Газовый анализ (ГА) — направление в аналитической химии,
использующее методы определения газовых компонентов и газообразующих элементов в
газах, жидкой и твердой фаз в веществах, а также дисперсной фазы в газах.
В роли анализируемых объектов (АО) могут быть газы (чистые
газы, газовые смеси, технологические, органические, неорганические и природные
газы), жидкости (вода и водные растворы различных веществ, органические
жидкости, электролиты), твердые вещества (металлы, сплавы, минералы,
полупроводниковые, диэлектрические, органические материалы). Определяемыми
компонентами могут быть: газовые примеси в газовых смесях, чистых газах; газовые
включения в жидких и твердых веществах; газообразующие примеси (элементы) в
газах, жидкостях и твердых веществах; аэрозольные и радиоактивные вещества и
частицы в газах.
Наименования и определения величин, характеризующих
химический состав вещества, установлены международным стандартом (ИСО 31/8–80)
«Величины и единицы физической химии и молекулярной физики». Величины, наиболее
распространенные в ГА, приведены в таблице 8.1.
Таблица 8.1
Величины, применяемые для
количественного
описания химического состава в ГА
Величина
Определяющее
уравнение
Формула размерности
Обозначение
1. Массовая
концентрация компонента В
М/L3
кг/м3, г/м3, мг/м3, мг/дм3
2. Массовая доля
компонента В
–
%, млн–1
3. Объемная доля
компонента В
–
%, млн–1
4. Молярная концентрация компонента В
N/L3
моль/м3
5. Молярная доля
компонента В
–
%, млн–1
Примечания:
1. В таблице приняты следующие обозначения: mB— масса компонента В в смеси; V — объем смеси; m –
масса смеси; VB— объем компонента В в
смеси; nB— количество вещества компонента В;
n — количество вещества смеси; NB — число молекул
(атомов) компонента В; М —
масса; L —длина; N — число молей.
2. Следует отметить особенности расчета величины wB
в случаях анализа веществ конденсированной фазы:
1) расчет содержания газа осуществляется по формуле
,
где V0 — объем газа при 0 °С и 760 мм рт.
ст.; d
— плотность газа при 0 °С и 760 мм рт. ст. (кг/м3); а — масса
навески анализируемого вещества (г);
2) расчет содержания определяемого вещества (В)
проводится по формуле
где f — коэффициент пересчета (масса определяемого
вещества в граммах, соответствующая 1 дм3 образовавшегося газа,
приведенного к 0 °С и 760 мм рт. ст.), значения которого приведены в табл. 8.2.
Термин «концентрация» в том смысле, в котором он употреблен в
Политехническом словаре 1980 г. и в Физическом энциклопедическом словаре 1983
г., следует понимать как обобщенное наименование величины, количественно
характеризующей присутствие определяемого компонента в анализируемом веществе (в
отличие от конкретного, но иного смысла этого термина в позициях 1, 4 и 6
табл.
8.1). Можно избежать путаницы в толковании термина «концентрация» (обобщенное
или конкретное), если в качестве обобщенной количественной характеристики
присутствия определяемого компонента в анализируемом веществе использовать не
термин «концентрация», а термин «содержание», как это рекомендовано в ГОСТ
8.505–84 «ГСИ: Метрологическая аттестация методик выполнения измерений
содержаний компонентов проб, веществ и материалов».
В табл. 8.3. приведены значения коэффициента f при
различных значениях температуры и давления, используемых в определениях
содержания углерода (С) с выделением диоксида углерода; в табл. 8.4 —
соотношения, необходимые для пересчета содержаний газов и паров при переходе от
одной размерности к другой.
Таблица 8.2
Значения коэффициента f при 0 °С и 760 мм рт. ст.
В основу приведенных данных положены экспериментально
найденные плотности соответствующих газов.
