GBT5832.1-86气体中微量水分的测定电解法.pdf 5页

'中华人民共和国国家标准UDC881二1/-99:546.212气体中微f水分的测定:石4吕。2肠2GB5832.1一二电解法DeterminationoftracewaterlathegasesElec扮olyticmethod.适用范围本标准适用于氮、氦、氖A.氦、鼠及其他不与五氧化二磷发生除吸湿以外的各种反应的气体中微量水分的测定。水分的最小检测量为1ppmo2方法原理用涂敷了磷酸的两电极(例如铂或锗)形成一个电解池，在两电极间施加一直流电压，气体中的水分被池内作为吸湿剂的五氧化二磷膜层连续吸收，生成磷酸，并被电解为氢和氧，同时五氧化二磷得以再生，这时电解电流就是水分含量的量度。电解电流和水分含量的关系，计算如下:965000对应1克当量水，96.5C对应1毫克当最水，96.5Cx2=193C对应1mmol水;IC对应-箫二。.0933m:水的电解。在20℃和760mmHg下，1C对应渭一二。.124m，水蒸气的电解。==loox101如果气体以loom1/min的流量通过电解池，即一一丽一一m‘/s,1uA电流应该对应气体中如下水含量:0.124100x10-+一二0.0744m1/m"，即ppm(V/V)100600.0933loox10"`+一=0.0560Mg/m"10660方法灵敏度的计算:11ml/m"即1ppm(V/V)对应一二二13.4pA电流，0.074411mg/m’对应..................‘.叫，.，....二二17.9gA电流。0.0560忿仪.满足下列要求的任何电解式水分分析仪都可以使用。8.1气体进出仪器的流量可调。8.2按不同的含水量可选择适合的量程。8.s电解池可以是内壁式，也可以是外壁式。仪器时间常数为:当样品气含水量大于5PPm时，仪国家标准局lose一01一YT发布1996一1一01实施 GB5832.1一86器指示值卜升(或下降)，达到已知含水量的63(或37%)，所需时间不多于5min,3.4个吸收式电解池的吸收电解效率应大3"98%o3.5用标准样衡41仪器是否符合要求，按GB4471-84《化J_产品试脸方法精密度室间试验重复性和再现性的确定》第4.3条进行。F面以USI-1型(或1A型)微从水分测鼠仪为例进行叙述，仪器的流程示于下图。控制阎图11四通阀为与仪器配套使用的独立部件。气体进入仪器后，可分两种情况进人电解池。当控制阀置十“J几燥”时，气体按路线1一3一5一6一8一9经过干燥器后流经电解他，对电解池进行I.燥处理，此时4,7封闭。当控制阀置于“测量”时，气札按路线1一4一7一6一8一9流经电解池，以指示气体的含水量，此时3,5封闭。当控制阀置于“关”时，3,4,5、6,了、8、9各点都封闭。4分析前的准备4.1试漏测试系统所有接头处应尤泄漏，否则会由于空气中水分的渗人而使测量结果偏高。简单的试漏方法如卜:将盛有水的U型压力计接在仪器的气体出口处，调节气路压力，使U型管内压差为1000mmH,O,关闭气源，经5min水柱卜降不超过5mm,说明系统气密性良好。必要时，应升高压力试漏。4.2取样没备4.2.1取样阀:用死体积小的调节阀，如针形阀;4.2.2取样管:原则L采用尽可能短的小口径管子。一般使用长度不超过2m，内径不大于4mm的不锈钢箭或壁厚不小于Imm的聚四氟乙烯管，使用前洗净，再吹干或烘干。不允许用橡皮管。4.3取样阀的吹洗微}}几取样阀，开启钢瓶顶阀后立刻关闭，开大取样阀待放出的气流变小时又关小取样阀，再开启钢瓶顶阀后立刻关闭，如此反复三次，再进行测定。4.4流肚计的标定仪器i兑明}，所附的浮于高度一流虽曲线，是在一宁条件一F.}:r5"dh7h.山干&}F,FE1袖rkt}#甘会温和气川有羊异，所以用厂,)",/用皂膜濡rfrif4:,;rrrFf4kt尸、deveil;R"讼..,万八n0r"van二二一毛‘tJ二甚二二六m泊、o"鑫itrlit"lK!o;k不""U饮百丁用7i2才i#.+A-i平14: GB5832.1一86二5分f筛的活化可采用5A型分子筛竹电解池的{几燥剂。{几燥剂的使用周期与气体含水4及吹洗流量有关，对处于正常状态下的电解池，长时IM卜燥不到5PPM以下，表明十燥剂已失效，需要进行活化处理。将分了筛盛人一瓷皿中，在高温炉内于500℃下恒温4h，也可以在通「气或抽真空条件F于360"C活化4h.当炉温下降至300℃时，趁热迅速装填。4.6电解池的i几燥长期停用或重新涂敷电解池的仪器，由于电解池非常潮湿，分析前需要进行干燥。于燥气源最好是采用一辅助气源，可以用瓶装1_业氮气，这时要外接「燥器，也可以用含水量低的气体进行朴燥，直至本底值小于5PPM，具体操作见5.50肠操作步骤对瓶装气进行测定时，操作步骤如下:5.1将辅助气源的取样"aF和被测气体的取样管分别与四通阀的两个接口连接，四通阀的一个口与仪器人「〕连接(如图所示)。5.2检杳仪器阀件和旋钮的位置:控制阀置十“关”;旁通流量阀和测量流IU阀关闭;量程开关置于1000ppm档，电压开关置于22.5V档。