微量水分的测定

2014-12-11 06:25王瑞欢大庆炼化公司质量检验与环保监测中心163411
化工管理 2014年24期
关键词:沸点镜面露点

王瑞欢(大庆炼化公司质量检验与环保监测中心 163411)

一、卡尔费休库仑法

1.基本原理

卡尔·费休库仑法适于测定绝对含水量低于100μg的样品。如:JF-5型库仑法微量水测定仪,灵敏度可达到0.1μgH 2O。适用范围涉及化工、医药、环保、地质、食品等部门的原料、中间体及产品)。所受副反应干扰较少,但测定时间较长。

电解液同样品中水反应如下:

I2与I-构成一个平衡体系,样品中水与体系中的I2反应时,消耗了部分I2,破坏了体系的平衡,反应为体系导电能力的变化。指示电极检测到这一变化,测量系统控制工作电极开始工作,将I-重新转化为I2。检测器测量出工作电极消耗的电量,换算为样品中的水含量。工作电极上发生如下反应:

2I--2e→I2

2.如何提高准确性

把电解液存放于通风良好,环境温度小于35℃,低温无下限,相对湿度不大于75%的地方;应定期进样口硅胶垫;当干燥管里的硅胶由蓝色变至粉色时,应更换新的干燥硅胶;每周要转动一下滴定池的磨口连接处,在不能轻松转动时,要小心取下,清洗干净磨口和插口,并重新涂上薄薄的一层真空脂。

测量电极弯曲时,可以用用镊子夹住铂金电极的根部,同时轻轻整理铂金电极顶端。当测量电极被污染时,用有机溶剂(丙酮)对测量电极进行擦试或用浓硫酸浸泡,仍不能去掉时,用酒精灯火焰烧铂丝球端。用三氯甲烷清洗玻璃件外表及铂网上的污垢,当还不能清洗干净时,将阴极室浸入到装有稀硫酸的烧杯中。用吹风机的热风烘干阴极,砂芯部分为水分难于烘干处,当有可能存在剩余水分时,把阴极室放入真空干燥器中干燥12小时。

二、色谱法

1.基本原理

对于组分含量比较固定的样品,当样品中水能够由特定色谱柱与其他组分分离开,且其他组分对检测器物干扰时,可用本方法。试样汽化后,被载气携带进入色谱柱,经过分离依次进入热导池检测器,采用外标法对样品中水分进行进行定量。本方法的优点是:需要样品量少,操作清洁、简便,分析样品速度较快,不需消耗大量电解液、溶剂油等化学试剂,维护保养简便。

2.如何提高准确性

须定期清理气化室,以免气化室内积存大量杂质,影响样品气化;定期更换进样垫,进样垫使用一段时间后,可能存在漏气现象,当发现测量重复性下降时,首先考虑更换进样垫;色谱仪需定期用标准样品对仪器进行标定。

三、露点法(湿度计法)

1.基本原理

露点仪按工作原理不同可分为:1.镜面式露点仪 2.电传感器式露点仪 3.电介法露点仪 4.晶体振荡式露点仪 5.红外露点仪 6.半导体传感器露点仪

其中,镜面结露法是一种精度较高的方法。原理为水份含量不同的气体会在不同温度下的镜面上结露。采用光电检测技术检测出露层,同时测量结露时的温度,即为露点。镜面式露点仪一般精度可达到±0.5℃以内。

2.仪器应用

(1)镜面污染对露点测量的影响

在露点测量中,一些易冷凝物质的蒸气(例如有机物),也会干扰露点的测量。此外,如果被测气体中携带可溶性盐类,则镜面提前结露,使测量结果产生正偏差;若污染物是不溶于水的微粒,会使光电露点仪发生零点漂移。消除污染的影响,可对被测气体进行过滤;定期清洗镜面;此外,可在每次测量前对镜面进行加热,并通气吹除污染物。

(2)露点仪测量条件的选择

对于特定样品,当其他测量条件一定时,加大被测气体的质量流速有利于气流和镜面之间的传质。但是流速不能太大,否则会造成过热问题。一般的流速范围在0.5L/min~0.8L/min之间。但在测量过程中,应注意避免“过冷”情况出现。降温速度不宜太快,否则会加大测量的误差。最佳降温速度一般通过实验来确定。大气中的水分含量都在几万ppm,要使测量数据准确可靠,在确保仪器的性能的前提下,还必须注意:气路系统一定要密封性好良好。取样管道尽量短。取样管道和测量腔内壁力求干净,选用不锈钢或聚四氟乙烯。

四、共沸分馏法

1.基本原理

在分馏过程中,有时会得到一个具有固定气液相组成与恒定沸点的混合物,称为共沸(或恒沸)混合物,其沸点称为共沸点(或恒沸点)。混合物的共沸点比其中任一纯组分的沸点都低,适用于分馏在自身沸点下性质不稳定的组分,以及在较低温度下蒸馏出特定组分。

2.在化验分析中应用

利用共沸混合物的形成将混合物中的某一组分带出。破坏共沸混合物的另一方法是加入第三组分,如向乙醇和水的共沸混合物中加入苯,使苯—乙醇—水形成三元共沸混合物蒸出,蒸出后分成上下两层。例如GB 260-77石油产品水分测定法。

共沸原理的另一应用为“共沸干燥”,就是将一种既能与水形成共沸混合物,而又尽可能(在冷却时)与水互不相溶的物质。

[1]程静宝.冷镜式露点仪基本原理露点测量中应该注意的若干问题.

[2]林振强,赵玮,任昌峰.卡尔-费休库仑法水测定仪原理及应用范围[J].企业计量测试与质量管理,中国科协2005年论文集.

[3]胡松,陈清林.共沸蒸馏在化工生产中的应用[J].化工进展,2010年29期12卷.

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