Образовавшийся газ
Определяемое в-во
f
lg f
СО2
С
0,5391
–1,73169
СО2
2,6955
0,43064
СО2
MgCO3
3,7879
0,57840
СО2
CaCO3
4,4968
0,65290
C2H2
CaC2
2,8850
0,45018
C2H2
H2O
0,8109
–1,90897
H2
Al
0,8015
–1,90391
H2
Fe
2,4899
0,39614
H2
Zn
2,9145
0,46456
H2S
H2S
1,5393
0,18732
N2
N2
1,250
0,09709
N2
N2*
1,2818
0,10782
N2
NH3
1,5200
0,18184
N2
NH3*
1,5582
0,19263
N2
CO(NH2)2
2,6806
0,42824
NO
N2
0,6256
–1,79633
NO
NO
1,3402
0,12717
NO
N2O3
1,6974
0,22979
NO
N2O5
2,4120
0,38239
NO
NO3
2,7690
0,44238
NO
HNO3
2,8143
0,44937
NO
NaNO3
3,7963
0,57936
NO
KNO3
4,5152
0,65468
NO
NaNO2
3,0818
0,48880
NO
KNO2
3,8008
0,57987
NO
NH4NO3**
3,5748
0,55325
O2
O2
1,4289
0,15500
O2
O2***
0,7145
–1,85397
O2
H2O2****
3,0379
0,48257
O2
H2O2*****
1,5189
0,18154
O2
Na2O2
6,9650
0,84294
O2
MnO2***
3,8817
0,58902
O2
KMnO4***
2,8230
0,45065
SiF4
F2
3,4280
0,53408
SiF4
CaF2
7,0439
0,84774
*
В азотометрических методах с бромощелочными
растворами.
**
В нитрометрическом методе.
***
При реакции с Н2О2.
****
Каталитическое разложение.
*****
Обработка КМnО4.
Таблица 8.3
Значения коэффициента f при различных значениях
температуры и давления
Температура
газа, °С
Давление, ммрт. ст.
730
735
740
745
750
755
760
765
770
775
10
0,0500
0,0503
0,0507
0,0510
0,0513
0,0517
0,0521
0,0524
0,0527
0,0530
12
0,0496
0,0500
0,0503
0,0506
0,0510
0,0513
0,0517
0,0520
0,0523
0,0527
14
0,0493
0,0496
0,0499
0,0503
0,0506
0,0510
0,0513
0,0516
0,0520
0,0523
16
0,0489
0,0493
0,0496
0,0499
0,0503
0,0506
0,0509
0,0513
0,0516
0,0519
18
0,0486
0,0489
0,0493
0,0496
0,0499
0,0503
0,0506
0,0509
0,0513
0,0516
20
0,0483
0,0486
0,0489
0,0492
0,0496
0,0499
0,0502
0,0506
0,0509
0,0512
22
0,0479
0,0482
0,0486
0,0489
0,0493
0,0496
0,0499
0,0502
0,0506
0,0509
24
0,0476
0,0479
0,0483
0,0486
0,0489
0,0492
0,0496
0,0499
0,0503
0,0505
26
0,0473
0,0476
0,0479
0,0483
0,0486
0,0489
0,0492
0,0496
0,0499
0,0502
28
0,0470
0,0473
0,0476
0,0479
0,0483
0,0486
0,0489
0,0492
0,0495
0,0499
Пример пользования таблицей 8.4.
Дано: а = 10 об. %, Т = 293 К, р = 770
ммрт. ст.Требуется найти x — значение концентрации,
выраженное в моль/дм3.
В первой графе находим горизонтальную строку, соответствующую
заданным единицам концентрации (строка 4), а в этой строке — вертикальный
столбец, соответствующий требуемым единицам концентрации (моль/дм3).
На пересечении строки 4 и вертикального столбца находим формулу, по которой
определяем значение концентрации в требуемых единицах:
.
Этой же задаче служит номограмма, представленная на
рис. 8.1.
Для пересчета находят на графике отрезок радиальной прямой,
соответствующий данному газу (или радиальную прямую, соответствующую молярной
массе газа М), и при помощи линейки соединяют его с нулевой точкой. Ордината
каждой точки полученной прямой выражает концентрацию газа в об. %, а
абсцисса — соответствующую величину в г/м3.
При отсутствии на графике радиальной линии молярной массы
искомого газа находят любую точку этой линии по одной из следующих формул:
(г/м3);
(об.
%).
Соединив найденную точку с нулевой точкой графика, получают
прямую, которая и служит для пересчета.
На графике значения V даны только до 1,1, а значения
с — до 16. Если заданная концентрация выше этих величин или ее абсолютное
значение очень мало, то по графику находят значение меньшее (большее) в К
· 10n раз (где К = 1, 2, 3, …, 9, а n = 0 или
±1, 2, 3…), а затем найденную величину увеличивают (уменьшают) в К · 10n
раз.
