[发明专利]一种利用滴定技术测量氧原子浓度的方法

权利要求书

1.一种利用滴定技术测量氧原子浓度的方法，其特征在于：将含 氧原子的气体引入透明管路或带有透明窗口的管路中，于管路中形成 含氧原子气体的气流，于管路入口端的气流中添加一氧化氮作为荧光 指示剂一氧化氮与氧原子发生三体复合反应产生二氧化氮激发态分 子，该激发态分子自发辐射时发出宽谱带荧光，添加碘分子或汞原子 作为滴定剂，气流中滴定剂的添加量由零开始逐步增加，滴定剂与氧 原子发生快速反应，当氧原子恰好被滴定剂消耗完时二氧化氮分子荧 光就会熄灭，滴定时将二氧化氮分子荧光的熄灭作为滴定终点，根据 滴定终点时，气流中滴定剂的添加量即可获知含氧原子的气体中氧原 子浓度。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：包含如下步骤，

(1)将包含氧原子的气体引入一个透明玻璃管或带有透明窗口 的管路中，形成包含氧原子的气体气流，记录气体总流量F_tot；记录 此时的温度T(单位为K)和压力P(单位为Torr)；

(2)向包含氧原子的气体气流中添加固定流量的荧光指示剂一 氧化氮，产生黄色荧光，荧光强度I_O/NO＝k[O][NO]；由于一氧化氮的 浓度[NO]恒定，所以黄色荧光的强度I_O/NO与氧原子浓度[O]成正比；

(3)在管路的气流入口处，使用气体质量流量控制器添加滴定 剂碘分子I₂或汞原子Hg，滴定剂的添加量由零开始由小到大逐步增 加；

(4)在玻璃管流动系统出口处监测黄色荧光的强度I_O/NO，可以 使用肉眼进行定性观察，也可以用光谱仪或光电探头进行定量测量；

(5)随着滴定剂的添加量由小到大逐步增加，氧原子浓度[O] 逐步减小，黄色荧光强度逐渐减弱，当观察到黄色荧光熄灭时，即为 滴定终点，记录滴定终点时的滴定剂流量、温度和压力；

(6)根据氧原子与滴定剂的化学反应计量系数(O:I₂＝2:1, O:Hg＝1:1)，以及滴定终点时的滴定剂流量F_I2或F_Hg，可以计算出氧 原子流量(F_O＝2F_I2或F_O＝F_Hg)，即可换算出氧原子浓度[O]， [O]=9.656×1018PTFOFtot.]]>

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：添加荧光指示剂和 滴定剂前，管路中所流流动的压力范围为0.5～6Torr。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：包含氧原子的气体， 除氧原子之外的其他气体为氧气、氮气、氦气、氩气中的一种或二种 以上，其中氧原子体积百分比为0.1％-5％。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：气流中添加荧光指 示剂一氧化氮的固定流量为添加荧光指示剂和滴定剂前包含氧原子 气体总流量的5％～30％。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：滴定剂的注入方式 是由惰性气体通过携带碘或汞的蒸气形成滴定剂混合气体然后注入 主气流，滴定剂混合气体中滴定剂所占的体积百分比范围为1％～5％。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：滴定剂混合气体的 添加量由零开始由小到大逐步增加，在10秒到10分钟的单位时间内， 每次增加的梯度为添加荧光指示剂和滴定剂前包含氧原子气体总流 量的0.5％～2％。