mm篩的風干土樣10g，
2.按水土比2:1添加蒸餾水，
3.在25℃下恆溫振盪30min後，用0.45μm濾膜抽濾，
4.濾液直接在TOC-1020A有機碳分析儀測定。

各種有機質的測定方法
（1）活性有機碳(CL)：高錳酸鉀氧化法。秤取過0.25mm篩的風干土樣1.59於l00ml離心管中，加入333mM(或167mM、33mM)高錳酸鉀25ml（易氧化態碳），振盪1小時，離心5分鍾(轉速2000次/min)，取上清液用去離子水按1:250稀釋，然後將稀釋液在565nm比色。根據高錳酸鉀濃度的變化求出樣品的活性有機碳。
（2）總有機碳：重鉻酸鉀氧化法。
（3）非活性有機碳(CNL)：總有機碳與活性有機碳的差值為非活性有機碳(CNL)
（4）碳庫活度(L)：土壤碳的不穩定性，即碳庫活度(L)等於土壤中的CL與CNL之比:L=樣本中的活性有機碳CL/樣本中的非活性有機碳CNL。
（5）碳庫指數(CPI)=樣品總有機碳含量(mg/g)/參考土壤總有機碳含量(mg/g) （6）活度指數(LI)：碳損失及其對穩定性的影響，LI=樣本的不穩定性(L)/對照的不穩定性(L)
（7）基於以上指標可以得到碳庫管理指數(CMI):CMI=CPI*LI*100
土壤活性有機質是土壤有機質的活性部分,是指土壤中有效性較高、易被土壤微生物分解利用、對植物養分供應有最直接作用的那部分有機質。土壤活性有機質在指示土壤質量和土壤肥力的變化時比總有機質更靈敏，能夠更准確、更實際的反映土壤肥力和土壤物理性質的變化、綜合評價各種管理措施對土壤質量的影響。土壤活性有機質還可以表徵土壤物質循環特徵，作為土壤潛在生產力和由土壤管理措施變化而引起土壤有機質變化的早期預測指標。
碳水化合物是土壤中最重要、最易降解的有機成分之一,其對氣候變化、耕作、生物處理等外界影響的敏感程度高於有機質總量。而且作為土壤微生物細胞必需的組成物質和主要能源，碳水化合物與土壤微生物存在密切的關系。
按Grandy 等的方法測定，操作過程為：稱取一定量的風干土(根據有機質含量而定) 加入去離子水(水土比為10:1) ，在85℃下培養24 h 後用孔徑為0.45μm的玻璃纖維濾紙過濾，將慮液按1：4的比例進行稀釋,然後吸取5 ml 稀釋液放入比色管中，再加入10 ml 蒽酮溶液,最後在625 nm 處進行比色測定,其含量用葡萄糖表示。

B. 廢水中有機碳的測定方法

一、 測定方法
儀器分析法
二、 方法依據
《生活飲用水衛生規范》（2001）
三、 測定范圍
適用於生活飲用水及其水源水中含0.1--1000 mg/L總有機碳的儀器分析法。
四、 測定原理
水中的有機物在高溫，催化條件下，全部分解成碳，然後用載氣中的氧結合生成二氧化碳和水，除去水份後，用非色散紅外線氣體分析器測定二氧化碳濃度，它與廢水中有機碳含量成正比，遵守比爾定律。
五、 試劑
1、 鄰苯二甲酸鉀標准溶液[ρ（有機碳，c）=1000 mg/L]：稱取在不超過120℃乾燥2小時的分析純鄰苯二甲酸氫鉀2.1254克溶於適量純水，倒入1000mL容量瓶內，加純水至刻度，搖勻。
2、 碳酸鈉，重碳酸鈉標准溶液[ρ（無機碳，c）=1000 mg/L]；稱取285℃乾燥1小時的分析純碳酸鈉4.4122克溶於純水，倒入1000mL溶量瓶中，加純水至500mL左右，加入經硅膠乾燥的分析純碳酸氫鈉3.49709克,振盪溶解後,加純水至刻度,搖勻.
3、 磷酸[C(H3PO4)=0.5mol/L]
4、 氣體：不含CO2和有機雜質的空氣、氮氣和氧氣。
六、 儀器
有機碳測定儀
七、 測定步驟
1、 把水樣注滿潔凈玻璃瓶，於4℃冰箱內存放。當預期水樣存在細菌活性時，加磷酸降至pH2.0存放。
2、 按照儀器製造廠家說明書，調至載氣流量150mL/min。爐溫680℃，除濕器溫度1.1℃直接測定,數據從儀器直接填寫.
附《總有機碳分析儀測定記錄》

C. 含碳量的分析方法

硅膠主要成分是二氧化硅，化學性質穩定，不燃燒。
你可以使用燃燒的方法測出燃燒產生的氣體量來計算
充足氧氣，完全燃燒，二氧化碳

D. 如何測量TOC

下面針對TOC儀器的測定原理、TOC分析方法及分析的步驟進行介紹。

一、TOC儀器的測定原理

總有機碳（TOC），由專門的儀器——總有機碳分析儀（以下簡稱TOC分析儀）來測定。TOC分析儀，是將水溶液中的總有機碳氧化為二氧化碳，並且測定其含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應關系，從而對水溶液中總有機碳進行定量測定。

儀器按工作原理不同，可分為燃燒氧化—非分散紅外吸收法、電導法、氣相色譜法等。其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法只需一次性轉化，流程簡單、重現性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀廣為國內外所採用。
TOC分析儀主要由以下幾個部分構成：進樣口、無機碳反應器、有機碳氧化反應（或是總碳氧化反應器）、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數據處理部分。

二、燃燒氧化——非分散紅外吸收法
燃燒氧化—非分散紅外吸收法，按測定TOC值的不同原理又可分為差減法和直接法兩種。

1.差減法測定TOC值的方法原理

水樣分別被注入高溫燃燒管（900℃）和低溫反應管（150℃）中。經高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉化成為二氧化碳。經反應管的水樣受酸化而使無機碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導入非分散紅外檢測器，從而分別測得水中的總碳（TC）和無機碳（IC）。總碳與無機碳之差值，即為總有機碳（TOC）。

