标准气体是含有已知准确浓度的混合气体,广泛应用于环境监测、工业分析、仪器校准等领域。其制备需确保成分精确、浓度稳定,通常依据气体性质及需求选择不同方法。以下是几种主流制取技术:
一、静态配气法
1. 称量法:国际标准化推荐方法,通过精密天平称量各组分气体质量,计算浓度。适用于不与容器反应的气体。需高纯度原料气、精密天平及预处理的气瓶(如加热除杂),操作复杂但精度高。
2. 分压法:利用分压原理,在已知容积容器中依次充入不同组分气体至指定分压,混合后得到标准气体。适用于常温下为气态的组分,设备简单但需严格控制压力。
3. 静态容量法:通过定体积容器控制组分与稀释气体体积比例,混合后配制。常用于实验室小量制备,操作便捷,但浓度易受温度压力影响。
二、动态配气法
1. 流量比混合法:动态控制组分气体与稀释气体的流量比例,连续混合输出稳定浓度的标准气体。适用于在线监测系统,可实时调节浓度,但设备复杂(如流量计、混合器)。
2. 扩散法:利用液体组分挥发扩散与载气混合,适用于常温下为液体的有机气体(如苯、甲醛)。通过控制扩散速率实现痕量气体配制,但需恒温环境。
3. 渗透法:利用渗透管(内装液体组分)在恒定温度下释放气体,与稀释气混合。适用于制备低浓度活性气体,但渗透速率需定期校准。
三、特殊配气技术
● 饱和法:通过冷凝气体饱和蒸气与稀释气混合,适用于易冷凝组分。需恒温控制及饱和器装置。
● 电解法:利用电解水产生氢氧气体,适用于高纯度单一气体制备。
关键注意事项:
1. 安全性:考虑气体爆炸极限(如可燃气体配制需远离爆炸范围),选择惰性稀释气。
2. 稳定性:避免组分与容器内壁反应(如选用惰性材质气瓶),混合后需通过热处理或滚动法促进均匀。
3. 验证与储存:配制后需色谱分析验证浓度,储存于干燥、避光环境,定期复检稳定性。
标准气体的制备需结合应用场景选择合适方法,平衡精度、成本与效率,确保量值准确可靠,为各行业检测分析提供基准依据。

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