一、 概 述
采用卡爾-菲休庫(kù)侖滴定法,對(duì)不同物質(zhì)進(jìn)行微量水分測(cè)定,是一種最可靠的方法。SF-6型微量水分測(cè)定儀成功的應(yīng)用了這一方法,并采用微型計(jì)算機(jī)控制,其分析速度快精確度高、測(cè)定結(jié)果直接數(shù)字顯示,并且具有儀器故障自診、信息顯示等功能,以達(dá)到好的操作臺(tái)與使用,是高效率、全自動(dòng)的分析儀器.
二、工 作 原 理
卡爾菲休試剤同水的反應(yīng)為:
I2+SO2+3H5N+H2O——2C5H5N•HI+C5H5N•SO3------------------------------------(1)
C5H5N•SO3+CH3OH——C5H5N•HSO4CH3-------------------------------------------(2)
所用試劑溶液是由占優(yōu)勢(shì)的碘和充有二氧化硫的砒啶、甲醇等混合而成。通過
電解在陽(yáng)極上形成碘,依據(jù)法拉第定率,同電荷量成正比例關(guān)系。如下式:
2I+2e——I2---------------------(3)
由(1)式可以看出,參加反應(yīng)的碘的克分子數(shù)等于水的分子數(shù)。把試樣注入試劑中,
試樣中的水分即參加反應(yīng),通過儀器可反映出反應(yīng)過程中碘的消耗量,而碘的消耗量可根據(jù)電解出相同數(shù)量碘所用的電量,經(jīng)儀器計(jì)算,在顯示屏上直接顯示被測(cè)試樣中水的含量。該儀器采用電解電流自動(dòng)控制系統(tǒng),電解電流的大小可根據(jù)試樣中水分的含量進(jìn)行自動(dòng)控制,最大可達(dá)到400毫安。在電解過程中水分逐步減少,滴定速度隨之按比例減小,直到相應(yīng)的滴定終點(diǎn)控制回路開啟。這一系統(tǒng)保證了分析過程的高精度和高速度。另外,在測(cè)定過程中,難免還會(huì)引進(jìn)一些干擾因素,如從空氣中進(jìn)入的水分,使滴定池吸潮,而產(chǎn)生空白電流。但是,由于儀器具有寄存空白電流的功能,所以在顯示屏上所顯示的數(shù)字就是被測(cè)試樣中真正的水含量。
三、使用方法
1、主機(jī)與磁力攪拌器的連接
將磁力攪拌器的輸出插頭插入主機(jī)后面板上的磁力攪拌器接口插座,右旋擰緊螺母。
2、打印機(jī)卷筒的安裝
把卷筒芯軸裝到卷筒紙芯中,并把他放到芯座上,把紙從卷筒后面插入,連續(xù)按著[送紙]鍵,直到紙從壓紙軸出現(xiàn)為止,然后再蓋上打印機(jī)蓋。
3、電解池的清洗、干燥和裝配
使用前,把電解池所有的玻璃口打開,電解池、干燥管、密閉塞可用水清洗。清洗后放在大約80℃的烘箱內(nèi)烘干,然后自然冷卻。陰極室、測(cè)量電極不能用水清洗?捎眉状歼M(jìn)行清洗,清洗后用吹風(fēng)機(jī)吹干。清洗是應(yīng)注意,不要清洗到電極引線處,否則在測(cè)定試樣過程中會(huì)造成測(cè)量誤差
4、把硅膠裝入干燥管內(nèi),注意不要將硅膠粉沫裝入,然后將試樣注入的旋塞裝好。
完成上述過程后,把攪拌子通過試樣注入口小心放入。然后分別在測(cè)量電極、陰極室干燥管、進(jìn)樣旋塞、密封塞的磨口處,均勻的涂上一層真空潤(rùn)滑脂,除陰極室的干燥管和密封塞不裝,其他均裝到相應(yīng)的部位上,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)一下,使其較好的密封。
5、將約100—200毫升的試劑用漏斗通過密封口注入陽(yáng)極室,再用漏斗通過陰極室干燥管插口注入試劑,陰、陽(yáng)極室的液面高度要基本一致。完畢后要將干燥管,密封塞裝好,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)一下,使其較好的密封(試劑裝入工作應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行)。將滴定池放到磁力攪拌器上,用夾持器夾緊,把測(cè)量電極插頭、陰極電極插頭分別插入電解插座。
6、空白電流的清除
