二氧化硫测定--定电位电解法的方法介绍
1.原理
定电位电解传感器主要由电解槽、电解液和电极组成,传感器的三个电极分别称为敏感电极(sensing electrode)、参比电极(reference clectrode)和对电极( counter electrode),简称S、R、C。
传感器的工作过程为:被测气体由进气孔通过渗透膜扩散到敏感电极表面,在敏感电极、电解液、对电极之间进行氧化反应,参比电极在传感器中不暴露在被分析气体之中,用来为电解液中的工作电极提供恒定的电化学电位。被测气体通过渗透膜进入电解槽,传感器电解液中扩散吸收的二氧化硫发生以下氧化反应:
式中:Z——电子转移数;
F——法拉第常数;
S——气体扩散面积:
D——扩散常数;
δ——扩散层厚度;
C——二氧化硫浓度。
在一定工作条件下,Z、F、S、D和δ均为常数。因此,电化学反应中流向工作电极的极限扩散电流i与被测的二氧化硫浓度C成正比。
被测气体中的尘和水分容易在渗透膜表面凝结,影响其透气性。在使用本方法时应对被测气体中的尘和水分进行预处理。
本方法检出限:1ppb(0.003mg/m3);
测定范围:1ppb~2ppm(0.003～6mg/m3)。
2.仪器
定电位电解二氧化硫分析仪。
仪器技术指标:
响应时间:<180s
精度:≤士2%F.S.
线性:≤±2%F.S.
零点漂移:≤±2%F.S.
跨度漂移:≤±2%F.S.
输出方式:4～20mA
环境温度:0～45℃
工作方式:连续
采样流量:350ml/min
3.试剂
二氧化硫渗透管或氧化硫标准气体。
4.采样前的准备
(1)采样器安装要求
采样器一般安装在房顶并高出房顶1.5m以上应有防尘、防雨措施,附近还应设有比采样头高的避雷针以防雷击
(2)开机之前仔细检查仪器各部分,按仪器说明书的要求连接好气路和电路。接通电源,仪器预热约1.5h。
(3)调零与标定
①调零:仪器经预热后,接零过滤器运行0.5h后观察模拟输出电压值,调整零点调节钮,使其输出值在零附近,输出稳定后为止。
②标定:仪器通入量程浓度80%的标准气10min后,调节跨度调节钮,使仪器输出值与标气浓度值相符。输出值稳定后停供标气。接零气,待输出稳定后,再调节调零钮,使其值接近零点,稳定后,去掉零过滤器,加标气,稳定后调节跨度调节钮,使其值达到要求,重复2～3次。
5.步骤
①打开仪器电源开关,仪器预热约1.5h。
②打开开关,按仪器使用说明书操作,使其进入测定状态。
③对待测气体进行连续测定,待仪器指示值稳定后记录。
④监测完毕,先关闭泵开关,然后关闭仪器电源开关。
6.计算
仪器对二氧化硫测定的结果,应以标准状态下的质量浓度表示。若仪器二氧化硫显示值为ppm时,应按下式换算为标准状态下的质量浓度:
二氧化硫(SO2,mg/m3)=C×2.86
式中:C——定电位电解二氧化硫监测仪指示浓度,ppm;
2.86——二氧化硫浓度从ppm换算为标准状态下质量浓度(mg/m3)的换算系数。
7.说明
①由于传感器的灵敏度高,所以禁止过载的情况发生,不允许用香烟、火柴测试仪器是否响应。
②保证气路的畅通。因为传感器是在流动的气体中工作,故不允许堵住气路,以免传感器的透气膜受损。
③为了减少测定误差,仪器的工作流量应与标定(校准)时的流量相等。
④仪器的进气口必须安装有去除空气中水汽的干燥过滤器,该过滤器应对被测的二氧化硫气体无吸附作用。
⑤仪器可用于野外监测,但不要在强光直射下使用。如在野外最好有遮阳、遮雨篷。
⑥仪器校准周期视仪器使用情况而定,短时间使用前必须校准;连续使用时,最长不得超过7d校准一次。
⑦在室内运行,空温不得超过40℃,在有空调装置的室内运行要注意冷凝水不要进入仪器。
⑧在杂电讯号干扰严重的情况下运行时,要注意接好地线。
