世通仪器检测服务有限公司,全国有多个实验室(广东,江苏,陕西,河南,重庆,四川,福建等等)均可上门检测,证书带CANS资质,欢迎来电咨询-陈经理摩尔渗透压将溶液和水置于U型管中,在U型管中间安置一个半透膜,以隔开水和溶液,可以见到水通过半透膜往溶液一端跑,若于溶液端施加压力,而此压力可刚好阻止水的渗透,则称此压力为渗透压,渗透压的大小和溶液的重量摩尔浓度、溶液温度和溶质解离度相关,因此有时若得之渗透压的大小和其他条件,可以反推出溶质分子的分子量。渗透压:水分子经半透膜进入蔗糖溶液而产生静水压力,如果在溶液的上方施加一个压力,其大小恰好阻止水分子的净渗入,这个压力数值就是该溶液在该浓度下的渗透压(osmoticpressure),用符号π表示,单位:atm。
π的大小可用渗透计测定,或用渗透平衡时高出水面的溶液对下部产生的静水压力表示(h×s×比重=体积×比重)。也可用VantHoff提出的公式计算:π=icRT或π=n/VRTc=溶液的摩尔浓度;i=等渗系数π是溶液的渗透压(kPa),V是溶液的体积(dm3),n是溶质的物质的量,R是摩尔气体常数。
②渗透压osmoticpressure
隔以半透膜,一方为溶媒的水,另一方为溶液,水通过半透膜向溶液一方渗透。为阻止水的移动在溶液侧所加的压力称为渗透压。水的运动之所以停止,是该压力与通过膜的水的化学势能相等所致。重量克分子浓度Cs的溶液渗透压П,近似于П=CsRT(R:气体常数,T:温度)。如用容积克分子浓度,能得到比理论值更大的实测值。液胞很发达的植物细胞,与细胞体积V之间存在着ПV=定值的关系;但在动物等细胞质多的细胞,从V中减去渗透不活性部分(非水相)的细胞容积时,上式也成立。在植物细胞,细胞质和细胞液保持渗透压平衡。细胞液的渗透压限定细胞质的含水量,而影响细胞质粘性等物理化学性质。此外渗透压还能使之产生膨胀压以调节细胞的生长和膨胀运动。细胞具有调节渗透压的作用,此称渗透压调节(osmoregulation)。就如动物体液那样,浸渍组织的内环境的渗透压,也具有很大的生理影响。渗透压可以用气压、冰点下降度(△)或者渗透克分子浓度等来表示。测量摩尔渗透压的仪器叫摩尔浓度测定仪,可以用于测量样品的浓度,成份检测。
主要测量仪分类:
冰点摩尔浓度测定仪、露点摩尔浓度测定仪、蒸汽压摩尔弄幅度测定仪、胶体摩尔浓度测定仪
世通仪器检测服务有限公司,全国有多个实验室(广东,江苏,陕西,河南,重庆,四川,福建等等)均可上门检测,证书带CANS资质,欢迎来电咨询-陈经理薄层扫描仪是可以对斑点进行扫描的分光光度计,用可见光或紫外光作光源,线性扫描或锯齿扫描薄层板展开后的斑点,该斑点就吸收该组分特征波长的单色光,剩余的单色光经透射或反射或发射荧光,由检测器积分起来,获得这块斑点面积的待测物质含量。 [1]薄层色谱又叫薄板层析,是色谱法中的一种,是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术,属固—液吸附色谱,它兼备了柱色谱和纸色谱的优点,一方面适用于少量样品(几到几微克,甚至0.01微克)的分离;另一方面在制作薄层板时,把吸附层加厚加大,因此,又可用来精制样品,此法特别适用于挥发性较小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的质。此外,薄层色谱法还可用来跟踪有机反应及进行柱色谱之前的一种“预试”。
