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溶液中碳含量分析方法

发布时间:2023-01-22 01:26:54

A. 土壤水溶性有机碳的具体测定方法

土壤水溶性有机碳的具体测定方法:
1.称过2mm筛的风干土样10g,
2.按水土比2:1添加蒸馏水,
3.在25℃下恒温振荡30min后,用0.45μm滤膜抽滤,
4.滤液直接在TOC-1020A有机碳分析仪测定。

各种有机质的测定方法
(1)活性有机碳(CL):高锰酸钾氧化法。秤取过0.25mm筛的风干土样1.59于l00ml离心管中,加入333mM(或167mM、33mM)高锰酸钾25ml(易氧化态碳),振荡1小时,离心5分钟(转速2000次/min),取上清液用去离子水按1:250稀释,然后将稀释液在565nm比色。根据高锰酸钾浓度的变化求出样品的活性有机碳。
(2)总有机碳:重铬酸钾氧化法。
(3)非活性有机碳(CNL):总有机碳与活性有机碳的差值为非活性有机碳(CNL)
(4)碳库活度(L):土壤碳的不稳定性,即碳库活度(L)等于土壤中的CL与CNL之比:L=样本中的活性有机碳CL/样本中的非活性有机碳CNL。
(5)碳库指数(CPI)=样品总有机碳含量(mg/g)/参考土壤总有机碳含量(mg/g) (6)活度指数(LI):碳损失及其对稳定性的影响,LI=样本的不稳定性(L)/对照的不稳定性(L)
(7)基于以上指标可以得到碳库管理指数(CMI):CMI=CPI*LI*100
土壤活性有机质是土壤有机质的活性部分,是指土壤中有效性较高、易被土壤微生物分解利用、对植物养分供应有最直接作用的那部分有机质。土壤活性有机质在指示土壤质量和土壤肥力的变化时比总有机质更灵敏,能够更准确、更实际的反映土壤肥力和土壤物理性质的变化、综合评价各种管理措施对土壤质量的影响。土壤活性有机质还可以表征土壤物质循环特征,作为土壤潜在生产力和由土壤管理措施变化而引起土壤有机质变化的早期预测指标。
碳水化合物是土壤中最重要、最易降解的有机成分之一,其对气候变化、耕作、生物处理等外界影响的敏感程度高于有机质总量。而且作为土壤微生物细胞必需的组成物质和主要能源,碳水化合物与土壤微生物存在密切的关系。
按Grandy 等的方法测定,操作过程为:称取一定量的风干土(根据有机质含量而定) 加入去离子水(水土比为10:1) ,在85℃下培养24 h 后用孔径为0.45μm的玻璃纤维滤纸过滤,将虑液按1:4的比例进行稀释,然后吸取5 ml 稀释液放入比色管中,再加入10 ml 蒽酮溶液,最后在625 nm 处进行比色测定,其含量用葡萄糖表示。

B. 废水中有机碳的测定方法

一、 测定方法
仪器分析法
二、 方法依据
《生活饮用水卫生规范》(2001)
三、 测定范围
适用于生活饮用水及其水源水中含0.1--1000 mg/L总有机碳的仪器分析法。
四、 测定原理
水中的有机物在高温,催化条件下,全部分解成碳,然后用载气中的氧结合生成二氧化碳和水,除去水份后,用非色散红外线气体分析器测定二氧化碳浓度,它与废水中有机碳含量成正比,遵守比尔定律。
五、 试剂
1、 邻苯二甲酸钾标准溶液[ρ(有机碳,c)=1000 mg/L]:称取在不超过120℃干燥2小时的分析纯邻苯二甲酸氢钾2.1254克溶于适量纯水,倒入1000mL容量瓶内,加纯水至刻度,摇匀。
2、 碳酸钠,重碳酸钠标准溶液[ρ(无机碳,c)=1000 mg/L];称取285℃干燥1小时的分析纯碳酸钠4.4122克溶于纯水,倒入1000mL溶量瓶中,加纯水至500mL左右,加入经硅胶干燥的分析纯碳酸氢钠3.49709克,振荡溶解后,加纯水至刻度,摇匀.
3、 磷酸[C(H3PO4)=0.5mol/L]
4、 气体:不含CO2和有机杂质的空气、氮气和氧气。
六、 仪器
有机碳测定仪
七、 测定步骤
1、 把水样注满洁净玻璃瓶,于4℃冰箱内存放。当预期水样存在细菌活性时,加磷酸降至pH2.0存放。
2、 按照仪器制造厂家说明书,调至载气流量150mL/min。炉温680℃,除湿器温度1.1℃直接测定,数据从仪器直接填写.
附《总有机碳分析仪测定记录》

C. 含碳量的分析方法

硅胶主要成分是二氧化硅,化学性质稳定,不燃烧。
你可以使用燃烧的方法测出燃烧产生的气体量来计算
充足氧气,完全燃烧,二氧化碳

D. 如何测量TOC

下面针对TOC仪器的测定原理、TOC分析方法及分析的步骤进行介绍。

一、TOC仪器的测定原理

总有机碳(TOC),由专门的仪器——总有机碳分析仪(以下简称TOC分析仪)来测定。TOC分析仪,是将水溶液中的总有机碳氧化为二氧化碳,并且测定其含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系,从而对水溶液中总有机碳进行定量测定。

仪器按工作原理不同,可分为燃烧氧化—非分散红外吸收法、电导法、气相色谱法等。其中燃烧氧化—非分散红外吸收法只需一次性转化,流程简单、重现性好、灵敏度高,因此这种TOC分析仪广为国内外所采用。
TOC分析仪主要由以下几个部分构成:进样口、无机碳反应器、有机碳氧化反应(或是总碳氧化反应器)、气液分离器、非分光红外CO2分析器、数据处理部分。

