简述脉冲示踪法测定停留时间分布的过程

化学工程实验脉冲示踪法测定停留时间分布数据处理

脉冲 时间/s 0 0.167 0.333 0.5 0.667 0.833 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5

脉冲示踪法测定基本反应器的停留时间分布 实际平均停留时间t=575/130=4.4231min V=575ml 130mL/min T=30℃ M0=0.66g 电导率ms/cm us/cm C(t)mol/lC(t)g/ml E(t) tE(t) t*t*E(t) 0.35 350 0.001901 0.000142 0.027919 0 0 0.51 510 0.002979 0.000222 0.043749 0.007306 0.00122 0.9 900 0.005607 0.000418 0.082337 0.027418 0.00913 1.14 1140 0.007224 0.000539 0.106083 0.053041 0.026521 1

实验五 连续流动搅拌釜式反应器停留时间分布的测定

1实验的意义和目的

在研究工业生产反应器内进行的液相反应时，不仅要了解浓度、温度等因素对反应速度的影响，还要考虑物料的流动特性和传热与传质对反应速度的影响。由于种种原因造成的涡流、速度分布等使物料产生不同程度的返混。返混不仅会改变反应器内的浓度分布从而影响反应率，同时还会给反应的放大、设计带来很大的困难。

反应器的返混程度是很难直接观察和度量的。返混会产生两个孪生现象：其一是改变了反应器内的浓度分布；其二是造成物料的停留时间分布。测定物料的停留时间分布是一种比较简单的方法。因此，通常采用测定停留时间分布的来探求反应器的返混程度。通过测定反应器的停留时间分布，对过程的物理实质加以概括和简化，可以概括出流动模型。

本实验的目的是：

（1） 解反应器中物料返混的现象；

（2） 掌握停留时间分布的实验测定方法；

（3） 掌握脉冲法测定停留时间分布的数据处理的方法； （4） 排除实验障碍，正确测定实验数据。

2实验原理

应用应答技术，利用脉冲加入示踪物的方法，在连续流动搅拌釜式反应器中进行停留时间分布测定。在系统达到稳定后，瞬间将示踪物注入搅拌釜中，然后分析出口流体中示踪物的浓度变化，并且通过出口流量

化工基础实验

实验九 多釜串联反应器停留时间分布测定实验

一、目的

1．利用电导率测定单釜及三釜串联液相反应器停留时间分布密度函数及多釜串联流动模型的关系。

2．掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。

3．学会用理想反应器串联模型来描述实验系统的流动特性。 4．了解微机系统数据采集的方法。

二、装置与流程

本实验装置为浙江中控科教仪器设备有限公司的产品，见图1。

反应器为有机玻璃制成的搅拌釜，其中1000mL搅拌釜3个；3000 mL搅拌釜1个；搅拌方式为叶轮搅拌；供分别进行单釜、三釜串联停留时间的实验测定。

釜内搅拌器由直流电机经端面磁驱动器间接驱动，并由转速调节仪进行调控和测速。 主流流体(水)例子水槽，经水泵加压，用阀1、阀2调节，流量计计量流量，加入单釜或第1釜顶部，再由釜底排出或进入第2釜，逐级下流，由第3釜釜底排出流进下水道。

示踪剂可依需要，分别由各釜釜顶注入口注入。 单釜反应器设有单独的主流量控制阀阀1和示踪剂电磁控制阀。 三釜串联反应器同样设有单独主流量控

制阀阀2和示踪剂电磁控制阀。

实验用的示踪剂为KCI或 KNO3的饱和溶液，通过电磁阀瞬时注入反应器，示踪剂在不同时刻浓度C 的由设在各釜底部排出管处的铂电极检测，铂电极在图1中未示出。

实验8 连续均相反应器停留时间分布的测定

一、实验目的

1．了解停留时间分布实验测定方法及数据的处理方法；

2．通过脉冲示踪法测定实验反应器内示踪剂浓度隨时间的変化关系；

3．求出停留时间分布密度函数E（t）和停留时间分布函数F（t）、停留时间分布数学特征值——数学期望和方差，并和多级混合模型或轴向扩散模型关联，确定模型参数——虚拟级数N或Pe。