2.直接法測定TOC值的方法原理

將水樣酸化後曝氣，使各種碳酸鹽分解生成二氧化碳而驅除後，再注入高溫燃燒管中，可直接測定總有機碳。但由於在曝氣過程中會造成水樣中揮發性有機物的損失而產生測定誤差，因此其測定結果只是不可吹出的有機碳值。

三、水樣中TOC的分析步驟
1.試劑准備
（1）鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）：基準試劑
（2）無水碳酸鈉：基準試劑
（3）碳酸氫鈉：基準試劑
（4）無二氧化碳蒸餾水

2.標准貯備液的制備
（1） 有機碳標准貯備液：稱取乾燥後的適量KHC8H4O4，用水稀釋，一般貯備液的濃度為400mg/L碳。
（2） 無機碳標准貯備液：稱取乾燥後適量比例的碳酸鈉和碳酸氫鈉，用水稀釋，一般貯備液的濃度為400mg/L無機碳。

3.有機碳、無機碳標准溶液的配製
從各自的貯備液中按要求稀釋得來。

4.校準曲線的繪制
由標准溶液逐級稀釋成不同濃度的有機碳、無機碳標准系列溶液，分別注入燃燒管和反應管，測量記錄儀上的吸收峰高，與對應的濃度作圖，繪制校準曲線。

5.水樣測定
取適量水樣注入TOC儀器進行測定，所得峰高從標准曲線上可讀出相應的濃度，或由儀器自動計算出結果。

6. 計算
差減法：總有機碳（mg/L）=總碳－無機碳
直接法：總有機碳（mg/L）=總碳

四、應用
目前，衛生防疫和水質監測部門越來越重視水中有機物的污染情況。TOC的檢測必不可少，各種類型的TOC分析儀在這些部門也得到了比較廣泛的應用。

E. 碳、氫的測定

73.11.1.1 重量法

方法提要

一定量煤樣在氧氣流中燃燒，煤中碳生成二氧化碳、氫生成水。生成的二氧化碳和水分別被二氧化碳吸收劑和吸水劑吸收，根據吸收劑的增量，計算煤中碳、氫含量。煤樣中硫和氯對碳測定的干擾，在三節爐法中分別用鉻酸鉛和卷狀銀絲除去，在二節爐法中用高錳酸銀熱分解產物除去; 氮 (氮氧化合物) 對碳測定的干擾，由粒狀二氧化錳除去。

反應方程式如下。

燃燒反應:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

對CO₂和H₂O的吸收反應:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

排除硫、氯、氮對測定干擾的反應:

三節爐法中，在燃燒管內用鉻酸鉛脫除硫的氧化物，用卷裝銀絲脫氧: 二節爐法中，用高錳酸銀熱分解產物脫除硫和氯:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

在燃燒管外部，用粒狀二氧化錳除去氮氧化物:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

儀器

碳氫測定裝置 見圖73.34。

碳氫測定裝置主要由燃燒系統、凈化系統和吸收系統 3 部分組成。

燃燒系統為一個三節爐或二節爐，爐內徑 35mm，內有一燃燒管，管內裝燃燒舟。

三節爐 第一節長 230mm，可加熱到 (850 ± 10) ℃，能沿水平方向移動; 第二節長330～ 350mm，可加熱到 (800 ± 10) ℃ ; 第三節長 130～ 150mm，可加熱到 (600 ± 10) ℃ 。

兩節爐 第一節長 230mm，可加熱到 (850 ± 10) ℃，能沿水平方向移動; 第二節長130～ 150mm，可加熱到 (500 ± 10) ℃ 。

燃燒管 素瓷、石英、剛玉或不銹鋼製品，長 1100～1200mm (三節爐用) 或 800mm(兩節爐用) ，內徑 20～ 22mm，壁厚約 2mm。

燃燒舟 長約 80mm，素瓷、剛玉或石英製品。

凈化系統包括兩個乾燥塔 (容積 500mL) 和一個流量計 (測量范圍 0～150mL/min) 。

吸收系統包括 1 個吸水管、1 個除氮管和 2 個二氧化碳吸收管。

帶磨口塞的玻璃管 (圖73.35) 或小型乾燥器 (不裝乾燥劑) 。

氣泡計 容量約 10mL (圖73.36) 。

橡膠帽 (圖73.37) 或橡膠塞、銅接頭。

圖73.34 碳氫測定裝置示意圖

圖73.35 玻帶磨口塞的玻璃管(數字單位 mm)

圖73.36 氣泡計(數字單位 mm)

圖73.37 橡膠帽(數字單位 mm)

試劑

鹼石棉 粒度1～2mm; 或鹼石灰，粒度0.5～2mm; 或粒狀氫氧化鈣，粒度1～3mm。

無水氯化鈣 粒度 2～5mm; 或無水高氯酸鎂，粒度 1～3mm。

氧化銅 線狀，長約 5mm。

鉻酸鉛 粒度 1～4mm。

卷狀銀絲 絲直徑約 0.25mm。

卷狀銅絲 絲直徑約 0.5mm。

氧氣 不含氫。

硫酸。

三氧化鎢。

二氧化碳鋼瓶裝氣體。

粒狀二氧化錳稱取25gMnSO₄·5H₂O溶於500mL水中。另稱16.4gKMnO₄溶於300mL水中。把兩種溶液都加熱到50～60℃。將高錳酸鉀溶液慢慢注入硫酸錳溶液中，並劇烈攪拌。加入10mL(1+1)H₂SO₄，再將溶液加熱到70～80℃，繼續攪拌5min，停止加熱，靜置2～3h。用熱水以傾瀉法洗到中性。將沉澱移到漏斗過濾，然後在150℃下烘乾(約2～3h)，得到褐色疏鬆狀的二氧化錳。小心破碎和過篩，取粒度0.5～2mm的顆粒備用。