二、燃烧氧化——非分散红外吸收法
燃烧氧化—非分散红外吸收法,按测定TOC值的不同原理又可分为差减法和直接法两种。

1.差减法测定TOC值的方法原理

水样分别被注入高温燃烧管(900℃)和低温反应管(150℃)中。经高温燃烧管的水样受高温催化氧化,使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳。经反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成为二氧化碳,其所生成的二氧化碳依次导入非分散红外检测器,从而分别测得水中的总碳(TC)和无机碳(IC)。总碳与无机碳之差值,即为总有机碳(TOC)。

2.直接法测定TOC值的方法原理

将水样酸化后曝气,使各种碳酸盐分解生成二氧化碳而驱除后,再注入高温燃烧管中,可直接测定总有机碳。但由于在曝气过程中会造成水样中挥发性有机物的损失而产生测定误差,因此其测定结果只是不可吹出的有机碳值。

三、水样中TOC的分析步骤
1.试剂准备
(1)邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4):基准试剂
(2)无水碳酸钠:基准试剂
(3)碳酸氢钠:基准试剂
(4)无二氧化碳蒸馏水

2.标准贮备液的制备
(1) 有机碳标准贮备液:称取干燥后的适量KHC8H4O4,用水稀释,一般贮备液的浓度为400mg/L碳。
(2) 无机碳标准贮备液:称取干燥后适量比例的碳酸钠和碳酸氢钠,用水稀释,一般贮备液的浓度为400mg/L无机碳。

3.有机碳、无机碳标准溶液的配制
从各自的贮备液中按要求稀释得来。

4.校准曲线的绘制
由标准溶液逐级稀释成不同浓度的有机碳、无机碳标准系列溶液,分别注入燃烧管和反应管,测量记录仪上的吸收峰高,与对应的浓度作图,绘制校准曲线。

5.水样测定
取适量水样注入TOC仪器进行测定,所得峰高从标准曲线上可读出相应的浓度,或由仪器自动计算出结果。

6. 计算
差减法:总有机碳(mg/L)=总碳-无机碳
直接法:总有机碳(mg/L)=总碳

四、应用
目前,卫生防疫和水质监测部门越来越重视水中有机物的污染情况。TOC的检测必不可少,各种类型的TOC分析仪在这些部门也得到了比较广泛的应用。

E. 碳、氢的测定

73.11.1.1 重量法

方法提要

一定量煤样在氧气流中燃烧,煤中碳生成二氧化碳、氢生成水。生成的二氧化碳和水分别被二氧化碳吸收剂和吸水剂吸收,根据吸收剂的增量,计算煤中碳、氢含量。煤样中硫和氯对碳测定的干扰,在三节炉法中分别用铬酸铅和卷状银丝除去,在二节炉法中用高锰酸银热分解产物除去; 氮 (氮氧化合物) 对碳测定的干扰,由粒状二氧化锰除去。

反应方程式如下。

燃烧反应:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

对CO2和H2O的吸收反应:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

排除硫、氯、氮对测定干扰的反应:

三节炉法中,在燃烧管内用铬酸铅脱除硫的氧化物,用卷装银丝脱氧: 二节炉法中,用高锰酸银热分解产物脱除硫和氯:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

在燃烧管外部,用粒状二氧化锰除去氮氧化物:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

仪器

碳氢测定装置 见图73.34。

碳氢测定装置主要由燃烧系统、净化系统和吸收系统 3 部分组成。

燃烧系统为一个三节炉或二节炉,炉内径 35mm,内有一燃烧管,管内装燃烧舟。

三节炉 第一节长 230mm,可加热到 (850 ± 10) ℃,能沿水平方向移动; 第二节长330~ 350mm,可加热到 (800 ± 10) ℃ ; 第三节长 130~ 150mm,可加热到 (600 ± 10) ℃ 。

两节炉 第一节长 230mm,可加热到 (850 ± 10) ℃,能沿水平方向移动; 第二节长130~ 150mm,可加热到 (500 ± 10) ℃ 。

燃烧管 素瓷、石英、刚玉或不锈钢制品,长 1100~1200mm (三节炉用) 或 800mm(两节炉用) ,内径 20~ 22mm,壁厚约 2mm。

燃烧舟 长约 80mm,素瓷、刚玉或石英制品。

净化系统包括两个干燥塔 (容积 500mL) 和一个流量计 (测量范围 0~150mL/min) 。

吸收系统包括 1 个吸水管、1 个除氮管和 2 个二氧化碳吸收管。

带磨口塞的玻璃管 (图73.35) 或小型干燥器 (不装干燥剂) 。

气泡计 容量约 10mL (图73.36) 。

橡胶帽 (图73.37) 或橡胶塞、铜接头。

图73.34 碳氢测定装置示意图

图73.35 玻带磨口塞的玻璃管(数字单位 mm)

图73.36 气泡计(数字单位 mm)

图73.37 橡胶帽(数字单位 mm)

试剂

碱石棉 粒度1~2mm; 或碱石灰,粒度0.5~2mm; 或粒状氢氧化钙,粒度1~3mm。

无水氯化钙 粒度 2~5mm; 或无水高氯酸镁,粒度 1~3mm。

氧化铜 线状,长约 5mm。

铬酸铅 粒度 1~4mm。

卷状银丝 丝直径约 0.25mm。

卷状铜丝 丝直径约 0.5mm。

氧气 不含氢。

硫酸。

三氧化钨。

二氧化碳钢瓶装气体。

粒状二氧化锰称取25gMnSO4·5H2O溶于500mL水中。另称16.4gKMnO4溶于300mL水中。把两种溶液都加热到50~60℃。将高锰酸钾溶液慢慢注入硫酸锰溶液中,并剧烈搅拌。加入10mL(1+1)H2SO4,再将溶液加热到70~80℃,继续搅拌5min,停止加热,静置2~3h。用热水以倾泻法洗到中性。将沉淀移到漏斗过滤,然后在150℃下烘干(约2~3h),得到褐色疏松状的二氧化锰。小心破碎和过筛,取粒度0.5~2mm的颗粒备用。