打開電源開關(guān)(此時(shí),如果顯示出“ERRBACK—UP”,則按[清除]鍵)。按[攪拌]鍵,使磁力攪拌器電極旋轉(zhuǎn)即攪拌子旋轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)速出廠前已調(diào)整好,用戶也可以根據(jù)自己的需要重新調(diào)整,調(diào)整前首先松開電位器上的緊固螺母,然后用螺絲刀慢慢旋轉(zhuǎn)(順時(shí)針為快),同時(shí)觀察攪拌子的轉(zhuǎn)速,其調(diào)整的攪拌速度應(yīng)不使試劑濺到2、把硅膠裝入干燥管內(nèi),注意不要將硅膠粉沫裝入,然后將試樣注入的旋塞裝好。
a、電解池壁上,并保證攪拌子旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。超過500的測(cè)量電壓通常顯示在顯示屏的左端(a)。當(dāng)顯示負(fù)值時(shí),這意味著陽(yáng)極液含有過量的碘,在這種情況下,可通過試樣注入適量純水,直到測(cè)量電壓為正值為止。
b、按[電解]鍵顯示屏上顯示出電解速度“微克/秒”、 電解符號(hào)“米”、工作狀態(tài)指示“WAIT”、 電解數(shù)據(jù)和單位“微克”, 電解開始,電解到達(dá)終點(diǎn),蜂鳴器響,顯示屏顯示終點(diǎn)“END”。
c、當(dāng)終點(diǎn)電解速度超過0.2微克/秒時(shí),說明水分仍被吸附在電解池的內(nèi)壁上。
在這種情況下,按[電解]鍵,按[攪拌]鍵停止滴定和攪拌。從磁力攪拌器上取下電解池,慢慢傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)搖晃,使池內(nèi)壁上的水分吸收到試劑中。然后把池子放回,重新接通攪拌和電解,繼續(xù)進(jìn)行電解,這一步驟可反復(fù)進(jìn)行幾次。
通過以上操作,如果電解速度仍然不降低,可能是來自大氣中的水分侵入所影響或者陶瓷濾板吸附水分所致。此時(shí)應(yīng)檢查電解池的磨口接合面密封情況,硅膠是否失效,以及陰極室的清洗和干燥效果是否良好。
7、空白電流的大小對(duì)測(cè)量精度的影響
在測(cè)定試樣中水分含量時(shí),為了得到高精度數(shù)據(jù),我們希望空白電流越小越好,但是,如果測(cè)定速度小于0.7微克/秒并且穩(wěn)定,此時(shí)按[啟動(dòng)/停止]鍵,越一分鐘后,蜂鳴器響,顯示終點(diǎn)“END”顯示屏數(shù)字仍然為零。此時(shí),也可以進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)對(duì)精度有特殊要求或者被測(cè)試樣中含有少量的水分時(shí),應(yīng)當(dāng)盡量使滴定速度趨于零,這樣對(duì)測(cè)定低含量的試劑有利。
8、儀器的標(biāo)定
當(dāng)儀器達(dá)到初始平衡點(diǎn)而且比較穩(wěn)定時(shí),可用純水進(jìn)行標(biāo)定。
a、用0.5微升/進(jìn)樣器抽取0.1微升的純水,為注樣做好準(zhǔn)備。
b、按[啟動(dòng)/停止]鍵。
c、按純水通過進(jìn)樣旋塞注入到陽(yáng)極室試劑中,注意應(yīng)使針尖插入到試劑中,并避免與 池內(nèi)壁或電極接觸,注入后[啟動(dòng)/停止]鍵會(huì)自動(dòng)開始。
4、蜂鳴器響,顯示終點(diǎn)“END”,其顯示結(jié)果應(yīng)為100±3微克水(不含進(jìn)樣誤差),一般標(biāo)定2—3次,顯示結(jié)果若在誤差范圍內(nèi)就可以進(jìn)行試樣的測(cè)定。
9、測(cè)定條件的建立
(1)按[打印]選定打印類型,按[確認(rèn)]。
(2)按[計(jì)算公式],選定所需計(jì)算公式,按[確認(rèn)]。
(3)按[電解條件],選定測(cè)定條件,按[確認(rèn)]。
(4)按[空白數(shù)據(jù)],空白數(shù)據(jù)選定,按[確認(rèn)],一般正常使用后不需更改。
(5)[試劑壽命和日期] ,選定試劑壽命和日期。
適當(dāng)根據(jù)被測(cè)試樣來建立表1 所列的參數(shù)。
