氣相色譜法測定氯化氫氣體中微量水分

韋加海

（廣西柳化氯堿有限公司，廣西 柳州545699）

隨著氯堿產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，氯下游產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)，在大多數(shù)氯產(chǎn)品的生產(chǎn)中，都必須盡量除去原料氯化氫氣體中的水分。目前，普遍采用重量法和卡爾菲休水分測定法對氯化氫氣體中的水分進行測定。結(jié)果表明，這2 種分析方法測定的結(jié)果準(zhǔn)確度都很高，都可以作為生產(chǎn)中控脫水的分析方法，重量法雖操作簡單，所需分析儀器價廉易得，但比較麻煩費時， 而卡爾菲休水分測定法卻不夠經(jīng)濟環(huán)保。筆者通過實踐與總結(jié)，發(fā)現(xiàn)采用氣相色譜法測定氯化氫中的水分不僅快速、準(zhǔn)確，而且也更為經(jīng)濟環(huán)保。

1 氣相色譜法測定原理

利用電石能與微量水迅速反應(yīng)生成乙炔[1]，再通過氣相色譜儀測定乙炔含量來換算出氯化氫氣體中的水含量。反應(yīng)式為：

2H2O+CaC2→C2H2+Ca（OH）2

由理想氣體狀態(tài)方程與阿伏加德羅定律可知：當(dāng)T，p 一定時V，n 成正比，即n=V/R 可推算出氯化氫氣體中微量水的含量，公式如下：

W%=2VH2OMH2O/（2VH2OMH2O+VHClMHCl）×100

2 實驗

2.1 儀器

島津GC-2014C 型氣相色譜儀（簡稱GC，日本島津公司），TCD 檢測器，1 mL、100 mL 注射器，U 型管，吸收瓶。

2.2 試劑

乙炔（純度＞99.99%），15%NaOH 溶液。

2.3 色譜條件

色譜柱：GDX301；

溫度：柱溫60 ℃，汽化室120 ℃，檢測器130 ℃，橋流80 mA；

流量：氫氣（載氣）流量30 mL/min；

工作站：浙江大學(xué)N2000 色譜工作站。

2.4 實驗方法

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別抽取0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL 乙炔氣體 （純度＞99.99%）注入已充入氮氣和放有幾粒玻璃珠的100 mL 注射器內(nèi)，搖勻放置5 min 后分別取1.0 mL進色譜儀。測定數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

2.4.2 氣相色譜法對氯化氫氣體中的水分的測定

將含水的氯化氫氣體通過填充好電石的U 型管，用NaOH 溶液吸收瓶吸收氯化氫氣體，通氣十分鐘左右后，用100 mL 注射器在U 型管與NaOH 溶液吸收瓶之間收集五十毫升左右的混合氣體，再取1.0 mL 混合氣體氣進色譜儀測定其中的C2H2的含量。平行測定數(shù)據(jù)見圖2、圖3。

圖2 樣品平行測定結(jié)果

由公式（1）計算出氯化氫氣體中水的含量為：

圖3 樣品平行測定結(jié)果2

3 重量法對氯化氫氣體中的水分的測定

將含水的氯化氫氣體通過已填充無水氯化鈣的U 型管，用NaOH 溶液吸收瓶吸收氯化氫氣體，通過對無水氯化鈣、NaOH 吸收液前后重量來計量[2]。其測定結(jié)果見表4。

表4 重量法測定結(jié)果

4 卡爾菲休水分測定法對氯化氫氣體中的水分的測定

卡爾·費休水分測定法是一種非水溶液中的氧化還原滴定法[2]，其滴定的基本原理是碘在氧化二氧化硫時，需要一定量的水參與反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

卡氏試劑中含有分子碘而呈深褐色，當(dāng)含有水的試劑或樣品加入后， 生成甲基硫酸化合物（RNSO4R1）而使溶液變成黃色，由此可用目測法判斷終點，即由淺黃色變成橙色，因儀器設(shè)備有限，而目測法誤差較大，所以筆者在此沒有做對照實驗。

5 結(jié)論

通過比較實驗結(jié)果可認(rèn)為，采氣相色譜法和重量法測定氯化氫氣體中的微量水分，結(jié)果基本上一樣，但氣相色譜法不僅速度快，而且結(jié)果相對偏差較小。采用重量法耗時比較長，且結(jié)果相對偏差也比較大。

［1］劉明峪，胡士華.電石法測定碳銨水分的研究——反應(yīng)效率與誤差成因的探討.化肥工業(yè)，1989（3）.

［2］氯化氫中水分測定方法的探討.中國氯堿，2008（7）.