Отбор и хранение газа для анализа

Отбор газа для анализа, отбор пробы, под которой подразуме­вается определенное по массе или объему количество исследуемо­го газа, можно производить из газопроводов, газгольдеров, топоч­ных устройств, помещений и т.д. Точка отбора пробы определяет­ся конкретными задачами исследований и испытаний, но она дол­жна быть удалена от местных сопротивлений (поворотов, мест из­менения сечений и т.д.) и мест возможных подсосов воздуха (лю­ков, щелей, заслонок и т.д.). Разнообразие мест отбора проб при­вело к созданию различных приспособлений и устройств, обеспе­чивающих удобный отбор газа и его надежное хранение.

Существует два способа отбора проб газа: «мокрый» и «сухой». «Мокрый» способ основан на вытеснении из сосуда запирающей жидкости отбираемым газом, «сухой» — на применении вакуум­ных сосудов или продувании через сосуд исследуемого газа. Для отбора проб газа применяют также комбинированный способ: жидкость, вытекающую из пипетки, в сочетании с вакуум-насо­сом или эжектором.

Устройства (сосуды) для отбора проб газа и их хранения обыч­но выполняются из стекла. Размеры сосудов определяются каче­ством и объемом пробы. Объем пробы должен быть достаточным для проведения анализа и повторных определений.

Определение плотности газа

Плотность газа определяют мето­дами взвешивания и истечения.

При методе взвешивания пользуются газовыми пикнометрами объемом 100...300 мл. Для взятия пробы газа из газового пикнометра при помощи вакуум-насоса отсасывают воздух, после чего взвешивают пикнометр на аналитических весах. В газовую бюретку засасывают испытываемый газ, фиксируют его объем, давление и температуру и, присоединив отросток бюретки (пред­варительно продутый газом) в стык к пикнометру и открыв оба крана (на бюретке и пикнометре), переводят весь газ из бюретки в пикнометр. После этого краны закры­вают, а пикнометр взвешивают на аналитических весах.

При пользовании пикнометром с двумя кранами его заполняют газом следующим образом. Пикнометр при­соединяют к газометру с исследуемым газом, открывают оба крана и проду­вают пикнометр шести-десятикрат ным объемом газа. По окончании про­дувки закрывают краны (сначала кран на выходе, затем на входе).

Рис. 2. Газовые пикнометры

Объем пикнометра определяют заранее путем заполнения его дистиллированной водой и последующего выпуска ее в градуиро­ванный цилиндр.

Плотность газа определяют по формуле

r = 100 кт / V,

где к — коэффициент приведения газа к нормальным условиям; т — масса газа в объеме V, г; V— объем газа, взятый на определе­ние, мл.

Относительную плотность газа, т. е. отношение его плотности к плотности воздуха, находят по формуле:

r_отн = r / 1,293.

Определение плотности газа методом истечения производится в эффузиометре (рис.5.2), имеющем трубку /, нижний конец которой открыт, а верхний снабжен металлическим трехходовым краном 3 и трубкой, внутри которой находится плати­новая пластинка с маленьким отверстием. Трубка 1 окружена защитной металличе­ской трубкой, на которой имеются проре­зи, позволяющие наблюдать за метками на узких частях трубки 1. Трубка 1 на специальной крышке вставляется в широкий стеклянный цилиндр и крепится к нему гайкой 2.

Рис. 3. Эффузиометр: 1- трубка; 2 — гайка; 3— трехходовой кран.

Для определения плотности стеклянный цилиндр заполняют дистиллированной водой, поворотом крана 3 сообщают трубку 1 с атмосферой и заполняют ее водой, поступающей в нижнюю часть трубки из цилиндра. После этого к боковому отростку крана 3 при­соединяют емкость с исследуемым газом; поворотом крана соеди­няют ее с отверстием в платиновой пластинке и выпускают газ через это отверстие.

Время истечения газа через отверстие в платиновой пластинке фиксируют секундомером, который включают в момент прохож­дения уровнем воды нижней метки и останавливают при прохож­дении уровнем воды верхней метки. Измерение повторяют несколь­ко раз. Аналогично проводят несколько измерений времени исте­чения воздуха.

Относительную плотность испытываемого газа определяют по формуле

r_отн = t_r ² / t_в ² ,

где t_r – среднее арифметическое значение времени истечения газа, с; t_в − среднее арифметическое значение времени истечения воздуха, с.