氫分子和氫原子是所有化學(xué)元素中zui小的分子和原子,如把鈀的單晶結(jié)構(gòu)考慮成為面心立方體,立方體的八個(gè)角為八個(gè)鈀原子所占有,六個(gè)面的中心部分為六個(gè)鈀原子所占有,在這個(gè)鈀原子的密集堆積中,只有在鈀管表面能發(fā)生離解的氫原子才能通過,而其它元素的原子和分子,其直徑都大于鈀原子密集堆積的間隙,故不能通過。鈀擴(kuò)散法純化氫就是利用這個(gè)原理,擴(kuò)散透過鈀管的氫,其純度*。
由于氫氣具有分子量小,分子半徑大,熱導(dǎo)系數(shù)大,粘度小等特點(diǎn),常被用于氣相色譜儀檢測(cè)分析中作為載氣使用,載氣的作用是以一定的流速載帶氣體樣品或經(jīng)氣化后的樣品氣體一起進(jìn)入色譜柱進(jìn)行分離,再將被分離后的各組分載入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),zui后流出色譜系統(tǒng)放空或收集,載氣只是起載帶而基本不參于分離作用。常用制取氫氣的方法是電解水法,采用的儀器是氫氣發(fā)生器。
氫氣發(fā)生器由電解池、氫/水分離器、收集器、干燥器、傳感器、壓力調(diào)節(jié)閥等部件組成。電解池是用來盛放水溶液,并發(fā)生電解反應(yīng)的器皿;氫/水分離器是將電解產(chǎn)生的氫氣從水中分離出來,并通過干燥器去除其中夾雜的水分,zui后進(jìn)入收集器以備使用;壓力調(diào)節(jié)閥通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器里的壓力來控制反應(yīng)的速率和程度。氫氣易燃易爆,使用時(shí),應(yīng)特別注意避開火源,以防爆炸。
氫氣發(fā)生器制取氫氣的原理是:將電解池通電后,電解池陰極產(chǎn)氫氣,陽極產(chǎn)氧氣,氧氣排入大氣,氫氣進(jìn)入氫/水分離器后與水分離。氫氣進(jìn)入干燥器除濕后,經(jīng)穩(wěn)壓閥、調(diào)節(jié)閥調(diào)整到額定壓力(0.02~0.45Mpa可調(diào))由出口輸出。電解池的產(chǎn)氫壓力由傳感器控制在0.45Mpa左右,當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí),電解池電源供應(yīng)切斷;壓力下降,低于設(shè)定值時(shí)電源恢復(fù)供電。
氣相色譜儀載氣的選擇,須考慮載氣的擴(kuò)散性,擴(kuò)散系數(shù)與載氣性質(zhì)有關(guān),具體視檢測(cè)器、色譜柱以及分析的要求而定。
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