二、实验原理

由于连续流动反应器内流体速度分布不均匀，或某些流体微元运动方向与主体流动方向相反及内部构件等原因，使反应器内流体流动产生不同程度的返混。在反应器设计、放大和操作时，往往需要知道反应器中返混程度的大小。通过停留时间分布测定能定量描述返混程度的大小。因此停留时间分布测定技术在化学反应工程领域中有一定的地位。

停留时间分布可用分布函数F（t）和分布密度函数E（t）来表示，两者的关系为：

F(t)??E(t)dt （2-8-1）

0tdF(t)E(t)? （2-8-2）

dt测定停留时间分布最常用的方法是阶跃示踪法和脉冲示踪法。 阶跃法：

指示剂法测定表面固体酸的分布

一、实验目的

1. 学会用指示剂判断催化剂酸强度范围。

2. 掌握用Hammett指示剂法测定催化剂表面酸性。

二、实验原理

在催化剂中有一大类反应，其催化剂的活性来自其表面上的酸中心，它们的活性与催化剂的表面酸性质密切相关。

大多数金属氧化物以及由它们组成的复合氧化物都具有酸性或者碱性，有时甚至同时具有这两种性质。按照酸和碱的定义，固体酸可以分成两类：一类是能给出质子的物质，叫Br?nsted酸，简称B酸；另一类是能够接受电子对的物质，叫Lewis酸，简称L酸。在固体催化剂的表面上，酸中心的分布是不均匀的，这时由于其表面上能量分布的不均匀性造成的。催化剂表面酸分布是指其表面酸浓度随酸强度变化的情况。以每克催化剂样品上酸量来表示酸浓度（即酸中心的数目），在不同酸强度下酸的总量称为总酸量。固体表面酸性质就包括以上所述的酸类型、酸强度和酸量。

固体酸的类型可以通过吡啶吸附的红外光谱来测定。酸强度和酸浓度可以通过Hammett指示剂法来测定，但该方法所测定的是B酸和L酸的总结果。

以B代表碱性的Hammett指示剂，当它吸附在催化剂的表面上时，与表面上的H+发生相互作用生成相应的共轭酸BH+：

B + H+ = B

反弹传播神经网络用于痕量铬的示波计时电位法测定

分析化学(FENXIHUAXUE)　研究简报第1期

2001年1月ChineseJournalofAnalyticalChemistry70～73第29卷

反弹传播神经网络用于痕量铬的示波计时电位法测定

张　军　唐春阳　郑建斌3

(西北大学电分析化学研究所,西安710069)

摘　要　首次将反弹传播算法神经网络用于铜箔钝化液中痕量铬的示波计时电位法测定。探讨了网络层数、层结点数和结点转移函数等网络参数对预测结果的影响。实验结果表明:Cr 浓度在4.0×10-7～1.3×10-6mol/L范围内与示波计时电位曲线上的切口深度呈线性关系,检测下限可达8×10-8mol/

L;与标准BP神经网络的训练和预测结果相比较,反弹传播神经网络用于示波测定时不仅具有较高的预

测精度,而且大大提高了网络训练的收敛速度。

关键词　化学计量学,神经网络,示波分析,示波计时电位法,铬

1　引　　言

1〕

人工神经网络因其对线性和非线性数据的校正效果优于传统的加权主成分回归、偏最小二乘法〔,

2〕

近年来在分析化学领域中已有不少应用〔。将人工神经网络用于示波计时电位测定中

.