如果在接通電源開關(guān)時(shí),錯(cuò)誤信息“ERR BACK—UP”顯示出來,則按[清除]鍵。把參數(shù)調(diào)至表1所列的初始值,電解會(huì)自動(dòng)進(jìn)行,而測(cè)定號(hào)碼、數(shù)據(jù)(微克水)、終點(diǎn)測(cè)定速度和測(cè)定時(shí)間就被打印出來。
此外,除試劑壽命之外的參數(shù)都可以通過下面鍵的操作調(diào)至初始值。
四、注意事項(xiàng)
1、試劑的注意事項(xiàng)
a、在正常的測(cè)定過程中,每100ml電解液可與不小于1g的水進(jìn)行反應(yīng),若測(cè)定時(shí)間過長(zhǎng),試劑的敏感性下降,應(yīng)更換試劑。
b、陰極室中的試劑,如果在測(cè)定過程中發(fā)現(xiàn)釋放出強(qiáng)烈的氣泡或電解液被污染成淡紅褐色,此時(shí)空白電流會(huì)增大,測(cè)量的再現(xiàn)性要降低,還會(huì)使到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間加長(zhǎng),這時(shí)應(yīng)盡快更換試劑。
c、電解時(shí)間超過半小時(shí),儀器尚不能穩(wěn)定,此時(shí)應(yīng)按[攪拌]鍵停止攪拌,觀察陶瓷濾板下部陽(yáng)極上是否有明顯的棕色碘產(chǎn)生,如果沒有或產(chǎn)碘很少,則應(yīng)更換試劑。
d、換試劑必須小心,不要吸入或用手接觸電解液,如與皮膚接觸,應(yīng)用水徹底沖洗干凈。由于這種試劑的氣味大,并含有一定的有毒成份,所以試驗(yàn)室內(nèi)要通風(fēng)良好。
2、測(cè)定的注意事項(xiàng)
a、把樣品注入電解池時(shí),液體進(jìn)樣器的針頭要插入到試劑中,試樣不應(yīng)與電解池的內(nèi)壁及電極接觸。
b、該儀器的典型測(cè)定范圍是10μg~10mg,為了得到準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果,要適當(dāng)?shù)母鶕?jù)樣品的含水量來控制樣品的進(jìn)樣量。
五、維護(hù)與保養(yǎng)
(一)、儀器的安裝場(chǎng)所
1、儀器不得安裝在有腐蝕性氣體的室內(nèi),其腐蝕性氣體可使儀器的電路部分腐蝕,縮短儀器的壽命。
2、儀器不得安裝在室溫低于5℃或高于40℃的地方。
3、儀器不得安裝在陽(yáng)光直接照射的地方。
4、儀器不得安裝在操作頻繁的電器設(shè)備附近。
5、儀器不得安裝在濕度大的地方。
6、儀器不得安裝在超出規(guī)定電源波動(dòng)的地方。
7、為了使儀器更可靠的工作,建議使用交流穩(wěn)壓器或UPS電源。
(二)、試劑的維護(hù)
1、把試劑存放于通風(fēng)良好、環(huán)境溫度5~25℃、相對(duì)濕度不大于75%的地方,如果試劑在直接的陽(yáng)光曝曬或置于高溫下,則二氧化硫和碘就會(huì)從砒啶中釋放出來而失效。
2、對(duì)電解液的毒性,氣味和易燃性必須十分小心,應(yīng)在通風(fēng)良好的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上裝入或更換試劑。
(三)、硅橡膠墊的更換
試樣注入口的硅橡膠墊,過久的使用穿過硅膠墊的針孔會(huì)變的無收縮性,使大氣中的水分浸入滴定池而產(chǎn)生測(cè)量誤差,這時(shí)應(yīng)及時(shí)的更換。
(四)、硅膠更換
1、當(dāng)干燥管中的硅膠由藍(lán)色變?yōu)闇\藍(lán)色時(shí),應(yīng)更換新的硅膠。
2、更換時(shí)應(yīng)注意不要將硅膠粉末裝入干燥管,否則會(huì)出現(xiàn)下列故障。
(1)試劑從陰極室全部排出,陰極室無試劑而使電解電流終止。
(2)陽(yáng)極室試劑浸入陰極室,使碘離子聚集并沉積在陶瓷濾板上,而降低電解效率。
(五)、電解池磨口的保養(yǎng)