Рис. 8.1. Номограмма для пересчета концентрации газов и
паров
Объем V0 для расчета результата ГА (объем
сухого газа при 0 °С и 760 мм рт. ст.) находят по формуле
где V — объем газа, измеренный при заданных
температуре и давлении; F — коэффициент пересчета, значения которого
приведены в таблице 8.5.
Таблица 8.4
Соотношения для пересчета содержаний газов и паров при
переходе от одних единиц к другим
В таблице приняты следующие условные обозначения:
а — численное значение содержания в заданных единицах;
х — численное значение содержания в искомых единицах;
М — молярная масса газа;
р — общее давление газа в мм рт. ст.;
Т — температура газа в К;
z — коэффициент разбавления (отношение общего объема газа
к объему соответствующего компонента).
При пользовании таблицей следует иметь в виду соотношения:
1 г / м3 = 1 мг / дм3 = 1 мг / л
1 мг / м3 = 1 мкг / дм3 = 1мкг / л
1 моль / дм3 = 1 моль / л
1 дм3 / м3 = 1 мл / л
1 мм3 / л = 1 мкл / м3
г/м3
мг/м3
моль/дм3
Об. %
Об. ‰*
см3/м3**
мм3/м3***
z
г/м3
1
103а
мг/м3
10–3а
1
моль/дм3
103aM
105aM
1
Об. %
1
10a
104a
107a
Об. %*
10–1a
1
103а
106а
см3/м3**
10–4a
10–3a
1
103а
мм3/м3***
10–7a
10–6a
10–3a
1
z
1
*
Лат. partes pro mille (промилле) – частей на тысячу.
**
Лат. partes pro million (ppm) – частей на миллион (1
ppm = 1 млн–1).
***
Лат. partes pro billion (ppb) – частей на миллиард
(1ppb = 10–3 млн–1).
Таблица 8.5
Значения коэффициента F для различных значений
температуры и давления
Температура газа,°С
Давление p,
ммрт. ст.
690
692
694
696
698
700
702
704
706
708
710
712
5
0,8915
0,8941
0,8967
0,8993
0,9019
0,9045
0,9070
0,9096
0,9122
0,9148
0,9174
0,9200
6
0,8883
0,8909
0,8935
0,8961
0,8986
0,9012
0,9038
0,9064
0,9091
0,9115
0,9141
0,9167
7
0,8852
0,8877
0,8903
0,8929
0,8954
0,8980
0,9006
0,9031
0,9057
0,9082
0,9108
0,9134
8
0,8820
0,8846
0,8871
0,8897
0,8922
0,8947
0,8973
0,8999
0,9025
0,9050
0,9076
0,9101
9
0,8789
0,8814
0,8840
0,8865
0,8891
0,8916
0,8942
0,8967
0,8993
0,9018
0,9043
0,9069
10
0,8757
0,8783
0,8808
0,8834
0,8859
0,8884
0,8910
0,8935
0,8961
0,8986
0,9011
0,9037
11
0,8727
0,8752
0,8777
0,8803
0,8828
0,8853
0,8878
0,8904
0,8929
0,8954
0,8980
0,9005
12
0,8696
0,8721
0,8746
0,8772
0,8797
0,8822
0,8847
0,8872
0,8898
0,8923
0,8948
0,8973
13
0,8665
0,8691
0,8716
0,8741
0,8766
0,8791
0,8816
0,8841
0,8866
0,8892
0,8917
0,8942
14
0,8635
0,8660
0,8685
0,8710
0,8735