5.3缓慢打开旁通流a阀，调节取样阀使辅助气经Vy通阀以1L/min的流量吹洗管道lomin.5.4接通电源，此时表头指示700PPM左右。5.5控制阀置于“二FM”档，缓慢打开测试流fd阀，以20一50m1/min的流量F燥电解池。为节约用气，旁通流量可减小或关闭。当表头示值下降至200ppm以下后，将电压开关置于45V档，至表头示值F降至5pp-以下，越低越好。到此，电解池干燥完毕，一般需要24一72h.5.6测定仪器本底值:利用四通阀将气源切换至被测气体，调节流量阀，使测试流量为1oom1/min，旁通流量为1L/min。当仪器示值保持恒定至少lourin之后记录的读数作为仪器的本底值，该值应小于5PPMo5.7测量:将控制阀置于“测量”档，准确调节测试流量为loom]/min，旁通流量约为1L/min,每隔10min记录一次读数，当仪器示值保持恒定至少10min之后记录的读数值减去本底值为样品气中水分含量。5.8需要更换被测气体时，切换四通阀，让辅助气吹洗电解池。5.9短时间内不使用仪器，可在22.5V电压下用低流量的辅助气体吹洗电解池。5.10停机:仪器长期停用，应切断气源、电源，控制阀置于“关”，关闭测试流量阀和旁通流量阀，仪器进气口和排气口封闭。注:当仪器用十低含水m管道气的连续侧定时，不必使用四通阀，仪器用于高含水最管道气的连续侧定，操作同第5章。6注意事项因为含水量随压力降低而升高，所以分析产品时，应在接近生产厂标明的压力下取样。:一;连续测定含水量较高的气体，为延长电解池一次涂敷后的使用时间，当不需要读数时，切换四通阀，让辅助气体吹洗电解池，需要读数前约2003in切换至被侧气体，待示值稳定读数后，又立刻切换至辅助气体。6.a样品气进人仪器前应平衡至室温，电解池内气体应接近大气压力。6.4本底值降得越低越好，否则会增加分析结果的误差。6.5应避免在极一「燥的气氛中长期吹洗电解池而使电解效率下降。 GB5882.1一887电解池性能检查出现下述情况时必须清洗和重新涂敷电解池。7.1电极间短路通常是由于池内进人了微粒，表现是仪器示值突然升至最大。7.2池灵敏度逐渐降低将被测气体流量从l00m1/min降为50m1/min,所得到的水含量应该是初始数值的一半(分别扣出相应流速下的本底后)，最大相对偏差为10%。假如读到的数值比一半明显偏离，说明被测气体带人了杂质，与五氧化二磷发生反应或吸附在其表面，使池效率降低，这时得到的分析结果偏低。8电解池的清洗与涂敷8.1试剂8.1.1盐酸(GB622-77)，分析纯，二1.2硝酸(GB626-78)，分析纯;8.1.3王水:将3体积盐酸与1体积硝酸加以混合即得。王水应在使用前制备，8.1.4蒸馏水，二1.5磷酸(GB1282-77)，分析纯。二之清洗先用蒸馏水淋洗电解池，将水排干后再往其中注人王水，并尽快将池体浸人盛有开水的烧杯中不超过1min,然后立即用蒸馏水淋洗2h，用清洁干燥的小气流吹干。测量其绝缘电阻，应不低于1010.对污染不严重的电解池，可用盐酸清洗，8.3涂敷将磷酸配成10%的水溶液，从电解池一端注人，注人量以稍超过池一端的铂丝部分为宜，按某一方向以较慢的速度旋转池讯让酸液沿池壁流动至距另一端铂丝末端约10-20mm处，然后反方向以尽可能慢的速度旋转，把多余的酸液从注人端用滤纸条吸掉。若旋转过程中因有“气栓”而酸液停止不动时，可用洗耳球轻轻推动一下.为了洗去无铂丝部分内壁上沾有的酸液，用一小烧杯盛满蒸馏水，倒立电解池，使欲清洗端缓慢插人蒸馏水中，让水面沿玻璃管内壁渐渐上升。当接近铂丝时迅速提起池体，用滤纸吸净玻璃管内的水，如此反复三次，最后用滤纸条吸净内壁沾附的水珠。如另一端无铂丝部分玻璃管内壁也沾有磷酸，则按同法处理。涂敷后的电解池内不应有磷酸液柱残存。8.‘脱水为缩短千燥时间，避免酸液吹进管道，用抽真空的方法脱除池内的大量水分，为此将电解池的加液端通过一干燥器与真空泵相接，另一端封闭。抽空2h后，仔细检查电解池两端的空玻璃管内壁是否沾有酸液，如有，应按8.3条清洗干净。电解池接人系统时，加液端接排气管。.结果的表示二1分析结果从仪器表头直接读得水分含量的PPM值，两次重复测定结果的算术平均值为最终分析结果，两次测定之差应小于9.2中对重复性的规定。习.2精密度根据试验确定了水分含量在260PPm以下时方法的精密度:重复性r二0.069+0.012m再现性R=1.08+0.020m式中:功—测定结果的平均值。 GBSBS2.1一86重复性和再现性的应用按GB4471-84第4章中有关规定执行。10报告报告应包括下列内容:a.分析日期、室温、大气压;七.取样地点、编号、容器内压力;c，样品名称。d.分析结果:水分在样品气中的浓度;e.测定时观察到的任何异常现象.『.该标准中未包括的即自己选择的其他操作，9.分析员姓名。附加说明:本标准由中华人民共和国化学工业部提出，由化工部西南化工研究院归口。本标准由化工部西南化工研究院负责起草。本标准主要起草人曹俐。'