氧化氮指示胶在瓷蒸发皿中将小于2mm的40g无色硅胶和30mLHCl搅拌均匀。在砂浴上蒸发多余的盐酸直到看不见明显的蒸气逸出为止。然后把硅胶粒浸入30mL100g/LKSCN溶液中,搅拌均匀后取出烘干。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,搅拌均匀后取出,用黑纸包好烘干,放在深色瓶中置于暗处备用。

高锰酸银热分解产物称取100gKMnO4溶于2L沸水中。取107.5g的AgNO3溶于约50mL水中,然后在不断搅拌下缓缓注入沸腾的高锰酸钾溶液中,静置过夜后得到有光泽的深紫色结晶。用水洗涤数次,在60~80℃下干燥1h。将晶体一小份一小份地放在瓷皿中,在电炉上缓缓加热到骤然分解,得到银灰色疏松产物,收集在磨口瓶中备用。未分解的高锰酸银不宜大量贮存,以免受热分解引起爆炸。

试验准备

1)测定装置的填充和连接。将测定装置各部件和容器依次连接,燃烧管两端用耐热橡胶帽或橡胶塞、铜接头连接。

氧气净化系统包括两个气体干燥塔。一个气体干燥塔下部(约1/3)装碱石棉或碱石灰,上部(约2/3)装无水氯化钙或无水高氯酸镁;另一个装无水氯化钙或无水高氯酸镁。净化剂经70~100次测定后,应检查并进行必要的更换。氧气由带有氧气吸入器的氧气钢瓶供给。为指示氧气流量,在两个干燥塔之间连接一个氧气流量计。

吸收系统由4个U型管组成,依次为吸水管(内装无水氯化钙或无水高氯酸镁)、除氮管(采用直径15mm、装试剂部分高120mm的大U型管,前1/2装二氧化锰,后1/2装无水氯化钙或无水高氯酸镁)和2个二氧化碳吸收管(前2/3装碱石棉或碱石灰,后1/3装无水氯化钙或无水高氯酸镁)。各U型管磨口塞处涂少许真空硅脂。吸收系统的末端连接一个空U型管(防止硫酸倒吸)和一个装有浓硫酸的气泡计。

用作吸水剂的无水氯化钙如果含有碱性物质,应先用二氧化碳饱和,并除去过剩的二氧化碳。处理方法:把无水氯化钙破碎到需要的粒度(如果氧化钙在保存或破碎过程中已吸水,可放到高温炉中在300℃下灼热1h)装入气体干燥塔内(可串联若干个),缓慢通入干燥的二氧化碳气(由启普氏气体发生器或由带有减压装置的二氧化碳钢瓶供给)3~4h,然后关闭干燥塔,放置过夜。通入不含二氧化碳的干燥空气,将过剩的二氧化碳去除。处理后的无水氯化钙放入严密的容器中贮存。市售分析纯无水氯化钙的碱性物质(氢氧化钙)含量小于0.02%的,可不进行处理。

出现下列现象时,应更换U型管中的试剂:U形管中的无水氯化钙开始溶化并阻碍气体畅通;第二个二氧化碳吸收管一次质量增加达50mg时,应更换第一个吸收管中的二氧化碳吸收剂;二氧化锰一般使用50次左右应进行检查或更换。检查方法:将氧化氮指示胶装在玻璃管中,两端用棉花堵上,接在除氮管后面,或将指示胶少许放在二氧化碳吸收管的进气端棉花处。燃烧煤样,如果指示胶由草绿色变成血红色,表示应更换二氧化锰。

上述 U 型管更换试剂后,应以 120mL/min 流量通氧气,质量恒定后方能使用。

燃烧系统燃烧管按下述方式充填: 三节炉用燃烧管充填 (图73.38) ,首先制成 3 个长 30mm 和 1 个长 100mm 的卷装铜丝,直径略小于燃烧管的内径,以便能自由推入管内并与管壁保持尽可能小的间距。100mm 长的卷装铜丝二端带一个粗铜丝制成的环或钩,以便由管中取出或放入。制成的卷装铜丝应在高温炉中于 800℃下灼烧 1h。燃烧管出气端起,先留出约 50mm 空间,然后依次填充 30mm 卷状银丝、30mm 卷装铜丝、130~150mm(与第三节电炉长度一致) 铬酸铅 (如用石英管,应该用铜片把铬酸铅与管壁隔开) 、30mm 卷装铜丝、330~ 350mm (与第二节电炉长度一致) 线状氧化铜、30mm 卷装铜丝、310mm 空间 (与第一节电炉加上燃烧舟的长度相等) 和 100mm 卷装铜丝。燃烧管两端装橡皮帽或橡皮塞,以便分别同净化系统和吸收系统连通。橡皮帽或橡皮塞使用前应预先在105~ 110℃ 烘烤 8h。燃烧管中的充填物 (氧化铜、铬酸铅和卷装银丝) 经 70~ 100 次测定后应检查和更换。

氧化铜用孔径 1mm 筛筛去粉末后即可再用。铬酸铅可用 50g/L NaOH 热碱液浸泡,然后用水洗净碱液,烘干,在 500~ 600℃ 下灼烧至少 30min,即可再用。卷装银丝用NH4OH 浸 5min 后,在水中煮沸 5min,用水冲洗后烘干,可再用。

