一种测定碳酸盐岩中二氧化碳含量的装置

1.本实用新型属于化学分析技术领域，具体涉及一种测定碳酸盐岩中二氧化碳含量的装置。


背景技术：

2.碳酸盐岩是由方解石、白云石等自生碳酸盐矿物组成的沉积岩。以方解石为主的岩石称为石灰岩，以白云石为主的岩石称为白云岩。测量碳酸盐岩中二氧化碳的含量对分析岩石成分、地质现状了解、灾害预防等有着重要作用。现有碳酸盐二氧化碳含量的测定主要使用非水滴定法，该方法装置较为复杂，而且测定用时较长，难以满足测定的精准高效要求。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种测定碳酸盐岩中二氧化碳含量的装置，以解决上述技术问题。
4.为了解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种测定碳酸盐岩中二氧化碳含量的装置，包括底座，所述底座上设置有支杆，所述支杆上活动设置有固定夹，固定夹与支杆活动连接，以使固定夹能在支杆上上下移动，便于调节固定夹与底座的高度值，满足不同的测定需求；所述底座上设置有检测组件，所述检测组件包括反应管，所述反应管管口设置有塞子，所述塞子上分别设置有加液管、导气管，塞子可以使用橡胶软塞；所述导气管顶部设置有第一连接管，所述第一连接管的末端设置有量气管，所述量气管底部设置有第二连接管，所述第二连接管末端设置有加液器；所述导气管与量气管通过固定夹加紧固定；所述导气管与所述量气管为竖直朝向设置，且两者相互平行。加液管内加入的溶液为盐酸溶液，使用a代替；加液器内加入的溶液为饱和氯化钠硫酸溶液，使用b代替；使用前先将称量好的样品放入到反应管内，此时反应管未转入塞子；加液管上的阀门关闭并加入溶液a，加液器上的阀门关闭并加入溶液b；检查装置的气密性：加液管内加入溶液b后，打开阀门，使溶液b进入到量气管内，并保持在某个刻线上，然后将塞子装入反应管内并塞紧，观察量气管内的溶液b刻度变化情况，如果量气管内的溶液b上升一段距离后不再变化则表明气密性良好，记录此时量气管的刻度，反之则需要检查各部件之间是否漏气；气密性检查完比后，打开加液管上的阀门，使溶液a进入到反应管内与样品反应生产二氧化碳，产生的二氧化碳进入到导气管内，并经第一连接管进入到量气管内，由于二氧化碳压迫使量气管内的溶液b下降，当溶液b的液面不再下降后记录此时量气管的刻度；通过两个刻度数值的差值可以计算出二氧化碳的体积，从而测定出碳酸盐样品中二氧化碳的含量。
6.进一步地，所述反应管管口为扩口设置，所述反应管的管口内壁与所述塞子外侧贴合。反应管管口设置为扩口结构，能使得反应管的管口与塞子紧密贴合，保证装置的气密性，避免装置漏气影响测定结果。
7.进一步地，所述第一连接管为软质材料制成。第一连接管使用软质材料便于连接使用，可以使用硅胶管。
8.进一步地，所述第二连接管为软质材料制成。第二连接管使用软质材料便于连接使用，可以使用硅胶管。
9.进一步地，所述量气管上设置有刻度线。量气管上设置的刻度线用于记录量气管上溶液刻度的变化，从而计算出二氧化碳的体积。
10.进一步地，所述底座上活动设置有热源，活动设置可以为底座上设置滑槽，热源卡入滑槽内，反应管的下方处于滑槽内即可，以使需要时热源能滑动至反应管的下方。设置的热源用于加热反应管，提高反应管的温度，从而加快酸与样品的反应效率，减少测定时间；热源与底座为活动连接，可以是滑动连接，也可以是螺钉等连接件固定，要移动时松开螺钉滑动。
11.进一步地，还包括冷却组件，所述冷却组件包括水管，所述水管上设置有喷头；所述喷头设置在所述导气管的上方。由于使用热源加热，会使得反应管内的温度升高，进而会导致生产的二氧化碳体积的变化；因此，设置的冷却组件通过喷头喷水用以冷却反应管、导气管，从而降低二氧化碳气体的温度，避免温度对气体体积产生的影响；喷头往下对着导气管喷淋，使水沿着导气管流下，加液管可以稍微向外侧倾斜以与导气管有一定距离，防止喷头喷出的水进入到加液管内。
12.进一步地，所述冷却组件还包括集水槽，所述集水槽活动设置于所述底座上，活动设置可以为底座上设置滑槽，集水槽卡入滑槽内，反应管的下方处于滑槽内即可。设置的集水槽与底座活动设置，可以使集水槽根据需要在底座上滑动；在热源加热结束后，将热源从反应管底部移走，然后再将集水槽移动至反应管的下方，用于收集喷头喷出的水，保持底座的干净整洁；同时，可以往集水槽内加水，使反应管浸入水中，以缩短反应管的冷却时间；结合喷头的使用，能使得反应管、量气管内的温度在极短时间内与室温相同，避免温度变化对二氧化碳体积的影响。
13.进一步地，所述集水槽为折叠设置，以在竖直方向上伸缩。集水槽设置为折叠结构，不使用时向下折叠，使用时可以向上提起展开；热源加热结束并移出反应管的下方后，将集水槽移动至反应管的下方，向上提起集水槽将其展开，使反应管处于集水槽内部，往集水槽内部加水用于冷却反应管的温度，能加快冷却时间，提高效率。