氧化氮指示膠在瓷蒸發皿中將小於2mm的40g無色硅膠和30mLHCl攪拌均勻。在砂浴上蒸發多餘的鹽酸直到看不見明顯的蒸氣逸出為止。然後把硅膠粒浸入30mL100g/LKSCN溶液中，攪拌均勻後取出烘乾。再把它浸入30mL2g/L雷伏奴耳(乳酸-6，9二氨基-2乙氧基吖啶)溶液中，攪拌均勻後取出，用黑紙包好烘乾，放在深色瓶中置於暗處備用。

高錳酸銀熱分解產物稱取100gKMnO₄溶於2L沸水中。取107.5g的AgNO₃溶於約50mL水中，然後在不斷攪拌下緩緩注入沸騰的高錳酸鉀溶液中，靜置過夜後得到有光澤的深紫色結晶。用水洗滌數次，在60～80℃下乾燥1h。將晶體一小份一小份地放在瓷皿中，在電爐上緩緩加熱到驟然分解，得到銀灰色疏鬆產物，收集在磨口瓶中備用。未分解的高錳酸銀不宜大量貯存，以免受熱分解引起爆炸。

試驗准備

1)測定裝置的填充和連接。將測定裝置各部件和容器依次連接，燃燒管兩端用耐熱橡膠帽或橡膠塞、銅接頭連接。

氧氣凈化系統包括兩個氣體乾燥塔。一個氣體乾燥塔下部(約1/3)裝鹼石棉或鹼石灰，上部(約2/3)裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂;另一個裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂。凈化劑經70～100次測定後，應檢查並進行必要的更換。氧氣由帶有氧氣吸入器的氧氣鋼瓶供給。為指示氧氣流量，在兩個乾燥塔之間連接一個氧氣流量計。

吸收系統由4個U型管組成，依次為吸水管(內裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂)、除氮管(採用直徑15mm、裝試劑部分高120mm的大U型管，前1/2裝二氧化錳，後1/2裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂)和2個二氧化碳吸收管(前2/3裝鹼石棉或鹼石灰，後1/3裝無水氯化鈣或無水高氯酸鎂)。各U型管磨口塞處塗少許真空硅脂。吸收系統的末端連接一個空U型管(防止硫酸倒吸)和一個裝有濃硫酸的氣泡計。

用作吸水劑的無水氯化鈣如果含有鹼性物質，應先用二氧化碳飽和，並除去過剩的二氧化碳。處理方法:把無水氯化鈣破碎到需要的粒度(如果氧化鈣在保存或破碎過程中已吸水，可放到高溫爐中在300℃下灼熱1h)裝入氣體乾燥塔內(可串聯若干個)，緩慢通入乾燥的二氧化碳氣(由啟普氏氣體發生器或由帶有減壓裝置的二氧化碳鋼瓶供給)3～4h，然後關閉乾燥塔，放置過夜。通入不含二氧化碳的乾燥空氣，將過剩的二氧化碳去除。處理後的無水氯化鈣放入嚴密的容器中貯存。市售分析純無水氯化鈣的鹼性物質(氫氧化鈣)含量小於0.02%的，可不進行處理。

出現下列現象時，應更換U型管中的試劑:U形管中的無水氯化鈣開始溶化並阻礙氣體暢通;第二個二氧化碳吸收管一次質量增加達50mg時，應更換第一個吸收管中的二氧化碳吸收劑;二氧化錳一般使用50次左右應進行檢查或更換。檢查方法:將氧化氮指示膠裝在玻璃管中，兩端用棉花堵上，接在除氮管後面，或將指示膠少許放在二氧化碳吸收管的進氣端棉花處。燃燒煤樣，如果指示膠由草綠色變成血紅色，表示應更換二氧化錳。

上述 U 型管更換試劑後，應以 120mL/min 流量通氧氣，質量恆定後方能使用。

燃燒系統燃燒管按下述方式充填: 三節爐用燃燒管充填 (圖73.38) ，首先製成 3 個長 30mm 和 1 個長 100mm 的卷裝銅絲，直徑略小於燃燒管的內徑，以便能自由推入管內並與管壁保持盡可能小的間距。100mm 長的卷裝銅絲二端帶一個粗銅絲製成的環或鉤，以便由管中取出或放入。製成的卷裝銅絲應在高溫爐中於 800℃下灼燒 1h。燃燒管出氣端起，先留出約 50mm 空間，然後依次填充 30mm 卷狀銀絲、30mm 卷裝銅絲、130～150mm(與第三節電爐長度一致) 鉻酸鉛 (如用石英管，應該用銅片把鉻酸鉛與管壁隔開) 、30mm 卷裝銅絲、330～ 350mm (與第二節電爐長度一致) 線狀氧化銅、30mm 卷裝銅絲、310mm 空間 (與第一節電爐加上燃燒舟的長度相等) 和 100mm 卷裝銅絲。燃燒管兩端裝橡皮帽或橡皮塞，以便分別同凈化系統和吸收系統連通。橡皮帽或橡皮塞使用前應預先在105～ 110℃ 烘烤 8h。燃燒管中的充填物 (氧化銅、鉻酸鉛和卷裝銀絲) 經 70～ 100 次測定後應檢查和更換。

氧化銅用孔徑 1mm 篩篩去粉末後即可再用。鉻酸鉛可用 50g/L NaOH 熱鹼液浸泡，然後用水洗凈鹼液，烘乾，在 500～ 600℃ 下灼燒至少 30min，即可再用。卷裝銀絲用NH₄OH 浸 5min 後，在水中煮沸 5min，用水沖洗後烘乾，可再用。

圖73.38 三節爐燃燒管的充填方式示意圖

兩節爐用燃燒管充填 (圖73.39) ，首先制 1 個長 100mm、兩個長 10mm 的卷裝銅絲，再用 100 目銅絲布剪成直徑與燃燒管匹配的圓形片 3～4 個 (防止高錳酸銀熱解產物被帶出) 。