0,8760
0,8785
0,8810
0,8835
0,8861
0,8885
0,8911
15
0,8605
0,8630
0,8655
0,8680
0,8705
0,8730
0,8755
0,8780
0,8805
0,8830
0,8855
0,8880
16
0,8575
0,8600
0,8625
0,8650
0,8675
0,8700
0,8724
0,8749
0,8774
0,8799
0,8824
0,8849
17
0,8546
0,8571
0,8595
0,8620
0,8645
0,8670
0,8694
0,8719
0,8744
0,8769
0,8793
0,8818
18
0,8516
0,8541
0,8566
0,8590
0,8615
0,8640
0,8664
0,8689
0,8714
0,8739
0,8763
0,8788
19
0,8487
0,8512
0,8536
0,8561
0,8586
0,8610
0,8635
0,8659
0,8684
0,8709
0,8733
0,8758
20
0,8458
0,8483
0,8507
0,8532
0,8556
0,8581
0,8605
0,8630
0,8654
0,8679
0,8703
0,8728
21
0,8429
0,8454
0,8478
0,8503
0,8527
0,8551
0,8576
0,8600
0,8625
0,8649
0,8674
0,8698
22
0,8401
0,8425
0,8449
0,8474
0,8498
0,8522
0,8547
0,8571
0,8595
0,8620
0,8644
0,8669
23
0,8372
0,8397
0,8421
0,8445
0,8469
0,8494
0,8518
0,8542
0,8566
0,8591
0,8615
0,8639
24
0,8344
0,8368
0,8392
0,8416
0,8441
0,8465
0,8489
0,8513
0,8537
0,8562
0,8586
0,8610
25
0,8316
0,8340
0,8364
0,8388
0,8412
0,8436
0,8461
0,8485
0,8509
0,8533
0,8557
0,8581
26
0,8288
0,8312
0,8336
0,8360
0,8384
0,8408
0,8432
0,8456
0,8480
0,8504
0,8528
0,8552
27
0,8260
0,8284
0,8308
0,8332
0,8356
0,8380
0,8404
0,8428
0,8452
0,8476
0,8500
0,8524
28
0,8233
0,8257
0,8281
0,8304
0,8328
0,8352
0,8376
0,8400
0,8424
0,8448
0,8472
0,8496
29
0,8206
0,8229
0,8253
0,8277
0,8301
0,8325
0,8348
0,8372
0,8396
0,8420
0,8443
0,8467
30
0,8179
0,8202
0,8226
0,8250
0,8274
0,8297
0,8321
0,8345
0,8368
0,8392
0,8416
0,8439
31
0,8152
0,8175
0,8199
0,8223
0,8246
0,8270
0,8294
0,8317
0,8341
0,8364
0,8388
0,8412
32
0,8125
0,8149
0,8172
0,8196
0,8219
0,8243
0,8266
0,8290
0,8313
0,8337
0,8360
0,8384
33
0,8098
0,8122
0,8145
0,8169
0,8192
0,8216
0,8239
0,8263
0,8286
0,8310
0,8333
0,8357
34
0,8072
0,8095
0,8119
0,8142
0,8166
0,8189
0,8212
0,8236
0,8259
0,8282
0,8306
0,8329
35
0,8046
0,8069
0,8092
0,8116
0,8139
0,8162
0,8185
0,8209
0,8232
0,8255
0,8279
0,8302
36
0,8020
0,8043
0,8066
0,8089
0,8112
0,8136
0,8159
0,8182
0,8205
0,8229
0,8252
0,8275
37
0,7994
0,8017
0,8040
0,8063
0,8086
0,8109
0,8132
0,8156
0,8179
0,8202
0,8225
0,8248
38
0,7968
0,7991
0,8014
0,8037
0,8060
0,8083
0,8106
0,8129
0,8153
0,8176
0,8199
0,8222
39
0,7942
0,7965
0,7988
0,8011
0,8034
0,8057
0,8080
0,8103
0,8126
0,8149
0,8176
0,8195
40
0,7917
0,7940
0,7963
0,7986
0,8009
0,8031
0,8054
0,8077
0,8100
0,8123
0,8146
0,8169
Температура газа, °С
Давление p,
ммрт. ст.