图73.38 三节炉燃烧管的充填方式示意图

两节炉用燃烧管充填 (图73.39) ,首先制 1 个长 100mm、两个长 10mm 的卷装铜丝,再用 100 目铜丝布剪成直径与燃烧管匹配的圆形片 3~4 个 (防止高锰酸银热解产物被带出) 。

图73.39 二节炉燃烧管的充填方式示意图

2) 炉温校正。将工作热电偶插入三节电炉的热电偶孔内,使热端稍进入炉膛内,冷端与高温表连接。将炉温升到规定温度,保温 1h。然后将标准热电偶热端沿燃烧管轴向依次插至燃烧管中对应第一、第二和第三节炉的中心处 (注意,勿使热电偶与燃烧管壁接触) 。根据标准热电偶指示,调节相应电炉控制器,使炉温达到规定温度,恒温 5min后记下相应工作热电偶的温度读数。在日常测定中,即以此为准进行温度控制。

3) 空白试验。将装置连接后,通电升温并以 120mL / min 流量通氧气,检查整个系统的气密性,直到各部分都不漏气为止。在升温过程中,将第一节电炉往返移动数次,通气20min 左右。取下吸收系统,关闭各 U 形管磨口塞,用绒布擦净,在天平旁放置 10min 后称量。第一节炉达到并保持在 (850 ±10) ℃,第二节炉达到并保持在 (800 ± 10) ℃,第三节炉达到并保持在 (600 ±10) ℃ 时,开始做空白试验。将第一节炉移至紧靠第二节炉,接上已称量过的吸收系统并接通氧气。在燃烧舟中放入三氧化钨 (质量尽可能与日常测定时一致) 。打开橡皮塞,取出卷装铜丝,将装有三氧化钨的燃烧舟推到第一节炉入口处。塞紧橡胶塞,调节氧气流量为 120mL/min。移动第一节炉,使燃烧舟位于第一节炉中心处。通气 23min,将第一节炉移回原位; 2min 后取下吸收管,用绒布擦净,在天平旁放置 10min 后称量。水分吸收管的增加量就是空白值。重复上述空白试验,直到连续两次所得空白值相差不超过 0.0010g 、除氮 U 型管和二氧化碳吸收管最后一次质量变化不超过0.0005g 时为止。取最后两次空白值的平均值作为当天空白值。负压供氧时,应先关闭靠近硫酸气泡计的 U 型管,再依次关闭其他 U 型管,然后取下。

做空白试验前,应先确定燃烧管的位置,使出口端温度尽可能高而又不会使橡胶帽或橡胶塞受热分解。若空白值不易达到稳定,可适当调节燃烧管的位置。

分析步骤

1) 三节炉法分析步骤。将第一节炉温度控制在 (850 ± 10) ℃ ,第二节的炉温控制在(800 ± 10) ℃,第三节的炉温控制在 (600 ± 10) ℃,并使第一节炉紧靠第二节炉。

在预先灼烧过的燃烧舟中称取 0.2g (精确至 0.0001g) 粒度小于 0.2mm 的空气干燥煤样均匀铺平。在煤样上铺一层三氧化钨。若不立即测定,可把燃烧舟暂时存放在专用的磨口玻璃管或不加干燥剂的干燥器内。

将已恒量的吸收系统 U 型管磨口塞旋开后,接上燃烧系统,以每分钟 120mL 的流量通入氧气。打开入口端的橡胶塞,取出卷装铜丝。若燃烧管内有瓷舟,用镍铬丝钩取出。将盛有煤样的燃烧舟迅速放入燃烧管中,用推棒推入,使瓷舟前端刚好在第一节炉口,将卷装铜丝放在燃烧舟后面,塞上橡胶塞。通入氧气,流量保持在 120mL/min。隔 1min,移动第一节炉,使燃烧舟的一半进入炉口; 过 2min,移动炉子,使燃烧舟全部进入炉口;再过 2min,再移动炉子,使燃烧舟位于炉子中心处。保温 18min 后,把第一节炉移回原位。2min 后,拆下吸收系统的 U 型管并关闭其磨口塞,用绒布擦净,在天平旁放置 10min后称量 (除氮 U 型管不必称量) 。

2) 二节炉法分析步骤。在这种情况下,第一节炉温控制在 (850 ± 10) ℃ ,第二节炉温控制在 (500 ±10) ℃,并使第一节炉紧靠第二节炉,每次空白试验时间为 20min,燃烧舟在炉中心位置保温时间为 13min。其他操作与三节炉法时相同。

3) 测定装置和操作技术可靠性检查。称取约 0.2g 标准煤样,按规定步骤操作,若实测值与标准值的差值在规定的不确定度内,表明装置和操作正常。否则,需查明原因,彻底纠正后才能进行正式测定。

按下式计算空气干燥煤样的碳、氢含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:Cad为空气干燥煤样中碳的质量分数,%;Had为空气干燥煤样氢的质量分数,%;m为空气干燥煤样的质量,g;m1为二氧化碳吸收管的增量,g;m2为水分吸收管的增量,g;m3为空白值,g;0.2729为由二氧化碳换算成碳的因数;0.1119为由水换算成氢的因数;Mad为空气干燥煤样的水分的质量分数。

碳酸盐二氧化碳含量大于2%时,则:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:w(CO2,ad)为空气干燥煤样的碳酸盐二氧化碳的质量分数。

73.11.1.2 电量-重量法

方法提要

一定量煤样在氧气流中燃烧,生成的水与五氧化二磷反应生成偏磷酸,电解偏磷酸,根据电解所消耗的电量,计算煤中氢含量;生成的二氧化碳以二氧化碳吸收剂吸收,由吸收剂的增量,计算煤中碳含量。煤样燃烧后生成的硫氧化物和氯用高锰酸银热解产物除去,氮氧化物用粒状二氧化锰除去,以消除它们对碳测定的干扰。方法适用于褐煤、烟煤和无烟煤碳、氢的测定。