大約一星期內(nèi)要轉(zhuǎn)動(dòng)一下電解池的磨口連接處,在不能輕松轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),應(yīng)重新涂上薄薄的一層真空脂(注意,真空脂不宜涂的過多,否則使其進(jìn)入電解池而造成測(cè)量誤差),如果不這樣檢查,真空脂就會(huì)變硬,磨口連接的零件就可能拆不下來,因此要經(jīng)常保養(yǎng)好。
(六)、電解池磨口粘結(jié)處理
如果電解池磨口連接處牢固的粘結(jié)在一起,不易拆卸時(shí),請(qǐng)按下程序拆卸:
1、排去電解池中的電解液,并沖洗干凈。
2、在磨口結(jié)合處周圍注入少量的丙酮,然后輕輕的轉(zhuǎn)動(dòng)磨口處零件,即可拆卸。
3、如仍不能拆卸,請(qǐng)將電解池放入2升的燒杯中,慢慢加入濃度為5%的氯化鉀溶液浸泡,其液面位置見(圖12),必須十分注意,不要讓測(cè)量電極、陰極室電極的引線套端頭進(jìn)入液體,浸泡約十幾小時(shí)或24小時(shí)后,即可拆卸(此方法可重復(fù)進(jìn)行)。
(七)、測(cè)量電極的保養(yǎng)
1、當(dāng)磁力攪拌器快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),應(yīng)注意攪拌子可能會(huì)跳動(dòng)而損壞電極。
2、當(dāng)測(cè)量電極放入或取出時(shí),應(yīng)按[攪拌]鍵使其停止攪拌,并注意不要使其碰到電解池的孔壁上。
3、測(cè)量電極彎曲而沒有短路時(shí)可以用,也可以進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)時(shí)要用鑷子夾住鉑金電極的根部,慢慢修整電極的頂端。
4、當(dāng)測(cè)量電極被污染時(shí),可用丙酮對(duì)其進(jìn)行擦拭,如果鉑金絲的污垢仍不能去掉時(shí),可用酒精燈燒鉑金絲球端(請(qǐng)注意,將火焰慢慢靠近鉑金絲球端,避免因急速加熱,而引起電極玻璃部分炸裂)。
5、當(dāng)測(cè)量電極發(fā)生滲漏現(xiàn)象即電極內(nèi)有明顯的試劑存在,可用萬(wàn)用表檢查測(cè)量電極,如測(cè)得電阻大于100KΩ,說明電極仍可以使用,否則應(yīng)更換新的測(cè)量電極。
(八)、陰極室的保養(yǎng)
1、當(dāng)要拆卸陰極室時(shí),因?yàn)殂K金絲和鉑金網(wǎng)是從陰極室的磨口連接部分的橫截面上伸出,所以應(yīng)注意不要碰到滴定池的頂端和孔壁。
2、陰極室的清洗
陰極室受污染可能出現(xiàn)下列情況:
(1)降低電解效率,延長(zhǎng)測(cè)定時(shí)間。
(2)由于污染部分粘附吸收水分而使空白電流增加。
(3)電解速度不穩(wěn)定,且不能達(dá)到終點(diǎn)。
如出現(xiàn)上述情況可用丙酮清洗玻璃外件及鉑網(wǎng)上的污垢(注意不要碰壞鉑絲及鉑網(wǎng)),把丙酮裝入陰極室,用橡皮塞或類似的東西密封好干燥管的插口,充分搖晃以除去內(nèi)部的污垢(可以重復(fù)進(jìn)行)。然后把丙酮整個(gè)倒在玻璃件外表面上沖洗,但不要沖洗電極引線處。當(dāng)還不能沖洗干凈時(shí),請(qǐng)將陰極室浸入到裝有稀硫酸的燒杯中(注意不要碰壞鉑絲和鉑網(wǎng))。
3、陰極室的干燥
用吹風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)烘干陰極,當(dāng)有可能存在剩余水分時(shí),把陰極室放入真空管中,干燥12小時(shí)左右即可。
(九)、電極插頭、插座保養(yǎng)
測(cè)量電極、陰極室電極的插頭、插座因經(jīng)常活動(dòng),會(huì)使插頭的外側(cè)逐漸松動(dòng),當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的使用,在插頭和插座及插座的插孔中會(huì)粘附上污垢,使其接觸不良,因此要進(jìn)行清洗修整。
1、插頭松動(dòng)
當(dāng)插頭和插座連接松動(dòng)時(shí),可將插頭的外金屬片用鉗子均勻的向內(nèi)側(cè)壓。
2、清洗插頭、插座
用乙醇或丙酮分別擦拭金屬部位的污垢,擦除污垢使其接觸良好。