圖73.39 二節爐燃燒管的充填方式示意圖

2) 爐溫校正。將工作熱電偶插入三節電爐的熱電偶孔內，使熱端稍進入爐膛內，冷端與高溫表連接。將爐溫升到規定溫度，保溫 1h。然後將標准熱電偶熱端沿燃燒管軸向依次插至燃燒管中對應第一、第二和第三節爐的中心處 (注意，勿使熱電偶與燃燒管壁接觸) 。根據標准熱電偶指示，調節相應電爐控制器，使爐溫達到規定溫度，恆溫 5min後記下相應工作熱電偶的溫度讀數。在日常測定中，即以此為准進行溫度控制。

3) 空白試驗。將裝置連接後，通電升溫並以 120mL / min 流量通氧氣，檢查整個系統的氣密性，直到各部分都不漏氣為止。在升溫過程中，將第一節電爐往返移動數次，通氣20min 左右。取下吸收系統，關閉各 U 形管磨口塞，用絨布擦凈，在天平旁放置 10min 後稱量。第一節爐達到並保持在 (850 ±10) ℃，第二節爐達到並保持在 (800 ± 10) ℃，第三節爐達到並保持在 (600 ±10) ℃ 時，開始做空白試驗。將第一節爐移至緊靠第二節爐，接上已稱量過的吸收系統並接通氧氣。在燃燒舟中放入三氧化鎢 (質量盡可能與日常測定時一致) 。打開橡皮塞，取出卷裝銅絲，將裝有三氧化鎢的燃燒舟推到第一節爐入口處。塞緊橡膠塞，調節氧氣流量為 120mL/min。移動第一節爐，使燃燒舟位於第一節爐中心處。通氣 23min，將第一節爐移回原位; 2min 後取下吸收管，用絨布擦凈，在天平旁放置 10min 後稱量。水分吸收管的增加量就是空白值。重復上述空白試驗，直到連續兩次所得空白值相差不超過 0.0010g 、除氮 U 型管和二氧化碳吸收管最後一次質量變化不超過0.0005g 時為止。取最後兩次空白值的平均值作為當天空白值。負壓供氧時，應先關閉靠近硫酸氣泡計的 U 型管，再依次關閉其他 U 型管，然後取下。

做空白試驗前，應先確定燃燒管的位置，使出口端溫度盡可能高而又不會使橡膠帽或橡膠塞受熱分解。若空白值不易達到穩定，可適當調節燃燒管的位置。

分析步驟

1) 三節爐法分析步驟。將第一節爐溫度控制在 (850 ± 10) ℃ ，第二節的爐溫控制在(800 ± 10) ℃，第三節的爐溫控制在 (600 ± 10) ℃，並使第一節爐緊靠第二節爐。

在預先灼燒過的燃燒舟中稱取 0.2g (精確至 0.0001g) 粒度小於 0.2mm 的空氣乾燥煤樣均勻鋪平。在煤樣上鋪一層三氧化鎢。若不立即測定，可把燃燒舟暫時存放在專用的磨口玻璃管或不加乾燥劑的乾燥器內。

將已恆量的吸收系統 U 型管磨口塞旋開後，接上燃燒系統，以每分鍾 120mL 的流量通入氧氣。打開入口端的橡膠塞，取出卷裝銅絲。若燃燒管內有瓷舟，用鎳鉻絲鉤取出。將盛有煤樣的燃燒舟迅速放入燃燒管中，用推棒推入，使瓷舟前端剛好在第一節爐口，將卷裝銅絲放在燃燒舟後面，塞上橡膠塞。通入氧氣，流量保持在 120mL/min。隔 1min，移動第一節爐，使燃燒舟的一半進入爐口; 過 2min，移動爐子，使燃燒舟全部進入爐口;再過 2min，再移動爐子，使燃燒舟位於爐子中心處。保溫 18min 後，把第一節爐移回原位。2min 後，拆下吸收系統的 U 型管並關閉其磨口塞，用絨布擦凈，在天平旁放置 10min後稱量 (除氮 U 型管不必稱量) 。

2) 二節爐法分析步驟。在這種情況下，第一節爐溫控制在 (850 ± 10) ℃ ，第二節爐溫控制在 (500 ±10) ℃，並使第一節爐緊靠第二節爐，每次空白試驗時間為 20min，燃燒舟在爐中心位置保溫時間為 13min。其他操作與三節爐法時相同。

3) 測定裝置和操作技術可靠性檢查。稱取約 0.2g 標准煤樣，按規定步驟操作，若實測值與標准值的差值在規定的不確定度內，表明裝置和操作正常。否則，需查明原因，徹底糾正後才能進行正式測定。

按下式計算空氣乾燥煤樣的碳、氫含量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:C_ad為空氣乾燥煤樣中碳的質量分數，%;H_ad為空氣乾燥煤樣氫的質量分數，%;m為空氣乾燥煤樣的質量，g;m₁為二氧化碳吸收管的增量，g;m₂為水分吸收管的增量，g;m₃為空白值，g;0.2729為由二氧化碳換算成碳的因數;0.1119為由水換算成氫的因數;M_ad為空氣乾燥煤樣的水分的質量分數。

碳酸鹽二氧化碳含量大於2%時，則:

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式中:w(CO_2，ad)為空氣乾燥煤樣的碳酸鹽二氧化碳的質量分數。

73.11.1.2 電量-重量法

方法提要

一定量煤樣在氧氣流中燃燒，生成的水與五氧化二磷反應生成偏磷酸，電解偏磷酸，根據電解所消耗的電量，計算煤中氫含量;生成的二氧化碳以二氧化碳吸收劑吸收，由吸收劑的增量，計算煤中碳含量。煤樣燃燒後生成的硫氧化物和氯用高錳酸銀熱解產物除去，氮氧化物用粒狀二氧化錳除去，以消除它們對碳測定的干擾。方法適用於褐煤、煙煤和無煙煤碳、氫的測定。

儀器裝置

電量-重量法碳氫測定儀(圖73.40)由氧氣凈化系統、燃燒裝置、鉑-五氧化二磷電解池、電量積分器和吸收系統等構成。

圖73.40 電量-重量法碳氫測定儀示意圖

氧氣凈化系統 凈化爐，長約 300mm，爐外徑約 100mm，爐膛直徑約 25mm 的管式電爐，可控溫 (800 ± 10) ℃。凈化管，長約 500mm，外徑約 22mm 的石英管或素瓷管。氣體乾燥管，3 個，容量約 150mL 的玻璃管。氧氣流量計，測量范圍 0～150mL/min。

燃燒裝置 燃燒爐和催化爐，長約 450mm，爐外徑約 100mm，爐膛直徑約 25mm 連成一體的二節管式爐，其中催化段長約 150mm，可控溫在 (300 ± 10) ℃，燃燒段長約300mm，可控溫在 (850 ± 10) ℃ 。

燃燒管 總長約 650mm，一端外徑約 22mm、內徑約 19mm、長約 610mm，距管口約100mm 處接有外徑約 8mm、內徑約 6mm、長約 50mm 的支管; 另一端外徑約 7mm、內徑約 3mm、長約 40mm 的異徑石英管 (圖73.41) 。

圖73.41 燃燒管示意圖(數字單位 mm)

燃燒舟 長 70～77mm 瓷舟。新舟使用前應在約 850℃下灼燒 2h。

帶推棒的橡皮塞 (圖73.42) 由鎳鉻絲推棒1 (直徑約2mm，長約700mm，一端捲成直徑約 10mm 的圓環) 、翻膠帽 2、硅橡膠管 3 (內徑約 6mm，外徑約 11mm) 、玻璃管 5(外徑約 7mm，長約 60mm) 、橡皮塞 4 等組成。在橡皮塞上打一直徑約 6mm 的孔，將玻璃管的一端穿過孔並伸出約 2mm; 玻璃管的另一端通過硅橡膠管與翻膠帽緊密連接，在翻膠帽的正中穿一小孔，使鎳鉻絲推棒的一端通過玻璃管後由翻膠帽上的小孔穿出。

圖73.42 帶推棒的橡皮塞示意圖

鎳鉻絲鉤 直徑約 2mm，長約 700mm，一端彎成小鉤。

硅橡膠管 內徑約 5mm，外徑約 9mm。

聚氯乙烯軟管或聚四氟乙烯管 內徑約 6mm，外徑約 8mm。

電解池 長約100mm、外徑約8mm、內徑約5mm 的專用電解池 (圖73.43) ，鉑絲間距約 0.3mm，池內表面塗有五氧化二磷。電解池外有外徑約 50mm、內徑 9～10mm、長約80mm 的冷卻水套。

電量積分器 電解電流 50～700mA 范圍內積分線性誤差小於 ±0.1%; 配有 4 位數字顯示器，數字顯示精確到 0.001mg 氫。

吸收系統 除氮 U 型管，直徑約 15mm 的 U 型管，內裝粒狀二氧化錳，裝試劑部分高 100～120mm，兩端堵以硅酸鋁棉。吸水 U 型管，直徑約 15mm 的 U 型管，內裝無水高氯酸鎂或無水氧化鈣，裝試劑部分高 100～120mm。吸收二氧化碳 U 型管，2 個，直徑約15mm 的 U 型管，4 /5 裝鹼石棉，1 /5 裝無水高氯酸鎂或無水氯化鈣，裝試劑部分高 100～120mm。氣泡計，容量約 10mL，內盛少許硫酸。

圖73.43 Pt-P2O5電解池示意圖

帶磨口的玻璃管或小型乾燥器 (不放乾燥劑) 。

試劑

鹼石棉 化學純，粒度 1～2mm; 或鹼石灰，化學純，粒度 0.5～2mm。

無水氯化鈣 粒度 2～5mm。

無水高氯酸鎂 粒度 1～3mm。

氧化銅 線狀 (長約 5mm) 。

三氧化鎢。

粒狀二氧化錳 製法與 73.11.1.1 相同。

高錳酸銀熱分解產物 製法與 73.11.1.1 相同。

真空硅脂。

變色硅膠 化學純。

硅酸鋁棉 工業品。

硫酸。

無水乙醇。

塗液 磷酸與丙酮以 (3 +7) 比例混和。

氧氣 氧氣鋼瓶需配有可調節流量的帶減壓閥的壓力表(可使用醫用氧氣吸入器) 。

測定準備

1) 凈化系統各容器的充填和連接。凈化管內充填線狀氧化銅，裝填部分長約280mm，兩端堵以硅酸鋁棉。3 個氣體乾燥管內按氧氣流入方向依次充填變色硅膠、鹼石棉和無水高氯酸鎂。按順序將凈化系統各容器連接好。

2) 燃燒管的填充和安裝。在燃燒管細頸端先充填約 10mm 硅酸鋁棉，然後填入約100mm 高錳酸銀熱解產物，最後再充填約 10mm 硅酸鋁棉。將帶推棒的橡皮塞塞住燃燒管入口端並將燃燒管放入燃燒爐內，使裝填部分的位置在催化段。

3) 電解池塗膜及五氧化二磷膜的生成。先用外徑約 5mm 的軟毛刷和洗滌劑清洗電解池內壁，然後依次用自來水、蒸餾水沖洗，最後用丙酮或無水乙醇清洗並用熱風吹乾。此時，電解池兩鉑極間電阻應為無窮大。

將電解池前端向上豎起，從前端滴入塗液。塗液沿池內壁流下，當塗液流到池體 1/3處時，立即倒轉電解池，使多餘的塗液流出，並用濾紙拭凈池口。邊轉動電解池，邊用冷風吹至無丙酮氣味。以同樣方法塗液 3 次，但第2 次使塗液流到池體的2/3 處時，倒出多餘塗液; 第 3 次使塗液流到距池體尾端約 10mm 處時，倒出多餘的塗液。

接通氧氣，調節氧氣流量約為 80mL/min。用硅橡膠管將塗液後的電解池與燃燒管細頸埠對口連接。裝好電解池冷卻水套，通入冷卻水，將電解池兩電極與電解電源引線相接。選擇 10V 電壓，啟動電解，每隔 3min 改變電解電源極性 1 次，直至電解終點。選擇24V 電壓啟動電解，直至電解終點; 改變電解電源極性，啟動電解，至電解終點。如此重復 4～5 次，五氧化二磷膜形成完畢; 或按塗膜鍵自動塗膜。

4) 吸收系統各容器的充填和連接。把按要求准備的吸收系統各容器按順序連接好，氧氣凈化系統與燃燒管間以聚氯乙烯軟管或聚四氟乙烯管連接，電解池與 U 型管及 U 型管與 U 型管間均以硅橡膠管連接。當出現下列現象時，應更換 U 型管中試劑，或清洗電解池: 某次試驗後，第 2 個吸收二氧化碳 U 型管的質量增加 50mg 以上時，應更換第 1 個U 型管; 二氧化錳、無水高氯酸鎂或無水氯化鈣一般使用約 100 次應更換。電解池使用100 次左右或發現電解池有拖尾等現象時，應清洗電解池，重新塗膜。

5) 測定儀整個系統的氣密性檢查。將儀器按圖73.40 所示連接好。將所有 U 型管磨口塞旋開，與儀器相連，接通氧氣下調節氧氣流量約為 80mL/min。然後關閉靠近氣泡計處 U 型管磨口塞，此時若氧氣流量降至 20mL/min 以下，表明整個系統氣密; 否則，應逐個檢查 U 型管的各個磨口塞，查出漏氣處，予以解決。氣密性檢查時間不宜過長，以免 U型管磨口塞因系統壓力過大而彈開。

6) 測定儀可靠性的檢驗。為了檢查測定儀是否可靠，可稱取 0.070～ 0.075g 標准煤樣 (精確至 0.0001g) 進行碳、氫測定。如果實測的碳、氫值與標准值的差值不超過標准煤樣規定的不確定度，並且無明顯系統偏差，表明測定儀可用，否則需查明原因並糾正後才能進行正式測定。

分析步驟

選定電解電源極性 (每天應互換 1 次) ，通入氧氣並將流量調節約為 80mL/min，接通冷卻水，通電升溫。升溫同時，接上吸收二氧化碳 U 型管 (應先將 U 型管磨口塞開啟)和氣泡計，使氧氣流量保持約 80mL/min，按下電解鍵 (或預處理鍵) 至終點。然後，每隔 2～3min 按一次電解鍵 (或預處理鍵) 。10min 後取下吸收二氧化碳 U 型管，關閉所有U 型管磨口塞，在天平旁放置 10min 左右，稱量。然後再與系統相連，重復上述試驗，直到兩個吸收二氧化碳 U 型管質量變化不超過 0.0005g 為止。

將燃燒爐、凈化爐和催化爐溫度控制在指定溫度。將煤樣以轉瓶法混和均勻，在預先灼燒過的燃燒舟中稱取 0.070～0.075g (精確至 0.0001g) 粒度小於 0.2mm 的空氣乾燥煤樣，並均勻鋪平。在煤樣上蓋一層三氧化鎢。如不立即測定，可把燃燒舟暫存入不帶乾燥劑的密閉容器中。

接上質量恆定的吸收二氧化碳 U 型管，保持氧氣流量約 80mL/min，啟動電解至電解終點。打開帶有鎳鉻絲推棒的橡皮塞，迅速將燃燒舟放入燃燒管入口端，塞上帶推棒的橡皮塞，將氫積分值和時間計數器清零。用推棒推動燃燒舟，使其一半進入燃燒爐口。煤樣燃燒後 (一般 30s) ，按電解鍵 (或測定鍵) ，當煤樣燃燒平穩，將全舟推入爐口，停留2min 左右，再將燃燒舟推入高溫帶並立即拉回推棒 (不要讓推棒紅熱部分拉到近橡皮塞處，以免使橡皮塞過熱分解) 。約 10min 後 (電解達到終點，否則需適當延長時間) ，取下吸收二氧化碳 U 型管，關閉其磨口塞，在天平旁放置約10min 後稱量。第2 個吸收二氧化碳 U 形管質量變化小於 0.0005g，計算時忽略。記錄電量積分器顯示的氫的質量 (mg) 。打開帶推棒的橡皮塞，用鎳鉻絲鉤取出燃燒舟，塞上帶推棒的橡皮塞。

空白值的測定。氫空白值的測定可與吸收二氧化碳 U 型管的恆量試驗同時進行，也可在碳氫測定之後進行。在燃燒爐、凈化爐和催化爐達到指定溫度後，保持氧氣流量約為80mL / min，啟動電解到終點。在一個預先灼燒過的燃燒舟中加入三氧化鎢 (數量與煤樣分析時相當) ，打開帶推棒的橡皮塞，放入燃燒舟，塞緊橡皮塞。將氫積分值和時間計數清零。用推棒直接將燃燒舟推到高溫帶，立即拉回推棒。按空白鍵或9min 後按下電解鍵。到達電解終點後，記錄電量積分器顯示的氫質量 (mg) 。重復上述操作，直至相鄰兩次空白測定值相差不超過 0.050mg，取這兩次測定的平均值作為當天氫的空白值。

對於微計算機控制的測定儀可按照說明書規定的方法操作。

按下式計算空氣乾燥基煤樣的碳氫含量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:C_ad為空氣乾燥煤樣中碳的質量分數，%;H_ad為空氣乾燥煤樣中氫的質量分數，%;m為空氣乾燥煤樣的質量，g;m₁為吸收二氧化碳U型管的增量，g;m₂為電量積分器顯示的氫值，mg;m₃為電量積分器顯示的氫空白值，mg;0.2729為將二氧化碳換算成碳的因數;0.1119為將水換算成氫的因數;M_ad為空氣乾燥煤樣水分的質量分數。