仪器装置

电量-重量法碳氢测定仪(图73.40)由氧气净化系统、燃烧装置、铂-五氧化二磷电解池、电量积分器和吸收系统等构成。

图73.40 电量-重量法碳氢测定仪示意图

氧气净化系统 净化炉,长约 300mm,炉外径约 100mm,炉膛直径约 25mm 的管式电炉,可控温 (800 ± 10) ℃。净化管,长约 500mm,外径约 22mm 的石英管或素瓷管。气体干燥管,3 个,容量约 150mL 的玻璃管。氧气流量计,测量范围 0~150mL/min。

燃烧装置 燃烧炉和催化炉,长约 450mm,炉外径约 100mm,炉膛直径约 25mm 连成一体的二节管式炉,其中催化段长约 150mm,可控温在 (300 ± 10) ℃,燃烧段长约300mm,可控温在 (850 ± 10) ℃ 。

燃烧管 总长约 650mm,一端外径约 22mm、内径约 19mm、长约 610mm,距管口约100mm 处接有外径约 8mm、内径约 6mm、长约 50mm 的支管; 另一端外径约 7mm、内径约 3mm、长约 40mm 的异径石英管 (图73.41) 。

图73.41 燃烧管示意图(数字单位 mm)

燃烧舟 长 70~77mm 瓷舟。新舟使用前应在约 850℃下灼烧 2h。

带推棒的橡皮塞 (图73.42) 由镍铬丝推棒1 (直径约2mm,长约700mm,一端卷成直径约 10mm 的圆环) 、翻胶帽 2、硅橡胶管 3 (内径约 6mm,外径约 11mm) 、玻璃管 5(外径约 7mm,长约 60mm) 、橡皮塞 4 等组成。在橡皮塞上打一直径约 6mm 的孔,将玻璃管的一端穿过孔并伸出约 2mm; 玻璃管的另一端通过硅橡胶管与翻胶帽紧密连接,在翻胶帽的正中穿一小孔,使镍铬丝推棒的一端通过玻璃管后由翻胶帽上的小孔穿出。

图73.42 带推棒的橡皮塞示意图

镍铬丝钩 直径约 2mm,长约 700mm,一端弯成小钩。

硅橡胶管 内径约 5mm,外径约 9mm。

聚氯乙烯软管或聚四氟乙烯管 内径约 6mm,外径约 8mm。

电解池 长约100mm、外径约8mm、内径约5mm 的专用电解池 (图73.43) ,铂丝间距约 0.3mm,池内表面涂有五氧化二磷。电解池外有外径约 50mm、内径 9~10mm、长约80mm 的冷却水套。

电量积分器 电解电流 50~700mA 范围内积分线性误差小于 ±0.1%; 配有 4 位数字显示器,数字显示精确到 0.001mg 氢。

吸收系统 除氮 U 型管,直径约 15mm 的 U 型管,内装粒状二氧化锰,装试剂部分高 100~120mm,两端堵以硅酸铝棉。吸水 U 型管,直径约 15mm 的 U 型管,内装无水高氯酸镁或无水氧化钙,装试剂部分高 100~120mm。吸收二氧化碳 U 型管,2 个,直径约15mm 的 U 型管,4 /5 装碱石棉,1 /5 装无水高氯酸镁或无水氯化钙,装试剂部分高 100~120mm。气泡计,容量约 10mL,内盛少许硫酸。

图73.43 Pt-P2O5电解池示意图

带磨口的玻璃管或小型干燥器 (不放干燥剂) 。

试剂

碱石棉 化学纯,粒度 1~2mm; 或碱石灰,化学纯,粒度 0.5~2mm。

无水氯化钙 粒度 2~5mm。

无水高氯酸镁 粒度 1~3mm。

氧化铜 线状 (长约 5mm) 。

三氧化钨。

粒状二氧化锰 制法与 73.11.1.1 相同。

高锰酸银热分解产物 制法与 73.11.1.1 相同。

真空硅脂。

变色硅胶 化学纯。

硅酸铝棉 工业品。

硫酸。

无水乙醇。

涂液 磷酸与丙酮以 (3 +7) 比例混和。

氧气 氧气钢瓶需配有可调节流量的带减压阀的压力表(可使用医用氧气吸入器) 。

测定准备

1) 净化系统各容器的充填和连接。净化管内充填线状氧化铜,装填部分长约280mm,两端堵以硅酸铝棉。3 个气体干燥管内按氧气流入方向依次充填变色硅胶、碱石棉和无水高氯酸镁。按顺序将净化系统各容器连接好。

2) 燃烧管的填充和安装。在燃烧管细颈端先充填约 10mm 硅酸铝棉,然后填入约100mm 高锰酸银热解产物,最后再充填约 10mm 硅酸铝棉。将带推棒的橡皮塞塞住燃烧管入口端并将燃烧管放入燃烧炉内,使装填部分的位置在催化段。

3) 电解池涂膜及五氧化二磷膜的生成。先用外径约 5mm 的软毛刷和洗涤剂清洗电解池内壁,然后依次用自来水、蒸馏水冲洗,最后用丙酮或无水乙醇清洗并用热风吹干。此时,电解池两铂极间电阻应为无穷大。

将电解池前端向上竖起,从前端滴入涂液。涂液沿池内壁流下,当涂液流到池体 1/3处时,立即倒转电解池,使多余的涂液流出,并用滤纸拭净池口。边转动电解池,边用冷风吹至无丙酮气味。以同样方法涂液 3 次,但第2 次使涂液流到池体的2/3 处时,倒出多余涂液; 第 3 次使涂液流到距池体尾端约 10mm 处时,倒出多余的涂液。

