GB/T 12157-2022 工业循环冷却水和锅炉用水中溶解氧的测定——内电解法
2023.02.27 点击930次
原理 在pH值为9的介质中，靛蓝二磺酸钠被多孔银粒与锌粒组成的原电池电解，形成还原型黄色物质，当与水中溶解氧相遇又被氧化成氧化型蓝色物质，色泽深浅与水中溶解氧含量有关，可以用比色法测定水中溶解氧含量。锅炉给水和凝结水中常见的离子均不干扰溶解氧的测定。 试剂或材料 1､水：GB/T6682—2008，二级。 2､盐酸溶液：1+1。 3､硫酸溶液：1+3。 4､氨水溶液：1+90。 5､苦味酸溶液：称取在干燥器中已干燥至恒量的苦味酸[C6H2OH•(NO3)3]0.74g，溶于水中，精确至2mg，稀释至1L。此溶液黄色色度相当于20μg/mL还原型靛蓝二磺酸钠溶液的色度。 6、氨-硫酸铵缓冲溶液：称取硫酸铵[(NH4)2SO4]20g，加约200mL水，溶解后移入1L容量瓶，加60mL氨水，用水稀释至刻度，摇匀备用。移取氨-硫酸铵缓冲溶液､酸性靛蓝二磺酸钠贮备溶液各20mL，于50mL烧杯内混合均匀，用pH计测定其pH值，用硫酸溶液或氨水溶液调节其pH值刚好为9.0，并记录加入的硫酸溶液或氨水溶液的体积。根据记录的加酸或氨水的体积，换算成980mL所需要的体积，在剩余980mL缓冲溶液中加入所需硫酸溶液或氨水溶液，保证以后配制的氨性靛蓝二磺酸钠溶液的pH值等于9.0。 7、酸性靛蓝二磺酸钠标准贮备溶液(1mL相当于40μgO2)：按下列方法配制标定后，用水将酸性靛蓝二磺酸钠溶液稀释成40μg/mL溶液，此即为酸性靛蓝二磺酸钠贮备溶液，使用期约一个月，有沉淀时应弃去。 ——配制：称取0.8g~0.9g靛蓝二磺酸钠(C16H8O8S2Na2N2，分子量 M为466.36)于50mL烧杯中，加1mL水使其润湿后，加入7mL硫酸，在80℃左右的水浴上加热30min，并不时搅拌，使之充分混匀。然后加入少量水，待全部靛蓝二磺酸钠溶解后移入500mL容量瓶中，稀释至刻度，混匀后标定。如有不溶物需过滤后再标定。 ——标定：移取酸性靛蓝二磺酸钠溶液10mL，于100mL锥形瓶中，加10mL水，10mL硫酸溶液，用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至恰为黄色为止。 ——计算：酸性靛蓝二磺酸钠溶液质量浓度以ρ3计，数值以毫克每毫升(mg/mL)表示，按式(3)计算：
式中： V1 ——标定时消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(mL); c ——高锰酸钾标准滴定溶液的浓度的数值，单位为摩尔每升(mol/L); M——氧的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)(M =16.00); V ——移取酸性靛蓝二磺酸钠溶液的体积的数值，单位为毫升(mL); 1/2 ——靛蓝二磺酸钠与高锰酸钾反应换算成与溶解氧反应的系数。 8、氨性靛蓝二磺酸钠溶液：根据需用量，取氨硫酸铵缓冲溶液和酸性靛蓝二磺酸钠贮备溶液等体积混合即可。由于氨性靛蓝二磺酸钠溶液不稳定，该溶液使用时配制。 9、还原型靛蓝二磺酸钠溶液：将银锌还原滴定管上部的水排掉，注入少量氨性靛蓝二磺酸钠溶液洗涤银-锌滴定管，排掉洗涤液，然后将氨性靛蓝二磺酸钠溶液注满滴定管，待溶液由蓝色变为亮黄色，排去滴定管尖部的蓝色溶液，便可使用。如急于使用，可将银-锌滴定管夹于双掌之中，轻轻地搓动，或者，将银-锌滴定管拿在手中上下摇动，也可加快靛蓝二磺酸钠的还原速度。此溶液应使用时配制。原来存放在滴定管内溶液弃去后，加入新溶液制备，使用期4h。 10、酸性靛蓝二磺酸钠标准溶液：移取50mL酸性靛蓝二磺酸钠贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液的每毫升相当于20μgO2。 