氧含量测量方法：铜氨溶液吸收法

时间：2021-11-19

   氧是维持人和动植物生命活动必不可少的物质 ，也是工业生产的重要原料，在医疗急救、航空航天、汽车工业 、钢铁冶炼等行业中发挥着重要的作用 ，而氧气浓度成为判定产品气质量的一项重要技术指标。目前 ，用于测量氧气浓度的方法很多 ，如 GB/T 5831 比色法、GB/T 14852黄磷发光、磁氧法 、电化学法、氧化锆固体电解质法和气相色谱法等 ，但是 ，作为执行标准对气体中氧浓度进行标定的方法是铜氨溶液吸收法（以下简称铜氨法）。例如，GB 8982—1998 《医用氧》、GB 8983—1998《航空呼吸用氧》和 GB/ T3863—1995《工业用氧》规定，用深冷法进行空气分离制取的气态氧和液态氧 ，用于呼吸、医疗 、航空飞行、气体火焰加工和其他工业目的时，其氧含量的测定需采用铜氨法。GJB 2799—96 《医用分子筛制氧机通用规范》和 YY/T 0298—1998《医用分子筛制氧设备通用技术规范 》规定，以沸石分子筛为吸附剂，用变压吸附法制取的医用氧气，制氧设备开机 30min，此时用铜氨法测得的氧法浓度应大于或等于 90%（V/V）。由此可见，铜氨法是一种测量气体中氧体积百分比浓度的标准方法 ，该方法简单准确、成熟可靠 ，在教学 、科研 、质量认证和产品鉴定等方面得到了广泛的应用 。
1、铜氨溶液吸收法测样原理

      铜氨溶液是将卷成螺旋状的铜丝投入由氯化铵饱和溶液与氨水以1:1比例配制的溶液中所制成的。取一定量的被测气体与  铜氨溶液接触，当将含有氧气的气体样品通入装有铜氨溶液的吸收瓶时，在有氨气存在的情况下，铜被样品中的氧气氧化，生成氧化铜(CuO)和氧化亚铜(Cu2O)，反应方程式如下： 

      所生成的氧化铜和氧化亚铜分别与氨水、氯化铵作用，生成可溶性的（+2价）铜盐Cu(NH3)2Cl2和（+1价）铜盐Cu2(NH3)2Cl2。铜盐吸收氧气转成铜盐，铜盐又被铜还原成铜盐，如此循环作用，直到混合气体中的氧气耗完为止。根据气体体积的减少量即可得到气体中的氧含量(体积百分比浓度)。在整个测量过程中，只要溶液中有足够的纯铜存在，就能保证化学反应的持续进行。

2、铜氨溶液吸收法优缺点
       此方法是经典的氧含量测量方法，常用于仲裁，且成本较低，目前仍有不少气体实验室和检测机构保留此类方法，但一般只适用于测量氧含量小于99.9%的气体样品。其缺点包括需要配制溶液、绕制铜丝，较为繁琐；整个测量过程均需手工操作，不适用于在线式连续分析；当被测气体中含有其它氧化性气体时会对测量结果产生干扰等。且由于整套吸收装置均为玻璃器皿，较易损坏。


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