接通氧气,调节氧气流量约为 80mL/min。用硅橡胶管将涂液后的电解池与燃烧管细颈端口对口连接。装好电解池冷却水套,通入冷却水,将电解池两电极与电解电源引线相接。选择 10V 电压,启动电解,每隔 3min 改变电解电源极性 1 次,直至电解终点。选择24V 电压启动电解,直至电解终点; 改变电解电源极性,启动电解,至电解终点。如此重复 4~5 次,五氧化二磷膜形成完毕; 或按涂膜键自动涂膜。

4) 吸收系统各容器的充填和连接。把按要求准备的吸收系统各容器按顺序连接好,氧气净化系统与燃烧管间以聚氯乙烯软管或聚四氟乙烯管连接,电解池与 U 型管及 U 型管与 U 型管间均以硅橡胶管连接。当出现下列现象时,应更换 U 型管中试剂,或清洗电解池: 某次试验后,第 2 个吸收二氧化碳 U 型管的质量增加 50mg 以上时,应更换第 1 个U 型管; 二氧化锰、无水高氯酸镁或无水氯化钙一般使用约 100 次应更换。电解池使用100 次左右或发现电解池有拖尾等现象时,应清洗电解池,重新涂膜。

5) 测定仪整个系统的气密性检查。将仪器按图73.40 所示连接好。将所有 U 型管磨口塞旋开,与仪器相连,接通氧气下调节氧气流量约为 80mL/min。然后关闭靠近气泡计处 U 型管磨口塞,此时若氧气流量降至 20mL/min 以下,表明整个系统气密; 否则,应逐个检查 U 型管的各个磨口塞,查出漏气处,予以解决。气密性检查时间不宜过长,以免 U型管磨口塞因系统压力过大而弹开。

6) 测定仪可靠性的检验。为了检查测定仪是否可靠,可称取 0.070~ 0.075g 标准煤样 (精确至 0.0001g) 进行碳、氢测定。如果实测的碳、氢值与标准值的差值不超过标准煤样规定的不确定度,并且无明显系统偏差,表明测定仪可用,否则需查明原因并纠正后才能进行正式测定。

分析步骤

选定电解电源极性 (每天应互换 1 次) ,通入氧气并将流量调节约为 80mL/min,接通冷却水,通电升温。升温同时,接上吸收二氧化碳 U 型管 (应先将 U 型管磨口塞开启)和气泡计,使氧气流量保持约 80mL/min,按下电解键 (或预处理键) 至终点。然后,每隔 2~3min 按一次电解键 (或预处理键) 。10min 后取下吸收二氧化碳 U 型管,关闭所有U 型管磨口塞,在天平旁放置 10min 左右,称量。然后再与系统相连,重复上述试验,直到两个吸收二氧化碳 U 型管质量变化不超过 0.0005g 为止。

将燃烧炉、净化炉和催化炉温度控制在指定温度。将煤样以转瓶法混和均匀,在预先灼烧过的燃烧舟中称取 0.070~0.075g (精确至 0.0001g) 粒度小于 0.2mm 的空气干燥煤样,并均匀铺平。在煤样上盖一层三氧化钨。如不立即测定,可把燃烧舟暂存入不带干燥剂的密闭容器中。

接上质量恒定的吸收二氧化碳 U 型管,保持氧气流量约 80mL/min,启动电解至电解终点。打开带有镍铬丝推棒的橡皮塞,迅速将燃烧舟放入燃烧管入口端,塞上带推棒的橡皮塞,将氢积分值和时间计数器清零。用推棒推动燃烧舟,使其一半进入燃烧炉口。煤样燃烧后 (一般 30s) ,按电解键 (或测定键) ,当煤样燃烧平稳,将全舟推入炉口,停留2min 左右,再将燃烧舟推入高温带并立即拉回推棒 (不要让推棒红热部分拉到近橡皮塞处,以免使橡皮塞过热分解) 。约 10min 后 (电解达到终点,否则需适当延长时间) ,取下吸收二氧化碳 U 型管,关闭其磨口塞,在天平旁放置约10min 后称量。第2 个吸收二氧化碳 U 形管质量变化小于 0.0005g,计算时忽略。记录电量积分器显示的氢的质量 (mg) 。打开带推棒的橡皮塞,用镍铬丝钩取出燃烧舟,塞上带推棒的橡皮塞。

空白值的测定。氢空白值的测定可与吸收二氧化碳 U 型管的恒量试验同时进行,也可在碳氢测定之后进行。在燃烧炉、净化炉和催化炉达到指定温度后,保持氧气流量约为80mL / min,启动电解到终点。在一个预先灼烧过的燃烧舟中加入三氧化钨 (数量与煤样分析时相当) ,打开带推棒的橡皮塞,放入燃烧舟,塞紧橡皮塞。将氢积分值和时间计数清零。用推棒直接将燃烧舟推到高温带,立即拉回推棒。按空白键或9min 后按下电解键。到达电解终点后,记录电量积分器显示的氢质量 (mg) 。重复上述操作,直至相邻两次空白测定值相差不超过 0.050mg,取这两次测定的平均值作为当天氢的空白值。

对于微计算机控制的测定仪可按照说明书规定的方法操作。

按下式计算空气干燥基煤样的碳氢含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:Cad为空气干燥煤样中碳的质量分数,%;Had为空气干燥煤样中氢的质量分数,%;m为空气干燥煤样的质量,g;m1为吸收二氧化碳U型管的增量,g;m2为电量积分器显示的氢值,mg;m3为电量积分器显示的氢空白值,mg;0.2729为将二氧化碳换算成碳的因数;0.1119为将水换算成氢的因数;Mad为空气干燥煤样水分的质量分数。

