专利名称:一种测定氯化氢中痕量水的方法
本发明是一种测定高纯氯化氢中痕量水份的新方法。
众所周知，分析水含量的方法有很多，但由于水是极性分子，很容易被吸附在分析仪器的器壁、管路、阀件上，其数量虽然很少，但在准确度和精确度要求很高的痕量水份分析中，此干扰却是很大的，不容易忽视的。又由于氯化氢是一种腐蚀性较大，化学性质相当活泼的物质，这就给分析仪器、设备的选择和使用带来更大的困难。此外，已往的分析痕量水方法，分析操作时间长，不利于使用。因此在工业上，在研究文献中，还没有发现测定氯化氢中痕量水小于10PPM的实用的分析方法。
分析氯化氢中痕量水的方法，有色谱法、卡尔弗休法、电流法和露点法等几种。文献Mioro-Chemical Jonrnal 18 P234～239(1973)介绍的改进的卡尔弗休法，是已有方法中较精确的方法。其分析原理是，将氯化氢样品通过干冰和甲醇混合造成的冷阱，令水冷凝下来，也即是水被浓缩，并与不含水的氯化氢气体分离，之后放入溶剂(吡啶、甲醇)，将冷凝水溶解下来，再用卡尔弗休法滴定，从而测定出氯化氢中痕量水浓度。
此方法的最佳测定条件为冷阱温度在-76-78℃之间;样品流速在0.5升/分以下。在氯化氢水浓度低于100PPM条件下，氯化氢中水在冷凝管处可以完全被捕集下来，痕量水测定准确在±1PPM之内。测定的代表数据如表1。
表1流速 样品体积 冷温度 滴定体积 水浓度(升/分) (升) (℃) (毫升) (PPM)0.3 20 -78 1.26 12.60.4 20 -78 1.24 12.40.5 20 -78 1.28 12.80.6 20 -78 1.15 11.50.7 21 -78 1.09 10.40.8 20 -78 0.94 9.40.5 10 -78 0.61 12.115 -78 0.98 13.220 -78 1.25 12.5该方法仪器构造如图1所示。
但是该方法，由于卡尔弗休试剂与氯化氢起部分化学反应而影响准确度，在水浓度很低的情况下，误差是很大的。溶剂和卡尔弗休试剂含有的水也对测定过程产生干扰。溶剂和卡尔弗休试剂有毒、有味，对操作人员会产生危害。又由于该方法测定过程麻烦，所以分析时间长。
本发明是一种新的测定氯化氢中痕量水浓度的方法，它的准确度较其他方法高，分析时间较短，设备简单，所用样品少，操作无毒，而且对分析仪器无腐蚀。
本发明的原理及方法，结合本发明仪器结构示意图图2进行说明。首先需测定标准水曲线。已知水浓度的气体样品可用硫酸鼓泡法获得，把硫酸鼓泡器接在四通阀(3)和六通阀(4)之间。其六通阀系经过改造的六通阀、调节四通阀和六通阀，使高纯氮气(2)经过净化器(9)、(10)、(11)由气路Ⅱ进入四通阀，再经硫酸鼓泡四、六通阀由气路Ⅴ放空，此时定量管(5)处于闭合状态。冷凝前把定量管套上干冰即冷阱(6)，冷凝一分钟，再转动六通阀，使定量管接通硫酸鼓泡器，以一定流速冷凝气样，冷凝到一定时间，即通过一定的体积后，转动六通阀，使净化的高纯氮(2)通过定量管，立即取下冷阱，套上油浴并把热解出来的水气带至电解池(7)，由记录器(8)记录一个脉冲水量信号，利用计算法，作出脉冲面积与水含量的关系图，即为标准水曲线。
如果有一已知含水浓度的高纯氮气，可不采用硫酸鼓泡法，让高纯氮气直接由气路Ⅲ进入四通阀，采用与上面相同测定方法，得到标准水曲线。
测定未知气体样品的具体方法如下，先用高纯氮(1)，清洗系统各部位。然后由氯化氢气样口通入未知氯化氢气体样品，由气路Ⅲ，四通阀，经由气路Ⅳ放空，再由四通阀、六通阀经气路Ⅴ放空，此时净化高纯氮(2)通过定量管。测量时，转动六通阀使定量管封闭，套上干冰并冷凝一分钟，再转动六通阀使未知气样进入定量管，以一定流速冷凝气样到一定的体积，然后转动四通阀，使气路Ⅱ的净化高纯氮气(2)以40毫升/分通过定量管五分钟，赶走定量管内的氯化氢，再转动六通阀，同时立即取下干冰，套上油浴，热解冷凝下来的水份，用净化的高纯氮(2)将热解的水份带入
定器经记录仪记录水含量脉冲信号。用相同方法测出净化的高纯氮(2)以40毫升/分，通过五分钟时氮气中被冷凝下来的水的脉冲。用测氯化氢的冷凝水脉冲面积，减去净化高纯氮冷凝水的脉冲面积，它们之差，即是冷凝了一定体积的氯化氢中水含量的脉冲峰面积，此方法可使