11、高锰酸钾标准滴定溶液：c(1/5 KMnO4)=0.01mol/L。按 GB/T601配制后，稀释10倍。 仪器设备 1、银-锌原电池(电解电池) (1)烧结银粒(多孔银粒)的制备 称取银粉或沉淀银50g，平铺于100mL瓷蒸发皿中，将表面摊平，银粉厚度为5mm左右。将瓷蒸发皿放入620℃高温炉中，烧结约30min，取出冷却后用工具将银块取出，剪成宽10mm，长20mm的银条。将银条放回原蒸发皿内，再在800℃的高温炉中灼烧30min，取出冷却后剪成粒径为3mm~5mm的多孔银粒。 (2)银-锌还原滴定管(银-锌还原电池)的制备 取一支50mL酸式滴定管，底部垫上约10mm厚的玻璃纤维，用水灌满滴定管并将管尖的气泡排除。取粒径为5mm~10mm锌粒数粒(通常需要7粒)，按每4mL多孔银粒加一粒锌粒的比例，装填多孔银粒和锌粒，一直装到银-锌还原剂的体积约至30mL为止，最上面再覆盖4mL多孔银粒。在装填过程中应不时地振动，使银粒和锌粒充分接触，不留气泡。 银-锌还原剂的使用期限一般不超过三个月。长时间使用后，银粒颜色发暗，可倒出银锌混合物，剔除锌粒，用盐酸溶液加热将杂质溶解，然后洗去盐酸，将多孔银粒放在瓷蒸发皿内，先在电炉上烘干，再放入800℃高温炉内灼烧30min，即能恢复银白色的金属光泽。 2、专用溶解氧测定瓶(溶氧瓶) 实际体积为300mL左右，应为无色透明，每个瓶的容积都相同且瓶塞为通用磨口塞。 3、水封桶 容积为15L~25L，桶应至少比溶氧瓶高150mm。 试验步骤 1、标准色的配制 由于标准溶解氧不易获得，本方法配制溶解氧标准色是按照“假色原理”配制的。即依照假定还原型靛蓝二磺酸钠(黄色)与溶解氧完全反应生成氧化型靛蓝二磺酸钠(蓝色)的数量加入酸性靛蓝二磺酸钠，未反应的还原型靛蓝二磺酸钠(黄色)用相应苦味酸代替来配制溶解氧标准色。 各标准色所需酸性靛蓝二磺酸钠标准溶液的体积(VD)和苦味酸溶液的体积(VK)分别按式(4)､式(5)计算：
式中： ρ ——标准色所相当的溶解氧的质量浓度的数值，单位为微克每升(μg/L); V1 ——标准色溶液体积的数值，单位为毫升(mL); ρmax ——最大标准色相当的溶解氧的质量浓度的数值，单位为微克每升(μg/L)(ρmax=100); 1.3 ——为保证有过量(为理论量的130%)的还原型靛蓝二磺酸钠与溶解氧反应所乘的系数。 表1是按式(4)､式(5)计算，配制500mL标准色溶液所需酸性靛蓝二磺酸钠标准溶液和苦味酸溶液的需要量(mL)。 将配制好的溶解氧标准色溶液注入专用溶解氧瓶中，注满后用蜡密封，多余的溶液弃去。此标准色有效期为一周。 表1 溶解氧标准色的配制
2、水样的测定 (1)水样的采集 由于溶解氧的测定易受空气中氧的影响，所以应现场取样､现场测定。水样按下述方法采集： 将水封桶和专用溶解氧测定瓶预先清洗干净，然后将取样管(应使用厚壁胶管)插入溶氧瓶底部，水样充满溶氧瓶后将溶氧瓶放入水封桶，使水面超过溶氧瓶，并溢流不少于3min，水样流速保持500mL/min~600mL/min，其温度不超过35℃，最好比周围环境温度低2℃~3℃。 (2)还原型靛蓝二磺酸钠溶液加入量的计算 测定水样时所需还原型靛蓝二磺酸钠溶液的体积以犞计，数值以毫升(mL)表示，按式(6)计算：
式中： V'———现场取样的体积，即为溶氧瓶的容积，单位为毫升(mL)。 其余各符号含义与式(4)､式(5)相同。 (3)操作方法 水样采集好后，将银-锌还原滴定管慢慢插入溶氧瓶内，轻轻地抽出取样管，立即按式(6)计算量加入还原型靛蓝二磺酸钠溶液，轻轻地抽出滴定管，在水下面立即塞紧瓶塞并混匀，放置2min。从水封桶内取出溶氧瓶，立即在自然光或日光灯下，以白色背景与标准色进行比较，水样颜色与标准色相一致(或接近)的标准色相当溶解氧的质量浓度即为水样溶解氧的质量浓度。 | 产品分类
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