当需要测定有机碳时,按式(73.71)计算有机碳的含量。

F. 有机碳的测定

重铬酸钾法

方法提要

在浓硫酸介质中,加入一定量的标准重铬酸钾溶液,在加热条件下将试样中的有机碳氧化成二氧化碳。剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液回滴,按重铬酸钾溶液的消耗量,计算试样中有机碳的含量。

本法适用于沉积物中有机碳含量低于15%的试样测定。

仪器及设备

硬质玻璃试管$18mm×160mm。

油浴锅内盛液体石蜡或植物油。

铁丝笼插试管用,能浸入油浴锅中。

试剂

硫酸。

硫酸银。

磷酸。

1,10-邻二氮菲啉指示剂(18.45g/L)称取1.845g1,10-邻二氮菲溶于100mL6.95g/L硫酸亚铁溶液中,贮存于棕色试剂瓶中。

重铬酸钾-硫酸标准溶液c(1/6K2Cr2O7)=0.4000mol/L称取19.615gK2Cr2O7(优级纯,研细并在120℃烘干4h,保存于干燥器中)于1000mL烧杯中,加入250mL水,微热溶解,冷却后,在不断搅拌和冷却下,沿杯壁缓缓地注入500mLH2SO4,冷却后转入1000mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。

硫酸亚铁标准溶液c(FeSO4)≈0.2mol/L称取56gFeSO4·7H2O或80g[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O],溶于500mL水中,在不断搅拌下,沿杯壁缓缓地注入20mLH2SO4,冷却后,稀释至1000mL,转入棕色试剂瓶中保存。

标定移取10.0mL重铬酸钾-硫酸标准溶液于250mL锥形瓶中,加水70mL,加5mL(1+1)H3PO4,用硫酸亚铁标准溶液滴定,加入3~4滴1,10-邻二氮菲指示剂溶液,终点由橙→绿→绿青→棕红色。由消耗的硫酸亚铁标准溶液的体积(mL)和所吸取重铬酸钾-硫酸标准溶液的量,计算硫酸亚铁标准溶液的浓度c(mol/L)。

分析步骤

称取0.1~0.5g(精确至0.0005g),空气干燥试样,置于试管中,加0.1g固体Ag2SO4,准确加入10.0mL重铬酸钾-硫酸溶液,在加入1~3mL重铬酸钾-硫酸溶液时,将试样摇散,防止试样结块,在试管口放一小漏斗,以防止加热时溶液溅出。

将一批试管插入铁丝笼中(其中应有2个空白样),将铁丝笼置于185~190℃油浴锅中,维持温度为(175±5)℃,待试管内容物沸腾5min后,取出铁丝笼,稍冷后将试管外壁的油液擦净。

将试管内的溶液及残渣倒入250mL锥形瓶中,将冲洗小漏斗及试管的残留试液并入其中,控制总体积在60~70mL,以保持溶液酸度为1~1.5mol/L。加入5mL(1+1)H3PO4、3~4滴1,10-邻二氮菲指示剂溶液,此时溶液呈橙色,用硫酸亚铁标准溶液滴定,终点由橙→绿→绿青→棕红色。

按下式计算试样中有机碳的含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:w(OC)为沉积物试样中有机碳的质量分数,%;c为硫酸亚铁标准溶液的浓度,mol/L;V1为滴定空白试样消耗硫酸亚铁标准溶液的用量,mL;V2为滴定试样时消耗硫酸亚铁标准溶液的用量,mL;m为称取试样的质量,g;w(H2O-)为吸附水的质量分数;F为消耗1mL浓度为c(1/6K2Cr2O7)=1.00mol/L溶液所相当的有机碳的量,取0.0030g。

注意事项

1)称样量视有机碳的含量而定,含量在5%~15%时,称取0.1g;含量在1%~5%时,称取0.3g;含量小于1%时,称取0.5g。

2)应注意勿将试样沾在试管壁上,否则测定的结果易偏低。

3)消化后的溶液应为黄色、黄褐色或黄绿色,如以绿色为主,则说明氧化不完全,或滴定时消耗的硫酸亚铁标准溶液的体积小于空白样用量1/3时,也有氧化反应不完全的可能,应减少称样量,重新测定。

4)试样消化温度及时间应保持一致。

5)用含铁量低的沉积物经500℃焙烧2h并磨细至80目作为空白样。

6)硫酸亚铁溶液浓度易变化,每次使用前均要标定。标定应平行进行5~6份,以求得其平均值。

7)试管外壁的油液应擦净,不能混入试液中,否则结果会偏高。

8)如试样中存在其他还原性物质(如Fe2+及S2-等)较多时,测定的结果会明显偏高。此时宜将待测样摊成薄层,风干,使这些无机还原物质充分地被氧化后再行测定。

G. 碳硫元素分析方法有哪些

楼主你好: 碳硫元素分析方法概述 1. 红外光度法:试样中的碳、硫经过富氧条件下的高温加热,氧化为二氧化碳、二氧化硫气体。该气体经处理后进入相应的吸收池,对相应的红外辐射进行吸收,由探测器转发为信号,经计算机处理输出结果。此方法具有准确、快速、灵敏度高的特点,高低碳硫含量均使用,采用此方法的红外碳硫分析仪,自动化程度较高,价格也比较高,适用于分析精度要求较高的场合。 2. 容量法:常用的有测碳为气体容量法和非水滴定法,测硫为碘量法、酸碱滴定法。特别是气体容量法测碳、碘量法定硫,既快速又准确,是我国碳、硫联合测定最常用的方法,采用此方法的碳硫分析仪的精度,碳含量下限为0.050%,硫含量下限为0.005%,可满足大多数场合的需要。更多质量检测、分析测试、化学计量、标准物质相关技术资料请参考国家标准物质 http://www.rmhot.com/plist_1/plist_1_0_0_1.html 3. 重量法:常用碱石棉吸收二氧化碳,由“增量”求出碳含量。硫的测定常用湿法,试样用酸分解氧化,转变为硫酸盐,然后在盐酸介质中加入氯化钡,生成硫酸钡,经沉淀、过滤、洗涤、灼烧,称量最后计算得出硫的含量。重量法的缺点是分析速度慢,所以不可能用于企业现场碳硫分析,优点是具有较高的准确度,至今仍被国内外作为标准方法推荐,适用于标准实验室和研究机构。 4. 电导法:用电导法测定碳、硫,其特点是准确,快速、灵敏。多用于低碳、低硫的测定。 5. 测定金属中的碳、硫含量,还有ICP法、直读光谱法、X光荧光法、质谱法、色谱法、活化分析法等,各有其优点和适用范围。

