氯中含氧測定方法探討

孔金泳

（河南煤化集團永銀化工實業有限公司，河南 舞陽 462400）

在氯堿工業中，氯中含氧量超標會增加能耗，降低電流效率，降低產品純度，對離子膜電解槽陽極活性涂層產生危害，縮短陽極涂層的使用壽命[1]；在液化過程中，由于氧的存在會降低氯氣液化溫度。因此，控制氯中含氧尤為重要。

國內氯堿行業對氯氣中含氧的分析，傳統的方法采用雙連球吸收法，也有采用色譜法分析的。但不是很多，大多數企業的采用傳統的方法分析氯氣中含氧。本文就2種分析方法的具體操作、及結果準確性、重復性進行對比。

1 吸收法

1.1 測定原理

利用焦性沒食子酸鉀吸收氧氣的特性，根據吸氧后的體積變化，得出含氧量。

1.2 藥品及儀器

2%硫代硫酸鈉溶液和5%氫氧化鈉溶液；

雙連球（圖1）；

雙塞氯氣取樣管（圖2）。

1.3 測定步驟

（1）于氯氣取樣口處接上雙塞氯氣取樣管，通氣1 min左右，取下。將上端旋塞閥扭轉1周，使管內外壓力平衡，打開下端與水準瓶連通的旋塞閥，使溶液流入管內，直接吸收至恒定，讀取液面刻度即為氯氣純度。

（2）再將雙塞氯氣取樣管的上端支管內注滿水（不能有氣泡），同時，將雙連球裝置的左邊止水夾打開，并向左傾斜至雙連球裝置左側管及乳膠管部分完全被焦性沒食子酸鉀溶液充滿時，將雙連球裝置的乳膠管與雙塞取樣管上部支管連接。連接完成后，打開雙塞取樣管上端旋塞閥，提高水準瓶，將取樣管內剩余氣體趕入雙連球裝置，搖晃雙連球裝置，使焦性沒食子酸鉀溶液完全吸收氧氣。

（3）搖晃雙連球裝置若干次，吸收完全后，降低水準瓶，將吸收后剩余氣體重新趕回雙塞取樣管。讀取液面刻度，2次讀數之差即為氧氣含量。

2 色譜法

2.1 分析原理

采用5A分子篩色譜柱分離的方法測氧含量。

2.2 儀器配置及參數

單塞氯氣取樣管（圖3）；

載氣：氫氣，流速30 mL/min，采用氫氣發生器；

儀器：島津GC2014色譜儀，Clarity色譜工作站；

色譜柱：內徑3 mm，長2 m，不銹鋼柱；

固定相：5A分子篩（60～80目）；

溫度設置：進樣口溫度60℃，柱溫50℃，檢測器：TCD溫度80℃；

橋電流：130 mA；

進樣器：100 μL微量進樣器 （進樣用），1 mL進樣器（校準用）；

標準氣：干燥空氣。

采用干燥空氣和1 mL進樣器來校準，采用100 μL微量進樣器進樣，目的是為了減小測定誤差。

2.3 測定步驟

（1）采用干燥空氣作為標準氣，用1 mL注射器進樣，校準。

（2）用單塞取樣管測氯氣純度，操作步驟同1.3（1），不同之處為單塞氯氣取樣管：上端采用乳膠管連接，止水夾代替上端旋塞閥。操作時，扭轉下端旋塞閥，使管內外壓力平衡。

（3）用手指擠捏上端乳膠管中殘留水珠，將其趕至取樣管中，再將水準瓶提高至止水夾上方（以保證單塞取樣管內氣體為正壓）。

（4）用100μL微量進樣器從上端乳膠管處，抽取0.1 mL的剩余氣體，進樣。

2.4 結果計算

式中：Vs—標準氣中被測組分含量（體積分數），%；

Ai—樣品氣中被測組分峰面積的數值；

AS—標準氣中被測組分峰面積的數值；

10—計算系數（與校準和進樣時所采用進樣器的倍數）。

3 方法對比

永銀化工實業有限以司用2種方法測定氯中含氧，對比結果見表1。

表1 吸收法與色譜法測定結果 %

采用吸收法相對標準偏差為0.099 0；采用色譜法相對標準偏差為0.005 5，采用吸收法標準偏差明顯較大。

吸收法采用刻度取樣管測量含氧量，使用起來比較直觀。但是，取樣管最小刻度為0.2，精確性相對較差。此外，采用吸收法做樣，在加水排空氣的過程中，2個裝置要同時傾斜，需要2人配合完成，操作較為復雜，誤差大。在實際操作中，偶有不慎，還會出現雙連球裝置中的焦性沒食子酸鉀噴出的現象，弄臟衣物、現場等，非常不利于人員的操作。

采用色譜法操作時，不會出現弄臟衣物、現場的現象，精確性、重現性也較好；用單塞取樣管取樣，剩余氣體可以用100 μL微量進樣器進樣至少3次以上。相對來說，操作簡便許多。

4 結論

從以上分析結果來看，采用吸收法和色譜法測量氯中含氧都是可行的。但是，在操作過程中來看，吸收法操作過程較為繁瑣，對操作熟練度有一定的要求。采用色譜法操作時，測氯氣純度步驟與吸收法基本相同。需要注意的是，用微量注射器進樣時，要防止水溶液吸入針管；要抬高水準瓶，保證單塞取樣管內氣體為正壓，否則，空氣中的氧氣就會在注射器抽出一瞬間時進入注射器。采用色譜法操作時，單人操作，可操作性較高。由于吸收法通過直觀觀察液面刻度，精準性方面不如色譜法。此外，做樣時，吸收法的1個氣體樣品只能進行1次含氧分析，操作失誤就需重新取樣，而色譜法則可以進樣至少3次以上，并且結果具有很好的重現性。綜合來講，色譜法在可操作性、精準性方面都優于吸收法，但是吸收法在成本方面具有一定優勢，色譜法需要購置相應色譜設備，成本較高。