循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程

一、实验原理 1.循环伏安法

循环伏安法是将循环变化的电压施加于工作电极和对电极之间,记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。此方法也称为三角波线性电位扫描方法。图1-1表明了施加电压的变化方式。选定电位扫描范围E1～E2 和扫描速率, 从起始电位E1开始扫描到达E2 , 然后连续反向在扫描从E2回到E1。由图1-2 可见,循环伏安图有两个峰电流和两个峰电位。ipc和 ipa分别表示阴极峰值电流和阳极峰值电流，对应的阴极峰值电位与阳极峰值电位分别为Epc和Epa。

E / V?pc阳极 i / ??????????阴极-0.20.00.20.4E220deipc

10cakbfg0hipa?pa正向扫描-10ij0.20.10.0-0.1-0.2E10.6010逆向扫描E1402030-200.60.50.40.3t ??s? / v图1-1 循环伏安法的典型激发信号 图1-2 K3Fe(CN)6在KCL溶液中的循环伏安图

2.判断电极可逆性

根据Nernst方程,在实验测定温度为298K时,计算得出 △Ep = Epa- Epc≈

实验七 循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程

一、目的要求

1．学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理及方法; 2．学会使用伏安仪;

3．掌握用循环伏安法判断电极反应过程的可逆性。

二、试验原理

循环伏安法(CV)是最重要的电分析化学研究方法之一。由于其设备价廉、操作简便、图谱解析直观，能迅速提供电活性物质电极反应过程的可逆性，化学反应历程、电极表面吸附等许多信息。因而一般是电分析化学的首选方法。 CV方法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。这种方法也常称为三角波线性电位扫描方法。图1中表明了施加电压的变化方式：起扫电位为+0.8V，反向/起扫电位为-0.2V，终点又回扫到+0.8V。

当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流。以该电流（纵坐标）对电位（横坐标）作图，称为循环伏安图。典型的循环伏安图如图2所示。

该图是在1.0mol/L的KNO3电解质溶液中，6×10-3mol/L 的K3Fe(CN)6在Pt工作电极上反应得到的结果。

起始电位Ei为+0.8V（a点），然后沿负的电位扫描(如箭头所指方向)，当电

1

位至Fe(CN)63–可还原时，即

实验七 循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程

一、目的要求

1．学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理及方法; 2．学会使用伏安仪;

3．掌握用循环伏安法判断电极反应过程的可逆性。

二、试验原理

循环伏安法(CV)是最重要的电分析化学研究方法之一。由于其设备价廉、操作简便、图谱解析直观，能迅速提供电活性物质电极反应过程的可逆性，化学反应历程、电极表面吸附等许多信息。因而一般是电分析化学的首选方法。 CV方法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。这种方法也常称为三角波线性电位扫描方法。图1中表明了施加电压的变化方式：起扫电位为+0.8V，反向/起扫电位为-0.2V，终点又回扫到+0.8V。

当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流。以该电流（纵坐标）对电位（横坐标）作图，称为循环伏安图。典型的循环伏安图如图2所示。

该图是在1.0mol/L的KNO3电解质溶液中，6×10-3mol/L 的K3Fe(CN)6在Pt工作电极上反应得到的结果。

起始电位Ei为+0.8V（a点），然后沿负的电位扫描(如箭头所指方向)，当电

1

位至Fe(CN)63–可还原时，即

实验五 循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程

一、目的要求

1.学习循环伏安法测定电极反应参数的基本原理及方法 2.了解电化学工作站及其使用

二、试验原理

循环伏安法(CV)是最重要的电分析化学研究方法之一。在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等研究领域 得到了广泛应用。由于其设备价廉、操作简便、图谱解析直观，因而一般是电分析化学的首选方法。

CV方法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线。这种方法也常称为三角波线性电位扫描方法。图1中表明了施加电压的变化方式：起扫电位为+0.8V，反向/起扫电位为-0.2V，终点又回扫到+0.8V，扫描速度可从斜率反映出来，其值为50mV/s。虚线表示的是第二次循环。一台现代伏安仪具有多种功能，可方便地进行一次或多次循环，任意变换扫描电压范围和扫描速度。

当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流。以该电流（纵坐标）对电位（横坐标）作图，称为循环伏安图。典型的循环伏安图如图2所示。该图是在1.0mol/L

-3

的KNO3电解质溶液中，6×10mol/L 的K3Fe(CN)6在Pt工作电极上反应得到的 结果。

从图可见，起始电位Ei为+