標準氣體的幾種制備方法

簡要介紹幾種標準氣體的制備方法。

(1)稱量法

稱量法只適用于組分之間、組分與氣瓶內壁不發生反應的氣體，以及在實驗條件下處于氣態的可凝結組分。用該法制備的標準氣體的不確定度≤1%。

配氣原理：在向氣瓶內充入已知純度的某種氣體組分的前后，分別稱量氣瓶的質量，由 兩次稱量所得的讀數之差來確定充入組分的質量。依次向氣瓶內充入各種組分的氣體，從而 配制成一種標準混合氣體。

混合氣體中每一組分的質量濃度被定義為該組分的質量與混合氣體所有組分總質量之 比。標準氣體一般采用摩爾濃度(摩爾分數),即混合氣中每一組分的摩爾分數等于該組分 物質的量(摩爾數)與混合氣體所有組分總的物質的量之比。為了避免稱量極少量的氣體，對最終混合氣體中每種組分規定一個濃度限。 一般規 定濃度限為1%,當所需組分的濃度值低于濃度，采用多次稀釋的方法制備。

(2)壓力法

壓力法又稱分壓法，適用于制備在常溫下為氣體的，含量在1%～50%的標準混合氣 體。用該法制備的標準氣體的不確定度為2%。

配氣原理：用壓力法配制瓶裝標準混合氣體，主要依據理想氣體的道爾頓定律，即在給 定的容積下，混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分分壓之和。但是，實際氣體并非理想氣體，只有少數氣體在較低壓力下可用理想氣體定律來計算。 對于大多數氣體，用理想氣體定律計算會造成較大的配制誤差。因此，對于實際氣體需用壓 縮系數來修正，但用壓縮系數修正計算比較麻煩，現在多采用氣相色譜法等來分析定值。

(3)滲透法

滲透法適用于制備含痕量活潑性氣體(如 SO? 、NO? 、NH? 、H?S 、Cl? 、HF        等)或含微量水分的標準氣，用該法制備的標準氣體的不確定度為2%。

配氣原理：滲透管內裝有純凈的組分物質，管內的組分氣體通過滲透膜擴散到載氣流中。 經過控制為已知流量的載氣，部分或全部地流過滲透管，它起有載帶滲出的組分氣體分子的作  用，同時也是構成混合氣體的背景氣。載氣一般采用99.999%的高純氮氣，且不允許含有痕量  的組分氣體。通過滲透膜的滲透速率取決于組分物質本身的性質、滲透膜的結構和面積、溫度 以及管內外氣體的分壓差，只要對滲透管進行正確操作，這些因素能保持恒定。