當需要測定有機碳時，按式(73.71)計算有機碳的含量。

F. 有機碳的測定

重鉻酸鉀法

方法提要

在濃硫酸介質中，加入一定量的標准重鉻酸鉀溶液，在加熱條件下將試樣中的有機碳氧化成二氧化碳。剩餘的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標准溶液回滴，按重鉻酸鉀溶液的消耗量，計算試樣中有機碳的含量。

本法適用於沉積物中有機碳含量低於15%的試樣測定。

儀器及設備

硬質玻璃試管$18mm×160mm。

油浴鍋內盛液體石蠟或植物油。

鐵絲籠插試管用，能浸入油浴鍋中。

試劑

硫酸。

硫酸銀。

磷酸。

1，10-鄰二氮菲啉指示劑(18.45g/L)稱取1.845g1，10-鄰二氮菲溶於100mL6.95g/L硫酸亞鐵溶液中，貯存於棕色試劑瓶中。

重鉻酸鉀-硫酸標准溶液c(1/6K₂Cr₂O₇)=0.4000mol/L稱取19.615gK₂Cr₂O₇(優級純，研細並在120℃烘乾4h，保存於乾燥器中)於1000mL燒杯中，加入250mL水，微熱溶解，冷卻後，在不斷攪拌和冷卻下，沿杯壁緩緩地注入500mLH₂SO₄，冷卻後轉入1000mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。

硫酸亞鐵標准溶液c(FeSO₄)≈0.2mol/L稱取56gFeSO₄·7H₂O或80g［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］，溶於500mL水中，在不斷攪拌下，沿杯壁緩緩地注入20mLH₂SO₄，冷卻後，稀釋至1000mL，轉入棕色試劑瓶中保存。

標定移取10.0mL重鉻酸鉀-硫酸標准溶液於250mL錐形瓶中，加水70mL，加5mL(1+1)H₃PO₄，用硫酸亞鐵標准溶液滴定，加入3～4滴1，10-鄰二氮菲指示劑溶液，終點由橙→綠→綠青→棕紅色。由消耗的硫酸亞鐵標准溶液的體積(mL)和所吸取重鉻酸鉀-硫酸標准溶液的量，計算硫酸亞鐵標准溶液的濃度c(mol/L)。

分析步驟

稱取0.1～0.5g(精確至0.0005g)，空氣乾燥試樣，置於試管中，加0.1g固體Ag₂SO₄，准確加入10.0mL重鉻酸鉀-硫酸溶液，在加入1～3mL重鉻酸鉀-硫酸溶液時，將試樣搖散，防止試樣結塊，在試管口放一小漏斗，以防止加熱時溶液濺出。

將一批試管插入鐵絲籠中(其中應有2個空白樣)，將鐵絲籠置於185～190℃油浴鍋中，維持溫度為(175±5)℃，待試管內容物沸騰5min後，取出鐵絲籠，稍冷後將試管外壁的油液擦凈。

將試管內的溶液及殘渣倒入250mL錐形瓶中，將沖洗小漏斗及試管的殘留試液並入其中，控制總體積在60～70mL，以保持溶液酸度為1～1.5mol/L。加入5mL(1+1)H₃PO₄、3～4滴1，10-鄰二氮菲指示劑溶液，此時溶液呈橙色，用硫酸亞鐵標准溶液滴定，終點由橙→綠→綠青→棕紅色。

按下式計算試樣中有機碳的含量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:w(OC)為沉積物試樣中有機碳的質量分數，%;c為硫酸亞鐵標准溶液的濃度，mol/L;V₁為滴定空白試樣消耗硫酸亞鐵標准溶液的用量，mL;V₂為滴定試樣時消耗硫酸亞鐵標准溶液的用量，mL;m為稱取試樣的質量，g;w(H₂O^-)為吸附水的質量分數;F為消耗1mL濃度為c(1/6K₂Cr₂O₇)=1.00mol/L溶液所相當的有機碳的量，取0.0030g。

注意事項

1)稱樣量視有機碳的含量而定，含量在5%～15%時，稱取0.1g;含量在1%～5%時，稱取0.3g;含量小於1%時，稱取0.5g。

2)應注意勿將試樣沾在試管壁上，否則測定的結果易偏低。

3)消化後的溶液應為黃色、黃褐色或黃綠色，如以綠色為主，則說明氧化不完全，或滴定時消耗的硫酸亞鐵標准溶液的體積小於空白樣用量1/3時，也有氧化反應不完全的可能，應減少稱樣量，重新測定。