薄层色谱(Thin Layer Chromatography)常用TLC表示,又称薄层层析,属于固-液吸附色谱。是近年来发展起来的一种微量、快速而简单的色谱法,它兼备了柱色谱和纸色谱的优点。一方面适用于小量样品(几到几十微克,甚至0.01μg)的分离;另一方面若在制作薄层板时,把吸附层加厚,将样品点成一条线,则可分离多达500mg的样品。因此又可用来精制样品。故此法特别适用于挥发性较小或在较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的物资。此外,在进行化学反应时,常利用薄层色谱观察原料斑点的逐步消失来判断反应是否完成。
薄层色谱是在被洗涤干净的玻板(10×3cm左右)上均匀的涂一层吸附剂或支持剂,带干燥、活化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板一端约1cm处的起点线上,凉干或吹干后置薄层板于盛有展开剂的展开槽内,浸入深度为0.5cm。待展开剂离约1cm附近时,将色谱板取出,干燥后喷以显色剂,或在紫外灯下显色。薄层色谱法,是将适宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或铝基片上,成一均匀薄层。待点样、展开后,与适宜的对照物按同法所得的色谱图作对比,用以进行药品的鉴别、杂质检查或含量测定的方法。
仪器材料编辑 语音
(1) 玻板 除另有规定外,用5cm×20cm,10cm×20cm或20cm×20cm的规格,要求光
滑、平整,洗净后不附水珠,晾干。
(2)固定相或载体 常用的有硅胶G、硅胶GF 、硅胶H、 硅胶HF,
其次有硅藻土、硅藻土G、氧化铝、氧化铝G、微晶纤维素、 微晶纤维素等。
其颗粒大小,一般要求直径为10~40μm。薄层涂布,一般可分无黏合剂和含黏合剂两种;
前者系将固定相直接涂布于玻板上, 后者系在固定相中加入一定量的黏合剂,一般常用
10%~15%煅石膏(CaSO4.2H2O在140℃加热4小时),混匀后加水适量使用,或用羧甲基
纤维素钠水溶液(0.5%~0.7%)适量调成糊状,均匀涂布于玻板上。也有含一定固定相
或缓冲液的薄层。
(3) 涂布器 应能使固定相或载体在玻板上涂成一层符合厚度要求的均匀薄层。
(4) 点样器 同纸色谱法项下。
(5)展开室 应使用适合薄层板大小的玻璃制薄层色谱展开缸,并有严密的盖子,
除另有规定外,底部应平整光滑,应便于观察。 [1](1) 薄层板制备 除另有规定外,将1份固定相和3份水在研钵中向一方向研磨混合,
去除表面的气泡后,倒入涂布器中,在玻板上平稳地移动涂布器进行涂布(厚度为0.2~
0.3mm),取下涂好薄层的玻板,置水平台上于室温下晾干,后在110℃烘30分钟,即置
有干燥剂的干燥箱中备用。使用前检查其均匀度(可通过透射光和反射光检视)。
(2) 点样 除另有规定外,用点样器点样于薄层板上,一般为圆点,点样基线距底
边2.0cm,样点直径及点间距离同纸色谱法,点间距离可视斑点扩散情况以不影响检出为
宜。点样时注意勿损伤薄层表面。
(3) 展开 展开缸如需预先用展开剂饱和,可在缸中加入足够量的展开剂,并在壁
上贴二条与缸一样高、宽的滤纸条,一端浸入展开剂中,密封缸顶的盖,使系统平衡或
按正文规定操作。
将点好样品的薄层板放入展开缸的展开剂中,浸入展开剂的深度为距薄层板底边0.5
~1.0cm(切勿将样点浸入展开剂中),密封缸盖,待展开至规定距离(一般为10~15cm),
取出薄层板,晾干,按各品种项下的规定检测。
(4) 如需用薄层扫描仪对色谱斑点作扫描检出,或直接在薄层上对色谱斑点作扫描
定量,则可用薄层扫描法。
薄层扫描的方法,除另有规定外,可根据各种薄层扫描仪的结构特点及使用说明,
结合具体情况,选择吸收法或荧光法,用双波长或单波长扫描。由于影响薄层扫描结果
的因素很多,故应在供试品的斑点在一定浓度范围内呈线性的情况下,将供试品与
