動態(tài)配氣法簡介

動態(tài)配氣法是使已知濃度的原料氣與稀釋氣按恒定比例連續(xù)不斷地進(jìn)入混合器混合，從而可以連續(xù)不斷地配制并供給一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣，根據(jù)兩股氣流的流量比可計算出稀釋倍數(shù)，根據(jù)稀釋倍數(shù)計算出標(biāo)準(zhǔn)氣的濃度。

動態(tài)配氣法不但能提供大量的標(biāo)準(zhǔn)氣，而且可通過調(diào)節(jié)原料氣和稀釋氣的流量比獲得所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣，這種方法尤其適用于配制低濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣。但是，這種方法所用儀器設(shè)備較靜態(tài)配氣法復(fù)雜，不適合配制高濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣。

對于標(biāo)準(zhǔn)氣用量較大或通標(biāo)準(zhǔn)氣時間較長的實驗工作，靜態(tài)配氣法不能滿足要求，需要用動態(tài)配氣法。這種方法使已知濃度的原料氣與稀釋氣按恒定比例連續(xù)不斷地進(jìn)入混合器混合，從而可以連續(xù)不斷地配制并供給一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣，根據(jù)兩股氣流的流量比可計算出稀釋倍數(shù)，根據(jù)稀釋倍數(shù)計算出標(biāo)準(zhǔn)氣的濃度。

動態(tài)配氣方法有：連續(xù)稀釋法、負(fù)壓噴射法、滲透管法、氣體擴(kuò)散法、飽和蒸汽法等。動態(tài)配氣法設(shè)備較復(fù)雜，但可獲得連續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)氣，避免了靜態(tài)配氣法中容器的吸附問題。若稀釋氣經(jīng)過嚴(yán)格處理，標(biāo)氣的空白值很低。用連續(xù)稀釋法可配置低濃度的標(biāo)氣，同一種設(shè)備可配置不同的標(biāo)氣。所以，動態(tài)配氣法在環(huán)境監(jiān)測中使用較多。

動態(tài)配氣法不但能提供大量的標(biāo)準(zhǔn)氣，而且可通過調(diào)節(jié)原料氣和稀釋氣的流量比獲得所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣，這種方法尤其適用于配制低濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣。但是，這種方法所用儀器設(shè)備較靜態(tài)配氣法復(fù)雜，不適合配制高濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣。下面介紹幾種常用的動態(tài)配氣法。

動態(tài)配氣法連續(xù)稀釋法

以高壓鋼瓶為氣源，連續(xù)稀釋配氣。將原料氣以恒定小流量送入混合器，被較大量的凈化空氣（稀釋氣）稀釋，用流量計準(zhǔn)確測量兩種氣體的流量，并計算所配標(biāo)準(zhǔn)氣的質(zhì)量濃度。圖1為連續(xù)稀釋法的混合器圖示。

按下式計算所配標(biāo)準(zhǔn)氣的質(zhì)量濃度：

ρ = ρo × qv,o ÷ (qv qv,o)

式中：ρ、ρo —— 所配標(biāo)準(zhǔn)氣和原料氣的質(zhì)量濃度，mg/m3；

qv、qv,o —— 稀釋氣和原料氣的流量，mL/min。

動態(tài)配氣法負(fù)壓噴射法

在固定噴管內(nèi)裝入細(xì)玻璃管，細(xì)玻璃管右端通過毛細(xì)管與容器相連。

將稀釋氣流以某恒定流量噴射入固定噴管，再從狹窄的噴口處向外放空時，會造成毛細(xì)管的左端壓力低于大氣壓。此時細(xì)玻璃管內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)。右端容器內(nèi)壓力為大氣壓，裝有已知質(zhì)量濃度的原料氣。由于細(xì)玻璃管兩端有壓力差，使原料氣以確定流量從容器經(jīng)毛細(xì)管到細(xì)玻璃管左端噴出，與稀釋氣充分混合，配成一定質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣。

動態(tài)配氣法滲透管法

滲透管是動態(tài)配氣用的一種原料氣氣源，主要由裝原料液的小容器和滲透膜組成。小容器由耐腐蝕和耐一定壓力的惰性材料制成，滲透膜用聚四氟乙烯或聚氯乙烯制成塑料帽，套在小容器的頸部，其厚度小于1mm。塑料帽上部是薄壁滲透面，玻璃小安瓿瓶內(nèi)氣體分子在其蒸氣壓作用下，通過薄壁滲透面向外滲透，單位時間內(nèi)的滲透量稱為滲透率。由于滲透出來的氣體分子立即擴(kuò)散開來，并被稀釋氣帶走，故濃度很小，分壓可認(rèn)為是零。

用滲透管法配制標(biāo)準(zhǔn)氣，必須測定原料液的滲透率，其測定方法有重量法、化學(xué)分析法等。

滲透管法對于配制低濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣而言是一種較精確的方法，凡是易揮發(fā)的液體和能被冷凍或壓縮成液態(tài)的氣體都可以用該方法配制標(biāo)準(zhǔn)氣，還可以將含有互不反應(yīng)的不同組分的滲透管放在同一氣體發(fā)生器中配制成多組分混合標(biāo)準(zhǔn)氣。

滲透管主要由一個裝有液體的小容器和滲透膜組成。容器是由耐腐蝕和耐一定壓力的材料（如硬質(zhì)玻璃、不銹鋼等）制成，內(nèi)裝易揮發(fā)性的純液體。滲透膜由聚四氟乙烯制成帽狀，套在容器的頸部。對一些在常溫下蒸氣壓比較大的液體，容器應(yīng)用耐高壓的材料制成。

將制成的滲透管放在一個干燥瓶中，瓶中裝有去濕的干燥劑和吸收滲透出來的氣體的吸收劑。一般用硅膠、氯化鈣作干燥劑。酸性氣體用氫氧化鈉作吸收劑，堿性氣體用硼酸作吸收劑。滲透管和干燥劑和吸收劑之間由一個帶孔的隔板分開，并經(jīng)常更換干燥劑和吸收劑。對于硫化氫滲透管，應(yīng)放在惰性氣體中保存，如純氮?dú)饣蚣儦鍤庵?，否則易被空氣氧化生成單質(zhì)硫。

動態(tài)配氣法氣體擴(kuò)散法

氣體擴(kuò)散法的原理基于：氣體分子從液相擴(kuò)散至氣相中，再被稀釋氣帶走，通過控制擴(kuò)散速度和調(diào)節(jié)稀釋氣流量配制不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣。

氣體分子從液相擴(kuò)散出來后，即被稀釋氣體帶走。所配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度可由氣體分子的擴(kuò)散速度和稀釋氣體的流量計算?？刂茢U(kuò)散速度和調(diào)節(jié)稀釋氣體的流量，就可得到各種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體。氣體擴(kuò)散法常用的有毛細(xì)管擴(kuò)散法和擴(kuò)散瓶法。

① 毛細(xì)管擴(kuò)散法毛細(xì)管擴(kuò)散法配氣。毛細(xì)管內(nèi)裝純試劑，并保持恒溫。稀釋氣以一定流速通過混合管，將從毛細(xì)管中擴(kuò)散出來氣體帶走?？刂泼?xì)管中液體能擴(kuò)散率和稀釋氣的流量，就可以配制各種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體。

② 擴(kuò)散瓶法。在擴(kuò)散瓶內(nèi)裝入純試劑，置于恒溫水浴中，溫度控制精度為±0.1℃。氣體分子由液相擴(kuò)散出來并被稀釋氣體帶走。根據(jù)擴(kuò)散率和稀釋氣體流量。可配制各種濃摩的標(biāo)準(zhǔn)氣體。

動態(tài)配氣法電解法

方法原理是：在電解池中放入草酸溶液，插入兩根鉑絲電極，電極間施加恒定電源，草酸跟離子在陽極上被氧化，生成二氧化碳。當(dāng)電流效率為100%時，控制一定的電解電流，便能產(chǎn)生一定量的二氧化碳?xì)怏w，用一定流量的稀釋氣將二氧化碳帶出，就能得到所需濃度的二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣，其濃度可用法拉第電解定律計算出來。

常用于制備二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣。方法原理是：在電解池中放人草酸溶液，插入兩根鉑絲電極，電極間施加恒流電源，則C₂O₄在陽極上被氧化，生成CO₂。當(dāng)電流效率為100%時，控制一定的電解電流，便能產(chǎn)生一定量的二氧化碳?xì)怏w，用一定流量的稀釋氣將CO₂帶出，就能得到所需濃度的二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣，其濃度可用法拉第電解定律計算出來。