714
716
718
720
722
724
726
728
730
732
734
736
5
0,9226
0,9251
0,9277
0,9303
0,9329
0,9355
0,9381
0,9406
0,9432
0,9458
0,9484
0,9510
6
0,9192
0,9218
0,9244
0,9270
0,9295
0,9321
0,9347
0,9373
0,9398
0,9424
0,9450
0,9476
7
0,9159
0,9185
0,9211
0,9236
0,9262
0,9288
0,9313
0,9339
0,9365
0,9390
0,9416
0,9442
8
0,9127
0,9152
0,9178
0,9203
0,9229
0,9255
0,9280
0,9306
0,9331
0,9357
0,9383
0,9408
9
0,9094
0,9120
0,9145
0,9171
0,9196
0,9222
0,9247
0,9273
0,9298
0,9324
0,9349
0,9375
10
0,9062
0,9088
0,9113
0,9138
0,9164
0,9189
0,9214
0,9240
0,9265
0,9291
0,9316
0,9341
11
0,9030
0,9055
0,9081
0,9106
0,9131
0,9157
0,9182
0,9207
0,9233
0,9258
0,9283
0,9308
12
0,8999
0,9024
0,9049
0,9074
0,9099
0,9125
0,9150
0,9175
0,9200
0,9225
0,9251
0,9276
13
0,8967
0,8992
0,9017
0,9042
0,9067
0,9092
0,9118
0,9143
0,9168
0,9193
0,9218
0,9243
14
0,8936
0,8961
0,8986
0,9011
0,9036
0,9061
0,9086
0,9111
0,9136
0,9161
0,9186
0,9211
15
0,8905
0,8930
0,8954
0,8979
0,9004
0,9029
0,9054
0,9079
0,9104
0,9129
0,9154
0,9179
16
0,8874
0,8899
0,8923
0,8948
0,8973
0,8998
0,9023
0,9048
0,9073
0,9097
0,9122
0,9147
17
0,8843
0,8868
0,8893
0,8917
0,8942
0,8967
0,8992
0,9017
0,9041
0,9066
0,9092
0,9116
18
0,8813
0,8837
0,8862
0,8887
0,8911
0,8936
0,8961
0,8985
0,9010
0,9035
0,9059
0,9084
19
0,8782
0,8807
0,8832
0,8856
0,8881
0,8905
0,8930
0,8955
0,8979
0,9004
0,9028
0,9053
20
0,8752
0,8777
0,8801
0,8826
0,8850
0,8875
0,8899
0,8924
0,8948
0,8973
0,8997
0,9022
21
0,8722
0,8747
0,8771
0,8796
0,8820
0,8845
0,8869
0,8894
0,8918
0,8942
0,8967
0,8991
22
0,8693
0,8717
0,8742
0,8766
0,8790
0,8815
0,8839
0,8863
0,8888
0,8912
0,8936
0,8961
23
0,8663
0,8688
0,8712
0,8736
0,8761
0,8785
0,8809
0,8833
0,8858
0,8882
0,8906
0,8930
24
0,8634
0,8658
0,8683
0,8707
0,8731
0,8755
0,8779
0,8804
0,8828
0,8852
0,8876
0,8900
25
0,8605
0,8629
0,8653
0,8678
0,8702
0,8726
0,8750
0,8774
0,8798
0,8822
0,8846
0,8870
26
0,8576
0,8600
0,8624
0,8648
0,8672
0,8696
0,8720
0,8745
0,8769
0,8793
0,8817
0,8841
27
0,8548
0,8572
0,8596
0,8620
0,8644
0,8667
0,8691
0,8715
0,8739
0,8763
0,8787
0,8811
28
0,8519
0,8543
0,8567
0,8591
0,8615
0,8639
0,8662
0,8687
0,8710
0,8734
0,8758
0,8782
29
0,8491
0,8515
0,8539
0,8562
0,8586
0,8610
0,8634
0,8658
0,8681
0,8705
0,8729
0,8753
30
0,8463
0,8487
0,8510
0,8534
0,8558
0,8583
0,8605
0,8629
0,8653
0,8676
0,8700
0,8724
31
0,8435
0,8459
0,8482
0,8506
0,8530
0,8553
0,8577
0,8601
0,8624
0,8648
0,8672
0,8695
32
0,8408
0,8431
0,8455
0,8478
0,8502
0,8525
0,8549
0,8572
0,8596
0,8619
0,8643
0,8667
33
0,8380
0,8404
0,8427
0,8450
0,8474
0,8497
0,8521
0,8544
0,8568
0,8591
0,8615
0,8638
34
0,8353
0,8376
0,8399
0,8423
0,8446
0,8470
0,8493
0,8516
0,8540
0,8563
0,8587
0,8610
35
0,8325
0,8349
0,8373
0,8395
0,8419
0,8442
0,8465
0,8489
0,8512
0,8535
0,8559
0,8582
36
0,8298
0,8322
0,8345
0,8368
0,8391
0,8415
0,8438
0,8461
0,8484
0,8508
0,8531
0,8554
37
0,8271
0,8295
0,8318
0,8341
0,8364
0,8387
0,8410
0,8434
0,8457
0,8480
0,8503
0,8526
38
0,8245
0,8268
0,8291
0,8314
0,8337
0,8360
0,8383
0,8407
0,8430
0,8453
0,8476
0,8499
39
0,8218
0,8241
0,8264
0,8287
0,8310
0,8333
0,8356
0,8380
0,8403
0,8426
0,8449
0,8472
40
0,8192
0,8215
0,8238
0,8261
0,8284
0,8307
0,8330
0,8353
0,8376
0,8399
0,8422
0,8444
Температура газа, °С
Давление
p,
ммрт. ст.
738
740
742
744
746
748
750
752
754
756
758
760
5
0,9536
0,9561
0,9587
0,9613
0,9639
0,9665
0,9691
0,9717
0,9742
0,9768
0,9794
0,9820
6
0,9501
0,9527
0,9553
0,9579
0,9604
0,9630
0,9656
0,9682
0,9707
0,9733
0,9759
0,9785
7
0,9467
0,9493
0,9518
0,9544
0,9570
0,9596
0,9621
0,9647
0,9673
0,9698
0,9724
0,9750
8
0,9434
0,9459
0,9485
0,9510
0,9536
0,9561
0,9587
0,9613
0,9638
0,9664
0,9689
0,9715
9
0,9400
0,9426
0,9451
0,9477
0,9502
0,9528
0,9553
0,9578
0,9604
0,9629
0,9655
0,9680
10
0,9367
0,9392
0,9418
0,9443
0,9468
0,9494
0,9519
0,9544
0,9570
0,9595
0,9621
0,9646
11
0,9334
0,9359
0,9384
0,9410
0,9435
0,9460
0,9486
0,9511
0,9536
0,9562
0,9587
0,9612
12
0,9301
0,9326
0,9351
0,9376
0,9402
0,9427
0,9452
0,9477
0,9503
0,9528
0,9553
0,9578
13
0,9269
0,9294
0,9319
0,9344
0,9369
0,9394
0,9419
0,9444
0,9469
0,9495
0,9520
0,9545
14
0,9236
0,9261
0,9286
0,9311
0,9336
0,9363
0,9386
0,9411
0,9436
0,9461
0,9486
0,9511
15
0,9204
0,9229
0,9254
0,9279
0,9304
0,9329
0,9354
0,9378
0,9404
0,9428
0,9453
0,9478
16
0,9172
0,9197
0,9222
0,9247
0,9271
0,9296
0,9321
0,9346
0,9371
0,9396
0,9420
0,9445
17
0,9140
0,9165
0,9190
0,9215
0,9239
0,9264
0,9289
0,9314
0,9339
0,9363
0,9388
0,9413
18
0,9109
0,9134
0,9158
0,9183
0,9207
0,9232
0,9257
0,9282
0,9306
0,9331
0,9356
0,9380
19
0,9078
0,9102
0,9127
0,9151
0,9176
0,9200
0,9225
0,9250
0,9275
0,9299
0,9324
0,9348
20
0,9046
0,9071
0,9096
0,9120
0,9145
0,9169
0,9194
0,9218
0,9243
0,9267
0,9292
0,9316
21
0,9016
0,9040
0,9065
0,9089
0,9113
0,9138
0,9162
0,9187
0,9211
0,9236
0,9260
0,9285
22
0,8985
0,9010
0,9034
0,9058
0,9083
0,9107
0,9131
0,9155
0,9180
0,9204
0,9229
0,9253
23
0,8955
0,8979
0,9003
0,9028
0,9052
0,9076
0,9100
0,9125
0,9149
0,9173
0,9197
0,9222
24
0,8924
0,8949
0,8973
0,8997
0,9021
0,9045
0,9070
0,9094
0,9118
0,9142
0,9165
0,9191
25
0,8894
0,8919
0,8943
0,8967
0,8991
0,9015
0,9039
0,9063
0,9087
0,9112
0,9135
0,9160
26
0,8865
0,8889
0,8913
0,8937
0,8961
0,8985
0,9009
0,9033
0,9057
0,9081
0,9105
0,9129
27
0,8835
0,8859
0,8883
0,8907
0,8931
0,8955
0,8979
0,9003
0,9027
0,9051
0,9074
0,9099
28
0,8806
0,8830
0,8853
0,8877
0,8901
0,8925
0,8949
0,8973
0,8997
0,9021
0,9044
0,9068
29
0,8776
0,8800
0,8824
0,8848
0,8872
0,8895
0,8919
0,8943
0,8967
0,8990
0,9014
0,9038
30
0,8748
0,8771
0,8795
0,8819
0,8842
0,8866
0,8890
0,8914
0,8937
0,8961
0,8985
0,9008
31
0,8719
0,8742
0,8766
0,8790
0,8813
0,8837
0,8861
0,8884
0,8908
0,8931
0,8955
0,8979
32
0,8691
0,8714
0,8736
0,8761
0,8784
0,8808
0,8831
0,8855
0,8878
0,8902
0,8926
0,8949
33
0,8662
0,8685
0,8709
0,8732
0,8756
0,8779
0,8803
0,8826
0,8850
0,8873
0,8897
0,8920
34
0,8634
0,8658
0,8680
0,8704
0,8727
0,8750
0,8774
0,8797
0,8821
0,8844
0,8867
0,8891
35
0,8605
0,8629
0,8652
0,8675
0,8699
0,8722
0,8745
0,8768
0,8792
0,8815
0,8839
0,8862
36
0,8577
0,8601
0,8624
0,8647
0,8670
0,8694
0,8717
0,8740
0,8763
0,8787
0,8810
0,8833
37
0,8549
0,8573
0,8596
0,8619
0,8642
0,8665
0,8689
0,8712
0,8735
0,8758
0,8781
0,8804
38
0,8522
0,8545
0,8568
0,8591
0,8615
0,8638
0,8661
0,8684
0,8707
0,8730
0,8753
0,8776
39
0,8495
0,8518
0,8541
0,8564
0,8587
0,8610
0,8633
0,8656
0,8679
0,8702
0,8725
0,8748
40
0,8467
0,8490
0,8513
0,8536
0,8559
0,8582
0,8605
0,8628
0,8651
0,8674
0,8697
0,8720
Температура газа, °С
Давление
p,
ммрт. ст.
762
764
766
768
770
772
774
776
778
780
5
0,9846
0,9871
0,9897
0,9923
0,9949
0,9975
1,0001
1,0026
1,0051
1,0078
6
0,9810
0,9836
0,9862
0,9888
0,9913
0,9939
0,9965
0,9990
1,0016
1,0042
7
0,9775
0,9801
0,9827
0,9852
0,9878
0,9904
0,9929
0,9955
0,9980
1,0006
8
0,9741
0,9766
0,9792
0,9817
0,9843
0,9868
0,9894
0,9919
0,9945
0,9970
9
0,9706
0,9731
0,9757
0,9782
0,9807
0,9833
0,9859
0,9884
0,9910
0,9935
10
0,9671
0,9697
0,9722
0,9747
0,9773
0,9798
0,9824
0,9849
0,9874
0,9900
11
0,9637
0,9663
0,9688
0,9713
0,9739
0,9764
0,9789
0,9814
0,9839
0,9865
12
0,9603
0,9629
0,9654
0,9679
0,9704
0,9730
0,9754
0,9780
0,9805
0,9830
13
0,9570
0,9595
0,9620
0,9645
0,9670
0,9695
0,9720
0,9745
0,9771
0,9796
14
0,9536
0,9561
0,9586
0,9612
0,9637
0,9661
0,9686
0,9711
0,9736
0,9762
15
0,9503
0,9528
0,9553
0,9578
0,9603
0,9628
0,9653
0,9678
0,9703
0,9728
16
0,9470
0,9495
0,9520
0,9545
0,9570
0,9595
0,9619
0,9644
0,9669
0,9694
17
0,9438
0,9462
0,9487
0,9512
0,9537
0,9561
0,9586
0,9611
0,9636
0,9661
18
0,9405
0,9430
0,9454
0,9479
0,9504
0,9528
0,9553
0,9578
0,9602
0,9627
19
0,9373
0,9397
0,9422
0,9447
0,9471
0,9496
0,9520
0,9545
0,9569
0,9594
20
0,9341
0,9365
0,9390
0,9414
0,9439
0,9463
0,9488
0,9512
0,9537
0,9561
21
0,9309
0,9333
0,9359
0,9382
0,9407
0,9431
0,9455
0,9480
0,9504
0,9529
22
0,9277
0,9302
0,9326
0,9350
0,9375
0,9399
0,9423
0,9448
0,9472
0,9496
23
0,9246
0,9270
0,9294
0,9319
0,9343
0,9367
0,9391
0,9416
0,9440
0,9464
24
0,9215
0,9239
0,9263
0,9287
0,9311
0,9336
0,9360
0,9384
0,9408
0,9432
25
0,9184
0,9208
0,9232
0,9256
0,9280
0,9304
0,9328
0,9352
0,9377
0,9401
26
0,9153
0,9177
0,9201
0,9225
0,9249
0,9273
0,9297
0,9321
0,9345
0,9369
27
0,9122
0,9146
0,9170
0,9194
0,9218
0,9242
0,9266
0,9290
0,9314
0,9338
28
0,9092
0,9116
0,9140
0,9164
0,9187
0,9211
0,9235
0,9259
0,9283
0,9307
29
0,9062
0,9086
0,9109
0,9133
0,9157
0,9181
0,9205
0,9228
0,9252
0,9276
30
0,9032
0,9056
0,9079
0,9109
0,9127
0,9151
0,9174
0,9198
0,9222
0,9245
31
0,9002
0,9026
0,9050
0,9073
0,9097
0,9121
0,9144
0,9168
0,9191
0,9215
32
0,8973
0,8996
0,9020
0,9043
0,9067
0,9091
0,9114
0,9138
0,9161
0,9185
33
0,8943
0,8967
0,8990
0,9014
0,9037
0,9061
0,9084
0,9108
0,9131
0,9154
34
0,8914
0,8938
0,8961
0,8984
0,9008
0,9031
0,9055
0,9078
0,9101
0,9125
35
0,8885
0,8908
0,8932
0,8955
0,8978
0,9002
0,9025
0,9048
0,9072
0,9092
36
0,8856
0,8880
0,8903
0,8926
0,8949
0,8972
0,8996
0,9019
0,9042
0,9065
37
0,8828
0,8851
0,8874
0,8897
0,8920
0,8943
0,8967
0,8990
0,9013
0,9036
38
0,8799
0,8822
0,8845
0,8869
0,8892
0,8915
0,8938
0,8961
0,8984
0,9007
39
0,8771
0,8794
0,8817
0,8840
0,8863
0,8886
0,8909
0,8932
0,8955
0,8978
40
0,8743
0,8766
0,8789
0,8812
0,8835
0,8857
0,8881
0,8903
0,8926
0,8949
Значения F можно также вычислить по формуле:
(8.1)
где p0 – атмосферное давление, приведенное
к 0 °С, мм рт. ст.; a — коэффициент объемного
расширения газа, град–1; t — температура газа, °С. Для
приведения атмосферного давления к 0 °С с достаточной точностью можно
воспользоваться формулой:
(8.2)
где pt — давление при температуре t °С,
мм рт. ст.; t′ — температура ртути в барометре, °С.
Объем газа, собранного над водой или водными растворами
солей, приводится к нормальным условиям по формуле:
(8.3)
но в этом случае p0, входящая в формулу
(5.1), составляет:
(8.4)
где pв — давление паров воды при
соответствующей температуре, мм рт.ст.
При особо точных расчетах к установленному давлению добавляют
поправку на капиллярную депрессию ртути. Коэффициент F в этих случаях
следует вычислять по формуле:
(8.5)
пользуясь значением a для данного
газа. В таблице 8.6. приводятся значения a для
некоторых газов в интервале температур от 0 до 100 °С при давлении 760 мм рт.ст.
Таблица 8.6
Значения коэффициента a
Газ
a
Газ
a
Азот
0,00367
Диоксид углерода
0,00371
Водород
0,00366
Кислород
0,00367
Воздух
0,00367
Оксид
углерода
0,00367
Гелий
0,00366
Хлор
0,00383
В соответствии с требованиями ГОСТ 2939–63 при расчете объема
газа следует исходить из объема, приведенного к 20 °С и 760 мм рт.ст. Объем газа
при этих условиях устанавливают по формуле:
(8.6)
На рис. 8.2 изображена номограмма для приведения объема газа
к условиям 0 °С и 760 мм рт. ст., которой удобно пользоваться для ускорения
вычислений при массовых анализах.
Рис. 8.2.
Номограмма для приведения объема газа
к 0 °С и 760 мм рт. ст.
Для расчета по номограмме соединяют линейкой точки,
соответствующие давлению и температуре, при которых измерен объем газа. В точке
пересечения линейки со шкалой, находящейся в правой части номограммы, отыскивают
коэффициент пересчета F (или его логарифм), на который умножают
измеренный объем.
Пример (указан на номограмме пунктиром). При давлении 730 мм
ρт. ст.и температуре 20 °С получают (для сухого газа): F = 0,895
и lgF =; для
влажного газа F = 0,873 и lgF =.
В таблице 8.7 приведены соотношения между значениями давления
газа, выраженными в различных единицах.
Таблица 8.7
Соотношения между значениями давления,
выраженными в различных единицах
,
.
(г/м3);
(об.
%). 
(8.1)
(8.2)
(8.3)
(8.4)
(8.5)
(8.6)
; для
влажного газа F = 0,873 и lgF =
.