对照品在同一块薄层上展开后扫描,进行比较并计算定量,以减少误差。各种供试品,
只有得到分离度和重现性好的薄层色谱,才能获得满意的结果。用表面涂有吸附剂的石英棒(直径0、9mm;长200mm)代替薄层板,点样于棒一端,按一般方法展开,以氢焰检测器为检测单元,棒放于仪器内,点火,以一定速度扫描。
后测定法编辑 语音
薄层经展开后用刮刀或捕集器将斑点的吸附剂捕集后,再用适当有机溶剂洗脱,然后用可见、紫外分光光度法、荧光分光光度法测定含量。
但样品斑点不能喷显色剂,以免影响测定,斑点位置的确定方法。
样品在紫外线下发射荧光的,可在紫外灯下观察斑点并用针划去斑点位置。
用碘蒸汽显色,在组分处理出棕色斑点(碘吸附后会挥发)。
用标准物对照,将标准点于边上一测显色时,盖住样品,定出斑点位置。
世通仪器检测服务有限公司,全国有多个实验室(广东,江苏,陕西,河南,重庆,四川,福建等等)均可上门检测,证书带CANS资质,欢迎来电咨询-陈经理微量氧分析仪分为两种分析原理:分别为燃料电池法微量氧分析仪和氧化锆微量氧分析仪采用完全密封的燃料池氧传感器是当前国际上的测氧方法之一。燃料池氧传感器由高活性的氧电极和铅电极构成,浸没在KOH溶液中。在阴极氧被还原成氢氧根离子,而在阳极铅被氧化。微量氧的分析方法主要有比色法、化学电池法、黄磷发光法、浓差电池法和气相色谱法。其中比色法是较早采用的分析方法,它是国家标准规定的方法,利用铜氨溶液进行比色分析,由于操作复杂,准确度难以,并且不能实现自动在线分析,现在已很少采用,不过它还是一种仲裁方法。黄磷发光法是利用氧气与黄磷氧化燃烧进行分析,具有分析速度快,可以连续分析的特点,但该方法采用的黄磷是危险化学品,生成的产物具有腐蚀性,并且检测限低,所以现在已很少采用。在这里主要介绍化学电池法、浓差电池法和气相色谱法。 [1] 1.化学电池法
化学电池法的微量氧分析仪指的利用氧化还原电池的原理进行微量氧分析,它的传感器(检测器)是化学原电池,主要由一个阴极,一个阳极和电解液组成,以上部件密封于惰性的壳中,被测气体中的氧进入电池中阴极附近O2得到电子,阳极由金属铅制成,失去电子本身被氧化,电池产生的电子由电路引出然后进行补偿修正放大,即可测出被测气体中的氧含量。反应式如下:
O2+2H2O+4e-→40H- 阴极
Pb+2OH-→pbo+H2O+2e 阳极
总反应式2pb+O2→2pbO
因实现方式的不同,可分为原电池法、燃料电池法和赫兹电池法。
2.浓差电池法
浓差电池法也称为氧化锆电池法,它是利用氧化锆元件为检测器的关键部件,以它为主体构成测氧电池,包括氧化锆管及涂制在管底部的钼电极和电极引线,电极引线可将信号引出;加热炉用于加热氧化锆管,使它恒定在设定温度(780±10℃)上;标气管用于接通标气,校准探头;热电偶用于测量氧电池中的温度,接入变送器温控系统;接线板设有信号、热电偶和加热炉三对接线柱,其它还有过滤器、安装法兰和探头外壳。如图1所示,在氧化锆管底的内外表面有两个铂电极,即参比电极和测量电极,分别带有两根铂引线,构成一个氧化锆测氧电池,即氧浓差电池,它在铂电极的反应原理是O2+4e→2O2- ;2O2-→O2+4e ,于是,两电极间就形成了电位差,组成了浓差电池(2)。
氧化锆浓差电池的主要缺点是还原性杂质对微量氧的分析有影响。因为在500-800摄氏度的情况下,还原性物质可以与氧发生反应,消耗氧使分析结果偏低,它的主要优点是量程范围宽,可覆盖常量至微量的氧含量分析,使用方便,使用寿命长。
3.气相色谱法
气相色谱法进行微量氧分析的优势在于多种杂质可以同时检测,因为空分气体中的杂质分离比较容易,所以色谱柱系统的配置简单。在进行包含微量氧的多种杂质检测时,选择色谱分析比较合适。可以选择的色谱检测器主要有热导检测器、电子捕获检测器、氦离子化检测器、氩离子化检测器、放电离子化检测器、原子发射检测器(AED)等。