14.本实用新型的优点是：1、本装置的反应管管口为扩口结构，能与塞子外侧紧密贴合，提高了装置的气密性，保证测定操作的顺利进行；2、使用热源加热能加快溶液a与样品的反应速率，从而提高样品的测定时间；3、设置的冷却组件能及时冷却加热后的反应管以及导气管，避免反应产生的二氧化碳由于温度较大的变化而导致体积变化，进而影响测定结果。本装置气密性良好，测定结果准确，反应所用时间较短，高效快捷。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图2为反应管与加液管、导气管连接示意图。
18.图3为反应管结构示意图。
19.附图标记：1-底座，11-支杆，12-固定夹，13-挂钩，2-检测组件，21-反应管，22-塞子，23-加液管，24-导气管，25-第一连接管，26-量气管，27-第二连接管，28-加液器，29-绳子，3-热源，4-冷却组件，41-水管，42-喷头，43-集水槽。
具体实施方式
20.为便于更好地理解本实用新型，结合附图通过以下实例加以说明，这些实例属于本实用新型的保护范围，但不限制本实用新型的保护范围。
21.实施例
22.如图1所示，一种测定碳酸盐岩中二氧化碳含量的装置，包括底座1，底座1上设置有支杆11，支杆11上活动设置有固定夹12；底座1上设置有检测组件2，检测组件2包括反应管21，反应管21管口设置有塞子22，塞子22上分别设置有加液管23、导气管24；导气管24顶部设置有第一连接管25，第一连接管25的末端设置有量气管26，量气管26底部设置有第二连接管27，第二连接管27末端设置有加液器28；导气管24与量气管26通过固定夹12加紧固定；导气管24与量气管26为竖直朝向设置，且两者相互平行。固定夹12末端设置有挂钩13，加液器上系有绳子29，绳子29挂在挂钩上。加液管23、加液器28上均设置有阀门；加液管23上设置有刻度线，以便于确定加液量。加液管中a溶液可以加入氯化铜溶液，以防止碳酸盐样品中可能存在的硫化物与酸反应，生成硫化氢气体，导致测定结果偏大；加液器内的b溶液加入了数滴甲基橙指示剂，从而使溶液为红色，便于观察量气管溶液的变化,加入硫酸溶液能避免二氧化碳溶于水中。
23.如图1-3所示，反应管21管口为扩口设置，反应管21的管口内壁与塞子22外侧贴合。
24.如图1所示，第一连接管25为软质材料制成。
25.如图1所示，第二连接管27为软质材料制成。
26.如图1所示，量气管26上设置有刻度线。
27.如图1所示，底座1上活动设置有热源3，热源3设置于反应管21的下方；热源可以使用酒精灯。
28.如图1所示，还包括冷却组件4，冷却组件4包括水管41，水管41上设置有喷头42；喷头42设置在导气管24的上方，喷头上设置有阀门。
29.如图1所示，冷却组件4还包括集水槽43，集水槽43活动设置于底座1上。
30.如图1所示，集水槽43为折叠设置，以在竖直方向上伸缩。
31.实验过程中，为提高效率，避免样品之间的交叉污染，每一份样品的测定均对应使用一支干净反应管。
32.使用方法：使用前先将称量好的碳酸钙标准品放入到反应管内，此时反应管未塞入塞子；加液管上的阀门关闭并加入溶液a，加液器上的阀门关闭并加入溶液b；检查装置的气密性：加液管内加入溶液b后，打开阀门，使溶液b进入到量气管内，并保持在某个刻线上，然后将塞子装入反应管内并塞紧，观察量气管内的溶液b刻度变化情况，如果量气管内的溶
液b上升一段距离后不再变化则表明气密性良好，可将加液器上的绳子挂在挂钩上，记录此时量气管的刻度，反之则需要检查各部件之间是否漏气；气密性检查完比后，打开加液管上的阀门，使溶液a进入到反应管内与标准品反应生产二氧化碳，产生的二氧化碳进入到导气管内，并经第一连接管进入到量气管内，由于二氧化碳压迫使量气管内的溶液b下降，当溶液b的液面不再下降后记录此时量气管的刻度；通过两个刻度数值的差值可以计算出二氧化碳的体积，从而测定出碳酸钙标准品中二氧化碳的百分含量；通过测定多份不同含量的碳酸钙标准品可绘制二氧化碳百分含量标准曲线。
33.碳酸钙标准品测定完成后，将称量好的碳酸盐样品放入反应管内，重复上述步骤，测量碳酸盐样品中的二氧化碳体积，通过碳酸钙标准品的二氧化碳百分含量标准曲线可获知碳酸盐样品中二氧化碳的百分含量。
34.在实验过程中，为了加快反应速率，当加液管内的溶液a加入到反应管内时，移动热源至反应管的正下方，通过热源为反应管加热，加热一段时间后，将热源移走，将集水槽移动至反应管的下方，然后再将集水槽往上提使其展开，然后往集水槽内加入适量的水，使反应管没于水中；同时打开喷头上的阀门，使水从上向下喷出冲洗导气管，最终流入集水槽内；通过冷却组件的使用来降低反应管及导气管内的温度与外界温度的差值，避免由于反应管及导气管内的温度较高而影响二氧化碳气体的体积，最终保证读书的准确性。
35.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
36.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。