4)試樣消化溫度及時間應保持一致。

5)用含鐵量低的沉積物經500℃焙燒2h並磨細至80目作為空白樣。

6)硫酸亞鐵溶液濃度易變化，每次使用前均要標定。標定應平行進行5～6份，以求得其平均值。

7)試管外壁的油液應擦凈，不能混入試液中，否則結果會偏高。

8)如試樣中存在其他還原性物質(如Fe²⁺及S^2-等)較多時，測定的結果會明顯偏高。此時宜將待測樣攤成薄層，風干，使這些無機還原物質充分地被氧化後再行測定。

G. 碳硫元素分析方法有哪些

樓主你好： 碳硫元素分析方法概述 1. 紅外光度法：試樣中的碳、硫經過富氧條件下的高溫加熱，氧化為二氧化碳、二氧化硫氣體。該氣體經處理後進入相應的吸收池，對相應的紅外輻射進行吸收，由探測器轉發為信號，經計算機處理輸出結果。此方法具有準確、快速、靈敏度高的特點，高低碳硫含量均使用，採用此方法的紅外碳硫分析儀，自動化程度較高，價格也比較高，適用於分析精度要求較高的場合。 2. 容量法：常用的有測碳為氣體容量法和非水滴定法，測硫為碘量法、酸鹼滴定法。特別是氣體容量法測碳、碘量法定硫，既快速又准確，是我國碳、硫聯合測定最常用的方法，採用此方法的碳硫分析儀的精度，碳含量下限為0.050%，硫含量下限為0.005%，可滿足大多數場合的需要。更多質量檢測、分析測試、化學計量、標准物質相關技術資料請參考國家標准物質 http://www.rmhot.com/plist_1/plist_1_0_0_1.html 3. 重量法：常用鹼石棉吸收二氧化碳，由「增量」求出碳含量。硫的測定常用濕法，試樣用酸分解氧化，轉變為硫酸鹽，然後在鹽酸介質中加入氯化鋇，生成硫酸鋇，經沉澱、過濾、洗滌、灼燒，稱量最後計算得出硫的含量。重量法的缺點是分析速度慢，所以不可能用於企業現場碳硫分析，優點是具有較高的准確度，至今仍被國內外作為標准方法推薦，適用於標准實驗室和研究機構。 4. 電導法：用電導法測定碳、硫，其特點是准確，快速、靈敏。多用於低碳、低硫的測定。 5. 測定金屬中的碳、硫含量，還有ICP法、直讀光譜法、X光熒光法、質譜法、色譜法、活化分析法等，各有其優點和適用范圍。

H. TOC分析儀的TOC檢測方法

一、濕法氧化(過硫酸鹽)- 非色散紅外探測 (NDIR) 該方法是在氧化之前經磷酸處理待測樣品 ,去除無機碳,而後測量 TOC的濃度。現代的TOC
連續分析儀中，絕大部分都是濕法氧化。濕法氧化對於復雜的水體(例如:腐殖酸、高分子量
化合物等)氧化不充分,所以不適用 TOC含量高的水體 ,但是對於常規水體如地表水是可以
的。
二、高溫催化燃燒氧化 - 非色散紅外探測（NDIR)
高溫催化燃燒氧化的應用時間遠比濕法氧化遲，但是因為高溫燃燒相對徹底,可以適用於污
染較重的江河、海水以及工業廢水等水體。
三、紫外氧化 - 非色散紅外探測 (NDIR)
其方式與濕法氧化相同，不過是採用紫外光(185nm)進行照射的原理,在樣品進入紫外反應器
之前去除無機碳，得到更精確的結果。紫外氧化法,對於顆粒狀有機物、葯物、蛋白質等高
含量 TOC是不適用的,但可以用於原水、工業用水等水體。
四、紫外(UV)- 濕法(過硫酸鹽)氧化 - 非色散紅外探測(NDIR)
這種方式是紫外氧化和濕法氧化兩者協同作用,相互補充,相互促進,氧化降解效果優於其中
任何一種方法。針對紫外氧化無法用於高含量TOC水體，兩者的協同可以測量污染較重的
水體。因其適用性強、可測范圍廣泛的特點而普及度高，技術成熟。
五、電阻法
該法是近年來開始應用的技術 ,其原理是在溫度補償前提下,測量樣品在紫外線氧化前後電
阻率的差值來實現的。但該方法對被測量的水體來源要求比較苛刻 ,只能用相對潔凈的工業
用水和純水 ,應用方向單一。
六、紫外法
紫外吸收光譜用於 TOC的檢測分析最早可追溯到 1972 年 ,Dobbs 等人對於 254nm處紫
外吸光度值(A)和城市污水處理二級出水及河水的 TOC之間線性關系進行了研究。經過幾
十年的發展, 由於具有快速、不接觸測量、重復性好、維護量少等優點，該方法的應用得到
飛速發展。
七、電導法
該法中涉及的主要器件是電導池，它由參比電極、測量電極、氣液分離器、離子交換樹脂、
反應盤管、NaOH電導液等組成。電導池的優點是價格低、易普及 ,但穩定性較差。
八、臭氧氧化法
利用臭氧的強氧化性，採用臭氧氧化作為TOC的檢測技術，具有反應速度快,無二次污染 ,
以及較高的應用價值。故此方法的應用前景非常可觀。
九、超聲空化聲致發光法
超聲化學已成為一個蓬勃發展的研究領域 ,聲致發光的研究已涉及到環境保護領域 ,我國的
相關學者在基礎研究和應用研究方面做了大量的工作 ,近年來 ,這一獨特的方法已經得到專
家的認可。具有無二次污染、不需添加試劑 ,設備簡單等優點。
十、超臨界水氧化法
適用於鹽分高的應用，超零界水氧化（Supercritical Water Oxidation — SCWO）技術原先被用於處理大體積廢水、污泥和被污染過的土壤。現被運用於商業實驗室TOC分析儀，將進樣水的溫度和壓力提升至高於水的臨界點（375°C和3,200psi）時，有機廢物迅速被水中的氧化劑徹底氧化。超臨界水的特性均可以使有機碳極高效、快速地氧化為二氧化碳，即便存在使用非超臨界氧化方式時會造成負干擾的氯化物及其他無機物也無妨。
技術參數： 測量范圍：0—100，000ppm C（非稀釋狀態) ，0----5,000ppm N 。
自動進樣，一次進樣得6個結果：TOC/TIC/TC/NPOC/POC/TNb 。
可選全自動多孔位進樣器、總氮（TNb)分析模塊、固體分析模塊。 測定誤差與精度 ≤1%。
應用：
滿足醫用注射水檢測。
清潔驗證（符合FDA/USP/EP）。 飲用水、地表水、自來水、排水、污水
環保、水文監測等不同行業。

I. 碳硫元素分析方法有哪些

碳硫元素分析方法有哪些
1.紅外光度法：試樣中的碳、硫經過富氧條件下的高溫加熱,氧化為二氧化碳、二氧化硫氣體.該氣體經處理後進入相應的吸收池,對相應的紅外輻射進行吸收,由探測器轉發為信號,經計算機處理輸出結果.此方法具有準確、快速、靈敏度高的特點,高低碳硫含量均使用,採用此方法的紅外碳硫分析儀,自動化程度較高,價格也比較高,適用於分析精度要求較高的場合.2.容量法：常用的有測碳為氣體容量法和非水滴定法,測硫為碘量法、酸鹼滴定法.特別是氣體容量法測碳、碘量法定硫,既快速又准確,是我國碳