第二章 元素定量分析
元素定量测定方法很多,概括起来分两大类:分解定量法和非分解定量法。分解定量法是将试样在适当条件下分解,使被测元素转化为相应的单体或化合物。再采用重量法、容量法、电量法、分光光度法或近代的仪器检测手段,对分解物进行测定。最后通过换算,求出待测元素的含量。非分解定量法一般不需要破坏样品,只要用某种射线照射样品,根据样品中各元素的原子结构对放射线的不同特性响应,即可直接测出待测元素的含量。
经典的元素定量方法常采用常量法和半微量法。样品用量一般在几十毫克以上,测定的时间较长。现在采用的电子天平、色谱、光谱、电化学法等先进技术,试样用量已降至几毫克,分析时间缩短,自动化程度大大提高。
石油产品分析包括石油及石油产品化学组成的分析和理化性质的测定两部分。石油及石油产品的理化性质与化学组成有密切的关系,为了深刻地认识石油及石油产品,必须研究其化学组成,而化学组成的基础是元素组成,因此首先应考察石油及石油产品的元素组成。本章讲述石油及石油产品元素的定量分析。不同产地的石油化学组成差别很大,但从元素组成上看,差别很小,组成石油的元素为碳、氢、硫、氮、氧及微量的金属与非金属。其中碳的含量约占83%~87%、氢含量约占11%~14%,合计约占96%~99%,其余的硫、氮、氧及微量元素含量总共不过1%~4%。见表2-1。石油中含有的微量金属元素最重要的是钒、镍、铁、铜、铅、钠、钾等;微量的非金属元素中主要有氯、硅、磷、砷等。见表2-2。
表2-1 某些石油的元素组成
表2-2 我国一些重质原油的微量金属含量
石油中微量元素的含量在10-6或10-9水平,用何种检测手段达到分析测试要求,应该特别注意。目前许多应用于石油及其产品中的先进技术和专用仪器,使操作达到自动化,分析结果的精密度也达到更高水平。
测定石油及其产品的元素组成,对研究它们的化学结构、催化反应过程的机理、加工方案的制定、环境治理、改善产品质量等方面,都有重大的意义。