H. TOC分析仪的TOC检测方法

一、湿法氧化(过硫酸盐)- 非色散红外探测 (NDIR) 该方法是在氧化之前经磷酸处理待测样品 ,去除无机碳,而后测量 TOC的浓度。现代的TOC
连续分析仪中,绝大部分都是湿法氧化。湿法氧化对于复杂的水体(例如:腐殖酸、高分子量
化合物等)氧化不充分,所以不适用 TOC含量高的水体 ,但是对于常规水体如地表水是可以
的。
二、高温催化燃烧氧化 - 非色散红外探测(NDIR)
高温催化燃烧氧化的应用时间远比湿法氧化迟,但是因为高温燃烧相对彻底,可以适用于污
染较重的江河、海水以及工业废水等水体。
三、紫外氧化 - 非色散红外探测 (NDIR)
其方式与湿法氧化相同,不过是采用紫外光(185nm)进行照射的原理,在样品进入紫外反应器
之前去除无机碳,得到更精确的结果。紫外氧化法,对于颗粒状有机物、药物、蛋白质等高
含量 TOC是不适用的,但可以用于原水、工业用水等水体。
四、紫外(UV)- 湿法(过硫酸盐)氧化 - 非色散红外探测(NDIR)
这种方式是紫外氧化和湿法氧化两者协同作用,相互补充,相互促进,氧化降解效果优于其中
任何一种方法。针对紫外氧化无法用于高含量TOC水体,两者的协同可以测量污染较重的
水体。因其适用性强、可测范围广泛的特点而普及度高,技术成熟。
五、电阻法
该法是近年来开始应用的技术 ,其原理是在温度补偿前提下,测量样品在紫外线氧化前后电
阻率的差值来实现的。但该方法对被测量的水体来源要求比较苛刻 ,只能用相对洁净的工业
用水和纯水 ,应用方向单一。
六、紫外法
紫外吸收光谱用于 TOC的检测分析最早可追溯到 1972 年 ,Dobbs 等人对于 254nm处紫
外吸光度值(A)和城市污水处理二级出水及河水的 TOC之间线性关系进行了研究。经过几
十年的发展, 由于具有快速、不接触测量、重复性好、维护量少等优点,该方法的应用得到
飞速发展。
七、电导法
该法中涉及的主要器件是电导池,它由参比电极、测量电极、气液分离器、离子交换树脂、
反应盘管、NaOH电导液等组成。电导池的优点是价格低、易普及 ,但稳定性较差。
八、臭氧氧化法
利用臭氧的强氧化性,采用臭氧氧化作为TOC的检测技术,具有反应速度快,无二次污染 ,
以及较高的应用价值。故此方法的应用前景非常可观。
九、超声空化声致发光法
超声化学已成为一个蓬勃发展的研究领域 ,声致发光的研究已涉及到环境保护领域 ,我国的
相关学者在基础研究和应用研究方面做了大量的工作 ,近年来 ,这一独特的方法已经得到专
家的认可。具有无二次污染、不需添加试剂 ,设备简单等优点。
十、超临界水氧化法
适用于盐分高的应用,超零界水氧化(Supercritical Water Oxidation — SCWO)技术原先被用于处理大体积废水、污泥和被污染过的土壤。现被运用于商业实验室TOC分析仪,将进样水的温度和压力提升至高于水的临界点(375°C和3,200psi)时,有机废物迅速被水中的氧化剂彻底氧化。超临界水的特性均可以使有机碳极高效、快速地氧化为二氧化碳,即便存在使用非超临界氧化方式时会造成负干扰的氯化物及其他无机物也无妨。
技术参数: 测量范围:0—100,000ppm C(非稀释状态) ,0----5,000ppm N 。
自动进样,一次进样得6个结果:TOC/TIC/TC/NPOC/POC/TNb 。
可选全自动多孔位进样器、总氮(TNb)分析模块、固体分析模块。 测定误差与精度 ≤1%。
应用:
满足医用注射水检测。
清洁验证(符合FDA/USP/EP)。 饮用水、地表水、自来水、排水、污水
环保、水文监测等不同行业。

I. 碳硫元素分析方法有哪些

碳硫元素分析方法有哪些
1.红外光度法:试样中的碳、硫经过富氧条件下的高温加热,氧化为二氧化碳、二氧化硫气体.该气体经处理后进入相应的吸收池,对相应的红外辐射进行吸收,由探测器转发为信号,经计算机处理输出结果.此方法具有准确、快速、灵敏度高的特点,高低碳硫含量均使用,采用此方法的红外碳硫分析仪,自动化程度较高,价格也比较高,适用于分析精度要求较高的场合.2.容量法:常用的有测碳为气体容量法和非水滴定法,测硫为碘量法、酸碱滴定法.特别是气体容量法测碳、碘量法定硫,既快速又准确,是我国碳

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