[发明专利]组分易挥发的深度脱气溶液配制方法和蒸汽压测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及溶液蒸汽压的测量技术，特别涉及组分易挥发的深度脱 气溶液配制方法以及蒸汽压测定方法。

背景技术

饱和蒸汽压(saturatedvaporpressure)，简称蒸汽压(vaporpressure)，是 一定温度下固相或液相两相平衡时的蒸汽压力值。对于溶液来说，即在一 定温度下，当液体中的液态分子蒸发为气态分子和气态分子撞击液面回归 液态两个过程平衡时，气态分子撞击液体所能产生的压强。

蒸汽压与温度以及溶液浓度均有关系。例如，氯化锂溶液的蒸汽压随 温度升高而增大，随溶液浓度增大而减小。本发明旨在测定一定浓度的溶 液，尤其是包含易挥发组分的溶液，在给定温度范围内的饱和蒸汽压。

溶液的蒸汽压是溶液一项非常重要的物理性质，也是溶液的基础热力 学数据，在能源动力、石油化工、制冷空调等诸多领域有广泛的应用。蒸 汽压作为反映气液或气固相平衡的一种基础物理性质，是许多科学与应用 研究中不可或缺的重要性质，也是推算诸如焓、熵、活度系数等物理化学 性质的必要前提。在低温保存和冷冻干燥过程中，溶液的表面蒸汽压不仅 决定了水分在溶液和环境之间转移的方向和速率，同时也与溶液的水分活 度有着紧密联系，反映了水分子在溶液中的存在状态。对于除湿制冷盐溶 液，其初始制冷性能与它的蒸汽压息息相关。譬如，在除湿制冷的过程中， 人们经常使用氯化锂水溶液，而氯化锂溶液表面的水蒸汽分压与环境水蒸 汽分压间的压差是最直接的传质驱动力，换言之，氯化锂溶液的蒸汽压决 定了除湿所能达到的效果。因此，溶液蒸汽压的测定具有重要意义。

李玉茜的硕士论文《氯化锂水溶液表面蒸汽压的实验研究》中提到了 几种常见的测量蒸汽压的方法，包括静态法、拟静态法、动态法、饱和气 流法等等。

在测定低压下溶液的蒸汽压时，动态法与饱和气流法都不适用，拟静 态法实验步骤略显复杂。所以静态法在研究过程中更多地被学者们选用。 但是在彭彧硕士论文中提出溶液中少量的不凝性气体，如空气，在低压下 也会对蒸汽压的测量产生不可忽视的影响。

为了解决这个问题，公开号为CN203101215U的专利文献公开了一种 基于静态法的饱和蒸汽压测定仪，较好的实现了静态法在低蒸汽压范围测 量固体及液体物质饱和蒸汽压的应用。它提出利用真空泵使液体处于低真 空状态，这样做可以让液体中少量的不凝性气体在脱气过程中被抽走，随 后对容器内的脱气液体测定饱和蒸汽压。

但以上的脱气过程较为简单，效果不明显。在《碱性铝酸钠溶液饱和 蒸汽压及恒压热容的测定与研究》这篇硕士论文提到了一种脱气方法，通 过急速冷却—脱气—急速融化这一过程(循环2—3次)来除气，并且保 证整个过程处于高真空状态，能更好地除气。

上述测量低蒸汽压方法虽然已在实际操作过程被广泛采纳，但我们也 注意其中存在着一个显著的问题——在配制一定浓度的待测溶液时，使用 上述除气方法即直接对溶液液氮急速冷却—抽真空—急速解冻的循环除 气的方法，尽管可以避免不凝性气体对蒸汽压测量结果的影响，但是溶剂 与溶质会不可避免的蒸发掉一部分以致于会对溶液的浓度产生一定的影 响，这会影响测定结果的准确性。而对已脱气溶液浓度的确定是无法进行 或者要付出巨大代价的，如使用原子吸收光谱仪。

原子吸收光谱仪，又称原子吸收分光光度计，根据物质基态原子蒸汽 对特征辐射选择性吸收的作用来进行元素分析，能够灵敏可靠地直接测定 岩矿、土壤、大气飘尘、水、植物、食品、生物组织等试样中70多种微 量甚至是痕量的金属元素，还能用间接法测度硫、氮、卤素等非金属元素 及其化合物，在实际应用中更多地用于金属元素的检测。但是，原子分析 光谱仪的检测亦有诸多局限：1、并不是所有的元素都能够检测，例如在 检测碳酸钠和碳酸氢钠混合水溶液中钠离子、碳酸根离子和碳酸氢根离子 的浓度时，由于原子分析光谱仪不能测定碳元素，因此阴离子的组分也难 以确定；2、测定每种元素均需要相应的空心阴极灯提供相应的特征辐射， 对于实验操作非常不便；3、无法测定有机溶液的组分；4、价格非常昂贵， 市面上的原子吸收光谱仪价格由几万到几十万不等，造成实验代价巨大。

发明内容

本发明提供了一种组分易挥发的深度脱气溶液配制方法，具有过程 简单，配制浓度精确，制备成本低的优点。

一种组分易挥发的深度脱气溶液配制方法，配制的一定浓度的溶液 包括n种溶质，n≥1，包括以下步骤：