道尔顿分压定律 分压定律的公式
标准气体浓度的确立是如何精确达成的?
标准气体的浓度确定主要采取以下几种手段:
一、称量法之精准度量
此法是国际上公认的定值方法之一。其核心在于,将已知高纯度的原料气和稀释气进行精准称量,混合均匀后,利用原料与稀释气之间的质量比以及摩尔质量,推算出标准气体的确切浓度。
称量过程包括将原料气填充到固定容积的容器中并测量容器及其内部总质量,随后加入稀释气并再次测量。通过对比两次称量的质量差,可以计算出原料气和稀释气的质量。再结合各自的摩尔质量,通过公式即可得出标准气体的浓度。
二、分压法的科学应用
此法基于道尔顿分压定律,即混合气体的总压等于各组分气体分压之和。通过测量各组分气体的分压,即可推算出标准气体的浓度。
具体步骤包括将已知纯度的原料气和稀释气充入同一容器中,并测量混合气体的总压。随后根据原料气和稀释气的纯度及总压,计算各组分的分压。最终,利用分压公式即可得出标准气体的浓度。
三、动态体积法的实践运用
此法通过测量一定时间内流入和流出容器的气体体积,以及容器内气体的压力和温度变化,来计算标准气体的浓度。
实施过程包括将已知浓度的原料气和稀释气通过流量计控制流量,充入已知容积的容器中。持续监测容器内的压力和温度变化。在一段时间后,停止充气并记录压力和温度变化。通过理想气体状态方程计算流入容器的气体体积。结合流量比和气体体积,即可计算出标准气体的浓度。
四、渗透法的特性利用
此法利用气体在特定材料中的渗透特性来制备标准气体。高纯度原料气通过渗透管壁渗透出来,与稀释气混合形成标准气体。
实施步骤包括准备渗透管和稀释气,以及温度控制装置。将渗透管置于特定温度下,使原料气渗透出来并与稀释气混合。测量混合气体的流量和浓度,根据渗透速率和稀释气流速计算标准气体浓度。
上述各种方法均有其优势与局限,实际应用中需根据气体种类、浓度要求及精度需求等因素选择合适的方法。为确保标准气体浓度的准确性,必须进行严格的质量控制与校准工作。