定器本底干扰信号相互抵消。再从标准水曲线查出对应的水量，用下式计算氯化氢气体中水浓度 其中C-未知氯化氢中水浓度Va-冷凝一定体积氯化氢气样的水量(毫升)V2-冷凝未知氯代氢样品的体积数(毫升)此方法气流速度为5～130毫升/分，冷凝温度低于-60℃时，不影响冷凝效率，在本发明条件下，冷阱可以将通过定量管的气样中水份全部捕捉下来。适用的操作条件为冷凝温度-80℃到-70℃;气体流速10毫升/分到30毫升/分;热脱附温度150℃到160℃;管路保温105℃到110℃。可分析到氯水氢气体中含水1PPM的水浓度，用此方法测高纯氮气中水含量，与光电露点法测的相符。本方法由于氯化氢气体不经过
定器，就避免了对
定器的腐蚀，而接触氯化氢的部件，可采用不锈钢、玻璃或聚四氟乙烯等其他耐腐蚀的材料制造。
实际操作例如图3、表2所列。图3是标准水曲线图。
表2 附图的简要说明。
图1是改进的卡尔弗休法仪器构造图。1-流量计，2-溶剂注射器，3-冷阱，4-滴定烧瓶，5-冷凝管，6-进样管，7-电极敏感器，8-搅拌棒，9-聚四氟乙烯保护器，10-卡尔弗休试剂滴管，11-辅助湿度滴定烧瓶，12、13、14-三通阀，15-干燥管，16-旋转螺杆，17、18-气体通路。
图2为本发明构造示意图。1、2-高纯氮气，3-四通阀，4-六通阀(系经过改造的六通阀)，3-定量管，6-冷阱和油浴加热器，7-USI-1型
定器(电解池)，8-记录仪，9-干燥器，内装硅胶，10-干燥器，内装分子筛，11-干燥器，内装五氧化二磷，12-干燥器，内装硅胶、分子筛各半，13-针型阀，14-流量计，15-缓冲瓶，16-吸收瓶，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为气体通路。
图3是标准水曲线图。横坐标是由记录仪测得的冷凝水脉冲峰的峰面积，纵坐标为其对应的水浓度。
补正 85106189文件名称 页 行 补正前 补正后权利要求
书 1 16 7，如权项5 7、如权项权利要求
1.一种新的测定氯化氢中痕量水的分析方法，利用冷凝、富集方法将氯化氢气体中痕量水冷凝下来，并排除定量管内的氯化氢，然后再热解并分析被冷凝下来的水量，其特征在于使用了二条高纯氮气气路Ⅱ和Ⅲ，通过四通阀、六通阀的配合操作，使定量管内被冷凝的水量经
定器，记录仪以脉冲信号方式被测定。
2.如权项1所述的四通阀和六通阀的配合操作方法，其特征在于先使氯化氢中水冷凝、分离再热解出来，并使记录仪记录的本底干扰信号相互抵消，使本底输出信号为零。
3.如权项1所述的六通阀，其特征在于是将普通的六通阀经过改造后的六通阀。
4.如权项1所述的方法，其特征在于管路保温温度为105℃到110℃，定量管热解温度为150℃到160℃。
5.如权项1所述的方法，其特征为冷凝温度是-80℃到-70℃。
6.如权项1所述的方法，其特征为，气路Ⅱ的高纯氮气附有一套气体净化装置。
7.如权项5所述的净化装置，其特征在于干燥器(9)装硅胶;干燥器(10)装4A分子筛;干燥器(11)装五氧化二磷。
8.如权项1所述的方法，其特征在于
定器使用USI-1型微量水份分析仪。
专利摘要
本发明是一种新的测定氯化氢中痕量水的方法。通过二个阀门的切换配合，让被测气体通过冷阱，使氯化氢与水分离。通过热解析，水分经过电解池鉴定。由于本方法消除了本底信号的干扰。所以可测定含有1ppm的水浓度值。本方法准确度高、分析时间短。所用样品少，而且对仪器不产生腐蚀。它既可测定惰性气体和带腐蚀性气体中痕量水。也可用于半导体工业、核工业、激光、光导纤维和科研等方面的气体中进行痕量水分析。
文档编号G01N25/56GK85106189SQ85106189
公开日1987年4月29日 申请日期1985年8月20日
发明者宋为民, 马贵谆, 白桂华 申请人:北京化纤工学院, 北京氧气厂, 吉林省通用机械厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan