氮气中氧气的含量测定
空气中氧气含量测定的实验
空气中氧气含量测定的实验
实验目的：通过实验测定空气中氧气的含量，了解空气成分的结构和比例。
实验原理：空气是由氮气、氧气、二氧化碳等成分组成的。
在大气压力和温度下，氧气会与碳水化合物反应生成二氧化碳和水，反应式为C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O。
根据该反应式，可以通过测定碳水化合物与氧气之间的摩尔比确定空气中氧气的含量。
实验步骤：
1.准备试剂及仪器：6mol/L葡萄糖溶液、氢氧化钠溶液、氯化钙试剂、测量氧气产生的密度管、燃烧器、酒精灯等。
2.将空气与氢氧化钠混合：取一定容器，通入一定量的空气，并加入氢氧化钠溶液，用燃烧器将容器中氧气燃烧为二氧化碳和水。
3.收集氧气：将容器倾斜，将反应生成的氧气收集在密度管中，并用氯化钙试剂吸收水蒸气。
4.测量氧气的体积：用测量的方法测量氧气的体积，注意保持温度和压力的稳定。
5.计算氧气含量：根据收集到的氧气体积及反应摩尔比，计算出空气中氧气的含量。
实验注意事项：
1.实验操作要谨慎，避免火源和碱性溶液的飞溅。
2.测量仪器要保持干净，以免影响实验结果。
3.保持实验环境的稳定，如温度和压力。
实验结果分析：根据实验结果，可以计算出空气中氧气的含量。
通常空气中氧气
含量约为21%，实验结果与理论值接近说明实验操作正确，反之则可能存在误差。
实验意义：通过这个实验，可以了解到空气中氧气的含量及空气成分的结构和比例。
对于理解空气的性质及环境保护具有一定的意义和启发作用。
以上是关于过程及原理，希望能对您有所帮助！如果有任何问题欢迎随时提问。
奥氏气体测定、检查测定详解
2021/10/10
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奥氏气体分析仪操作步骤
将吸收了CO2、O2、CO后的残气压入 1+9H2SO4溶液吸收瓶中贮存。取VmL残气 和一定量空气混合均匀，使总体积为 100.0mL。打开爆炸瓶活塞，将混合气体压 入爆炸瓶内，关闭活塞，引爆。待瓶内液 面稳定后，打开活塞，将气体抽回量管中 ，读取爆炸后的余气体积（V4）。 打开KOH溶液吸收瓶活塞，再将量管中爆 炸后之余气压入吸收生成的CO2，直至吸收 2021后/10/1的0 余气体体积恒定，读取其体积（V5） 25
21
奥氏气体分析仪操作步骤
1.洗涤与调整：
将仪器的所有玻璃部分洗净，磨口活塞涂 上凡士林，并按图装配好。
在各吸气球管中注入吸收剂。
a)管3注入浓度为30％的KOH溶液 (因NaOH与CO 2作用生成的沉淀Na2CO3多时会堵塞通道，故 以KOH为好）作吸收CO2用。
b) 管5、6中都装入氨性氯化亚铜，因为煤气中CO 的含量很大，为了保证吸收充分。
2021/10/10
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苯特量管法
苯特量管法测氧属于化学容量法，适用于 高含量氧的测定
原理：样气中的氧与氨性氯化亚铜溶液中 的Cu+作用被吸收，根据吸收前后体积变化 测出样气中的氧含量。
吸收反应方程式：
4Cu［（NH2）］ 2C1+O2+4NH3·H2O+ 4NH4C1=4Cu［（NH3）］4C12+6H2O
奥氏气体分析仪 其是由一支量气管、四个吸收瓶、一个
爆炸片瓶组成，适用于半水煤气中CO2、 O2、CO、H2、CH4及N2+Ar含量的联合 测定。 其优点是构造简单，轻便，操作容易， 分析速度快，缺点是精度不高，不能适 应更复杂的混合气体分析。
空气中含量实验报告
一、实验目的1. 了解空气中各成分的体积分数。
2. 掌握使用燃烧法测定空气中氧气含量的方法。
3. 分析空气中氧气含量的变化规律。
二、实验原理空气中主要成分包括氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等。
其中，氧气占空气总体积的21%左右。
通过燃烧法，可以测定空气中氧气的含量，进而了解空气中其他成分的比例。
三、实验仪器与药品1. 仪器：集气瓶、酒精灯、燃烧匙、秒表、水槽、铁架台、玻璃管、量筒、胶头滴管等。
2. 药品：白磷、氢氧化钠、澄清石灰水等。
四、实验步骤1. 准备实验装置，将集气瓶倒置在水槽中，用玻璃管将集气瓶与酒精灯相连。
2. 在集气瓶中放入适量的白磷，用燃烧匙点燃白磷。
3. 记录燃烧过程中集气瓶内水面下降的体积，即为消耗的氧气体积。
4. 燃烧完毕后，待集气瓶冷却至室温，记录集气瓶内剩余气体的体积。
5. 将剩余气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊，以判断二氧化碳的含量。
6. 用胶头滴管向集气瓶中加入少量氢氧化钠溶液，观察是否有气泡产生，以判断水蒸气的含量。
五、实验数据与结果1. 燃烧过程中，集气瓶内水面下降的体积为：V1 = 100mL。
2. 燃烧完毕后，集气瓶内剩余气体的体积为：V2 = 80mL。
3. 将剩余气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明二氧化碳含量较高。
4. 向集气瓶中加入少量氢氧化钠溶液，产生气泡，说明水蒸气含量较高。
六、实验分析1. 燃烧过程中，白磷与氧气反应生成五氧化二磷，消耗了集气瓶内的氧气。
根据反应方程式：4P + 5O2 → 2P2O5，可知消耗氧气的体积为V1。
2. 燃烧完毕后，集气瓶内剩余气体的体积为V2，说明空气中氮气、二氧化碳、水蒸气等成分占总体积的19%。
3. 根据实验结果，空气中氧气含量约为21%，与理论值相符。
4. 实验结果表明，空气中二氧化碳、水蒸气等成分含量较高，对人体健康有一定影响。
七、实验结论1. 空气中氧气含量约为21%，氮气、二氧化碳、水蒸气等成分占总体积的19%。
质谱法测定气体中氧气、氮气含量
质谱法测定气体中氧气、氮气含量
陈帅;胡志明
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2022(51)11
【摘要】建立了一种用Evolution高分辨率质谱仪测定气体中氧气、氮气含量的分析方法,并对该方法的精密度、线性范围、准确度等进行了验证。
结果表明:该方法在测定氧气、氮气含量为10×10^(-6)~10000×10^(-6) mol/mol时的精密度优于3%;该方法具有较宽的线性范围,其中氮气含量测定的线性范围为10×10^(-6)~10000×10^(-6) mol/mol、氧气含量测定的线性范围为100×10^(-
6)~10000×10^(-6) mol/mol;同时该方法具有较高的准确度,可以应用到其他气体组分含量的测定上。
【总页数】4页(P138-141)
【作者】陈帅;胡志明
【作者单位】中国原子能科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】O657.63
【相关文献】
1.气体压力传感器在“空气中氧气含量测定”实验中的应用
2.氮气及稀有气体的制取与收集——测定空气中氧气体积分数实验的拓展延伸
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4.对人体呼出气体中氮
气、氧气、二氧化碳体积分数的测定5.气体中痕量氢气、氩气、氧气、氮气的气相色谱分析方法探讨
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空气中氧气含量的测定
汇报结束
谢谢大家! 请各位批评指正
实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。
空 实验步骤： 气 中 1，连接仪器，检查气密性。 氧 2，点燃红磷，迅速 气 伸入瓶中，塞紧瓶塞。 含 3，待集气瓶冷却到常 量 温时，翻开止水夹。 的 测 定
1、集气瓶中的水为什么会上升？ 答：红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内压强小于 外界大气压，水被压入集气瓶。
空气中氧气含量的测定
一：空气是由什么组成的？
氮气 氧气 二氧化碳 稀有气体 其他气体
和杂质
二、各成分占多少体积呢？我们今 天学习一下氧气的测定方法。
空气中氧气含量的测定
测定空气里氧气的含量
红磷 + 氧气 固体
点燃 五氧化二磷 固体
实验现象：
1、红磷燃烧，产生大量白烟；
2、冷却后，瓶内水面上升了约 1/5体积
小结： 该实验是初中化学上册唯一一个
定量实验，实验误差原因分析是本节常考点
。误差
偏小
偏大
原因
1、红磷熄灭后未冷却到 室温；
2、装置漏气； 3、红磷的量不足； 4、有部分水留在导管中 未进入集气瓶；
5、燃烧一定程度时，瓶
内氧气含量小，红磷不能 继续燃烧。
1、弹簧夹没有夹紧， 红磷燃烧时瓶内部分 空气受热从导管溢出；
小明在实验中发现他的结果总是偏大，会有什 么原因呢？
答：〔1〕弹簧夹没有夹紧，红磷燃烧时瓶内 部分空气受热从导管溢出；
〔2〕插入燃烧匙太慢，塞进瓶塞前瓶内 部分空气受热溢出。
帮小明总结一下实验成功的关键：
〔1〕装置不能漏气； 〔2〕集气瓶中加少量水 〔3〕红磷应过量 〔4〕点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子 〔5〕待红磷冷却后，翻开弹簧夹
氮气中氧气的含量测定
氮气中氧气的含量测定由于氮气中氧气含量超出工艺指标后，将直接威胁生产安全。
因此，定期及时，准确的监测氮气中氧气含量，是PVC分析室水质岗位的日常工作。
同时，也需要监测精馏产品气，尾气中氧气的含量以便计算精馏收率和保障安全。
下面主要介绍测定氧气含量的几种常用分析方法，供分析人员参考。
一、吸收法测定氧气含量1、原理将氮气中杂质氧用氧吸收剂吸收后，根据其体积的变化计算氮气的纯度2、仪器与药品奥式气体分析器；氧吸收剂为碱性焦性没食子酸3、测定步骤氮气取样口与奥式气体分析器连接，气体量管用样品气置换数次，后准确量取100mL，在装有氧吸收剂的吸收瓶中反复吸收至恒量，读取吸收体积v，计算：O2%=V/100×100%N2%=100-V（%）上式中v为氧吸收剂吸收的体积，Ml；二、燃烧法测定氧气含量1、原理用黄磷吸收氮气中的氧气，反应式如下：5O2+4P=2P2O52、仪器与药品双球吸收器，单考克气体量管，水准瓶，黄磷3、测定步骤单考克气体量管经三次排管后，准确量取样品100mL，将样品全部排到燃烧器内，待白色气体消失后，将剩余气体排回取样管，读取样品吸收体积V。
计算：氮气含氧%=V%式中V-样品吸收体积三、色谱法氧气含量的测定用色谱柱使混合气体中的各组分分离，以热导池检测器检测被测组分的浓度。
根据不同气体的导热系数，当样品通过热导池时，由于组分和浓度的改变，就会从热敏元件上带走不同的热量而引起阻值的变化。
在测量电桥的输出端时应立即给出相应的信号，有此定量测出各组分的含量。
1、气相色谱仪参考仪器条件（1）条件：气相色谱仪热导池检测器（TCD），桥路电流100mA；载气采用氦气或者体积分数不低于99.99%的氩气；载气流量为60mL/min；进样体积为1mL；色谱柱为5A分子筛（60-80目）；色谱柱温为55℃，进样器温度为55℃，检测器温度为70℃；极性为负。
（2）定标：以空气为标准气，采用1mL注射器进样，信号根据实际的需要，选择合适的衰减，测出相应的氧，氮峰面积（峰高），重复进样3次，其相对偏差不超过5%，取平均峰面积定标。
氮气测定实验报告
一、实验目的1. 了解氮气的基本性质。
2. 掌握实验室测定氮气含量的方法。
3. 培养实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理氮气（N2）是空气的主要成分之一，约占空气总体积的78%。
在常温常压下，氮气是一种无色、无味、无臭、不易燃、不支持燃烧的气体。
本实验通过测定氮气在空气中的含量，验证其性质。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：集气瓶、弹簧夹、烧杯、酒精灯、锥形瓶、量筒、玻璃棒、澄清石灰水、蒸馏水、玻璃片、红磷。
2. 试剂：NaOH溶液、蒸馏水、澄清石灰水。
四、实验步骤1. 准备实验装置，将集气瓶倒置于烧杯中，用弹簧夹夹紧。
2. 将NaOH溶液倒入集气瓶中，充分振荡，使空气中的二氧化碳与NaOH反应生成碳酸钠，排除二氧化碳。
3. 将红磷放入锥形瓶中，点燃红磷，用玻璃棒将火焰引入集气瓶中，使红磷与空气中的氧气反应，生成五氧化二磷固体。
4. 红磷燃烧完毕后，迅速用弹簧夹夹紧，使集气瓶内的气体与外界隔绝。
5. 待集气瓶冷却至室温后，打开弹簧夹，使烧杯中的水沿导管上升进入集气瓶，直至集气瓶内气体全部排出。
6. 观察集气瓶内液体的体积变化，记录数据。
五、实验数据与结果1. 集气瓶内液体体积变化：V1 = 150ml2. 集气瓶总体积：V2 = 500ml3. 空气中氮气体积分数：V(N2) = V1/V2 = 150ml/500ml = 0.304. 空气中氮气含量：30%六、实验分析1. 通过实验，我们验证了氮气在常温常压下是一种无色、无味、无臭、不易燃、不支持燃烧的气体。
2. 实验过程中，红磷燃烧生成五氧化二磷固体，排除了氧气，使集气瓶内剩余气体主要为氮气。
3. 通过测量集气瓶内液体的体积变化，我们可以计算出空气中氮气的含量。
七、实验结论本实验成功测定了空气中氮气的含量，验证了氮气的基本性质。
实验结果表明，空气中氮气含量约为30%，与实际情况相符。
八、实验注意事项1. 实验过程中，操作要迅速，避免空气中的氧气与红磷反应，影响实验结果。
测定空气中氧气含量的实验原理
测定空气中氧气含量的实验原理测定空气中氧气含量的实验原理主要基于氧气与还原剂之间的化学反应。
在实验中，可以使用以下两种方法来测定空气中氧气的含量：一种是利用还原剂与氧气反应生成产物，并测定产物的量，另一种是通过测定还原剂的消耗量来间接计算氧气的含量。
方法一：利用还原剂与氧气反应生成产物的原理在此方法中，还原剂与氧气发生反应生成氧化物。
通过测定氧化物的质量或体积，从而计算出氧气的含量。
常见的还原剂是碘化钾（KI）。
碘化钾可以与氧气反应生成氧化钾（K2O）或碘化钠（NaI）。
反应方程式：2KI+O2->2K2O或2KI+O2->2NaI实验过程如下：1.取一定体积的空气，通入碘化钾溶液中。
2.碘化钾与氧气反应生成氧化物。
3.通过测量氧化物的质量或体积，计算出氧气的含量。
方法二：通过测定还原剂的消耗量来测定氧气的含量在此方法中，使用已知浓度的还原剂溶液与空气反应，测定还原剂溶液的消耗量，从而计算出氧气的含量。
常见的还原剂是亚硝酸钠（NaNO2）。
亚硝酸钠可以与氧气反应生成氮气（N2）和硝酸钠（NaNO3）。
反应方程式：2NaNO2+O2->2NaNO3+N2实验过程如下：1.取一定体积的空气，并通入亚硝酸钠溶液中。
2.进行反应，在反应过程中，亚硝酸钠被氧气氧化为硝酸钠。
3.通过测量亚硝酸钠溶液的消耗量，计算出氧气的含量。
可以利用一些定量分析方法对还原剂的消耗量进行测定，例如滴定法或电化学测定方法。
无论使用哪种方法，都需要对实验条件进行控制，确保实验结果的准确性。
例如，保持实验环境的稳定、控制反应温度和压力等。
需要注意的是，在实验中，还需考虑氧气以外的其他气体对实验结果的影响。
因为空气中还有其他成分，如氮气、二氧化碳等，所以需要通过其他方法或技术来排除这些成分对实验结果的干扰。
总之，测定空气中氧气含量的实验原理主要包括利用还原剂与氧气反应生成产物，或通过测定还原剂的消耗量来间接计算氧气的含量。
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氮气中氧气的含量测定
由于氮气中氧气含量超出工艺指标后，将直接威胁生产安全。
因此，定期及时，准确的监测氮气中氧气含量，是PVC分析室水质岗位的日常工作。
同时，也需要监测精馏产品气，尾气中氧气的含量以便计算精馏收率和保障安全。
下面主要介绍测定氧气含量的几种常用分析方法，供分析人员参考。
一、吸收法测定氧气含量
1、原理
将氮气中杂质氧用氧吸收剂吸收后，根据其体积的变化计算氮气的纯度
2、仪器与药品
奥式气体分析器；氧吸收剂为碱性焦性没食子酸
3、测定步骤
氮气取样口与奥式气体分析器连接，气体量管用样品气置换数次，后准确量取100mL，在装有氧吸收剂的吸收瓶中反复吸收至恒量，读取吸收体积v，计算：
O2%=V/100×100%
N2%=100-V（%）
上式中v为氧吸收剂吸收的体积，Ml；
二、燃烧法测定氧气含量
1、原理
用黄磷吸收氮气中的氧气，反应式如下：
5O2+4P=2P2O5
2、仪器与药品
双球吸收器，单考克气体量管，水准瓶，黄磷
3、测定步骤
单考克气体量管经三次排管后，准确量取样品100mL，将样品全部排到燃烧器内，待白色气体消失后，将剩余气体排回取样管，读取样品吸收体积V。
计算：
氮气含氧%=V% 式中V-样品吸收体积
三、色谱法氧气含量的测定
用色谱柱使混合气体中的各组分分离，以热导池检测器检测被测组分的浓度。
根据不同气体的导热系数，当样品通过热导池时，由于组分和浓度的改变，就会从热敏元件上带走不同的热量而引起阻值的变化。
在测量电桥的输出端时应立即给出相应的信号，有此定量测出各组分的含量。
1、气相色谱仪参考仪器条件
（1）条件：气相色谱仪热导池检测器（TCD），桥路电流100mA；载气采用氦气或者体积分数不低于99.99%的氩气；载气流量为
60mL/min ；进样体积为1mL；色谱柱为5A分子筛（60-80目）；色谱柱温为55℃，进样器温度为55℃，检测器温度为70℃；极性为负。
（2）定标：以空气为标准气，采用1mL注射器进样，信号根据实际的需要，选择合适的衰减，测出相应的氧，氮峰面积（峰高），重复进样3次，其相对偏差不超过5%，取平均峰面积定标。
（3）进样：将试样用1mL注射器直接进样，并用进样前的试样充分置换注射器，进样后观察氧，氮峰的出现，准确测量其峰面积或者峰高，重复进样3次，其相对偏差不超过5%，取其平均值进行计算。
（4）计算方法：
氧气的含量%=F1×M1（F1×H1）式中F1-氧气校正因子，M1-氧气的峰面积，H1-氧气的峰高
以上仅为PVC分析室目前用色谱法测定氮气中氧气含量的有关参数设置及简单的操作步骤，实际上常用的分析氧气（亦可用于测定氢气的含量）的色谱柱有0.18-0.28mm的5A分子筛与0.18-0.28mm 的13X分子筛两种，而分析室则采用的是5A分子筛。
13X分子筛在采用99.99%的高纯氩气时，把色谱相关参数调到最佳状态时氢气的最低测量极限为0.002%，氧气的最低测量极限为0.02%。
当分析氮气含氧的时候载气的选择犹为关键，采用氩气为载气比采用氦气会大幅降低成本。
同样的桥流下，氩气灵敏度相对要低些，故采用氩气为载气时，桥电流不能过高。
另外，当在分析一般的痕量或者常量气体含氧或者氮时，其最低检测限是10微升/升，因为
高纯度的氩气对分析有干扰，使氧气的最低检测限增大。
此时最好采用氢气作为载气。
但是当测定空压制氮的氮气含氧时，则不能选择氢气作为载气，这是因为空压制氮本身就不能除去空气中的惰性气体，其中以氩气为代表，其含量在1%附近，根据理想气体状态方程PV=NRT，当压强P与温度T在不断变化时，氩气的体积V是一个动态的数值，我们也无从确定其究竟为何值，只能通过同一个试样，在选用氢气和氩气为载气的时候，在同一台色谱上，不改变色谱参数的前提下，分别对其进行测定，根据正常的操作步骤选择同一标准气对其标定，最后测出的数据是当采用氢气做载气时，所测的氧气含量比用氩气作载气时高1%-1.3%，之后根据测量结果对其进行分析，其最可能的原因是由于氩气的沸点 -185.7℃，而氧气的沸点是-183℃，氢气的沸点是-253℃。
因此氩气与氧气在色谱柱中的导热系数相当接近，当采用氢气作为载气时，氧气与氩气的峰会互相叠加，形成一个共振峰。
因此，此时无论采用峰面积或者峰高计算其含量时，都会比所测试样的实际含氧量高很多，导致测量结果偏高。
而采用氩气作为载气时，则可排除因空压制氮中氮气所含有的氩气对分析结果的干扰。
因此，在测定公用工程输出的氮气含氧时均采用氩气作为载气，以保证所报出的分析数据的准确性，以便当出现问题时车间可根据分析结果及时的查找原因，排除故障，以保证安全生产。
这也是分析室根据质量管理体系所提出的5S活动的积极响应，在实际分析过程中不断的对分析方法进行改进，以保证所出具的分析数据的准确度。
四、结语
燃烧法操作的时候黄磷保存比较麻烦，因为其在空气中会自燃，必须保存在水中，而大多数车间均属于甲级防爆，因此，出于安全考虑不提倡使用此方法。
吸收法简便，但不如气相色谱法精度高，根据实际的工作需要，当测定较纯的氢气杂质只有氧气与氮气，而且管道密闭时，分析采用氧吸收法比较方便。
此时，氧含量低，氧吸收剂更换周期长，一般为每月换一次，当然根据实际的使用频率来定，当发现其使用异常时即使未到一月，亦会及时更换。
实践证明，采用气相色谱法分析的结果准确可靠，并且可一次性分析出氢气，氧气，氮气等组分的含量，并用外标法进行定量测定。
一旦发现异常时亦可用标样对其进行校正，快速地判断出所得的结果是否准确。
因此，分析室在分析氮气含氧时均用色谱法进行测定。