色谱法进行微量氧分析的缺点是无法实现真正意义上的在线分析,就是所不能对微量氧进行实时监控,需要间断的检测,并且设备系统复杂,需要载气、辅助气等。 [1]
微量氧分析仪 语音
燃料电池法微量氧分析仪
微量氧分析仪(燃料电池电化学法)
采用完全密封的燃料池氧传感器是当前国际的测氧方法之一。燃料池氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成,浸没在KOH的溶液中。在阴极氧被还原成氢氧根离子,而在阳极铅被氧化。
溶液与外界有一层高分子薄膜隔开,样气不直接进入传感器,因而溶液与铅电极不需定期清洗或更换。样气中的氧分子通过高分子薄膜扩散到氧电极中进行电化学反应,电化学反应中产生的电流决定于扩散到氧电极的氧分子数,而氧的扩散速率又正比于样气中的氧含量,这样,该传感器输出信号大小只与样气中的氧含量相关,而与通过传感器的气体总量无关。通过外部电路的连接,反应中的电荷转移即电流的大小与参加反应的氧成正比例关系。 采用此方法进行测氧,可以不受被测气体中还原性气体的影响,免去了许多的样气处理系统。它比老式“金网-铅”原电池测氧更快速,不需要漫长的开机吹除过程,“金网-铅”原电池样气直接进入溶液中,导致仪器的维护量很大,而燃料电池法样气不直接进入溶液中,传感器可以非常稳定可靠的工作很长时间。事实上, 燃料电池氧传感器是完全免维护的。但是在使用过程中,需要经常校准,确保其测试的准确性,市面上的燃料电池电化学氧传感器以英国CITY的传感器比较稳定。
氧化锆微量氧分析仪
微量氧分析仪(氧化锆法)
氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质,氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物组成,其中,ZrO2称为基体,Y2O3称为稳定剂。ZrO2在常温下是单斜晶体,在高温下它变成立方晶体(萤石型),但当它冷却后又变为单斜晶体,因此纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以当在ZrO2中掺人一定量的稳定剂Y2O3时,由于Y置换了Zr的位置,一方面在晶体中留下了氧离子空穴,另一方面由于晶体内部应力变化的原因,该晶体冷却后仍保留立方晶体,因此又称它为稳定氧化锆。据上分析,稳定氧化锆在高温下(650℃以上)是氧离子的良好导体。 在上述电池中,Pt表示两个铂电极,它是涂制在氧化锆电解质的两边,两种氧分压为P''O2和P'O2的气体分别通过电解质的两边。作为氧传感器,其中P''O2是参比气,例如通人空气(20.6%O2),P'O2是待测气,例如通入烟气。在高温下,由于氧化锆电解质是良好的氧离子导体,上述电池便是一个典型的氧浓差电池。
在高温下(650---850℃),氧就会从分压大的P''O2一侧向分压小的P'O2侧扩散,这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从P''O2侧到P'O2侧,而是氧分子离解成氧离子后,通过氧化锆的过程。在750℃左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的P''O2侧发生还原反应,一个氧分子从铂电极取得4个电子,变成两个氧离子(O2-)进入电解质,即:
O2(P''O2)+4e→2O2- P''O2侧铂电极由于大量给出电子而带正电,成为氧浓差电池的正极或阳极。这些氧离子进入电解质后,通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极,在电池的P'O2侧发生氧化反应,氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出,即:
2O-4e→O2(P'O2)
P'O2侧铂电极由于大量得到电子而带负电,成为氧浓差电池的负极或阴极。这样在两个电极上,由于正负电荷的堆积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供给氧分子形成离子,电路中就有电流通过。
其池电势由能斯特方程给出:
E=RT/4F×ln(P''O2/P'O2)
式中R为气体常数,T为电池的热力学温度(K),F为法拉第常数.(1)式是在理想状态下导出的, 具有四个条件:(1)两边的气体均为理想气体;(2)整个电池处于恒温恒压系统中;(3)浓差电池是可逆的;(4)电池中不存在任何附加电势。因此称(1)式为氧化锆传感器的理论方程。由(1)式可见由于参比气氧含量P''O2是已知的,因此测得E值后便可求得待测气体氧含量P'O2值。
当电池工作温度固定于700℃时,上式为:
E=48.26lg(P''O2/P'O2)
由上式,在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%) 时,由浓差电池输出电动势E,就可以计算出固体电介质另一侧氧分压,这就是氧化锆氧量分析仪的测氧原理。
微量氧分析仪的主要厂家
国内生产以上这些仪器的厂家大概有:
微量氧分析仪的适用范围
微量氧分析仪使用的范围也比较广:钢铁、冶金、热电、石化、化工、焦化、PVC、多晶硅、合成氨等行业均能使用到,其中分类如下:
①空分制氧、空分制氮、化工流程氧含量自动分析
② 电子行业保护性气体中氧含量分析,如:氮气中微量氧测试
③ 磁性材料等高温烧结炉的保护性气体中氧含量分析
④ 玻璃、建材行业中氧含量分析及各种行业中氧含量分析
微量氧分析仪的注意事项 语音
分析仪的配套管线
应确保密封,微小的泄漏都会使环境空气中的氧扩散进来,从而使测量数值偏高。
虽然在测量中,样气压力大于环境压力,但样气中的氧是微量级的,根据法拉利定律,氧的分压与其体积含量成正比,大气中含有约为21%的氧,与以PPM计算浓度的样气的氧分压相差一万倍左右,因而气样中微量氧的分压远低于大气中的氧分压,当出现泄漏时,大气中的氧便会从泄漏部位迅速扩散进来。
还有,取样管线应尽可能短些,接头尽可能少,要接头及阀门密封良好,管线连接完毕后,应做气密性检查。
气密性检查的要求:0.25MPAm测试压力下,30分钟,压降不大于0.01MPA。
管线材质
基本上以铜质或不锈钢管线为好,次选聚四氟乙烯管。禁选乳胶管、白胶管之类管材,其气密性和材质抗渗透性太差,测量微量氧在标准测量压力下误差太大。管线外径通常我们选择6毫米或1/4IN,也有选择3毫米或1/8IN,总之,不锈钢管,清洗、脱脂,保持管内壁光滑洁净,对于痕量级(〈1PPMV)氧的分析,应选择内壁抛光的不锈钢管。所选择的阀门、接头,死体积应尽可能小。
样品
中的水分在管壁上冷凝凝结,造成对微量氧的溶解吸收,应根据情况对取样管线采取绝热保温或伴热保温措施。检测液氮中的微量氧时,尤其要注意加温措施,不然,由于氧沸点低于氮沸点13度,样品气不均匀气化,会使测量值严重偏低。
样品气中不能含有油类组分或固体颗粒物,以免引起渗透膜阻塞和污染。
样品气中不应含有硫化物、磷化物或酸性气体成分。这些组分会对燃料电池,特别是碱性燃料电池造成危害。
原则
微量氧分析仪的测量位应尽可能与测量单位接近,以避免过长的管线和过多的不确定因素,影响测量数据的可靠性。