水中硅酸根检测方案(其它水分测定)

硅酸根分析仪检测方法的探讨 0引言 水中硅酸根的监测对工业领域环境中水质量的控制是非常重要的技术指标,特别是作为水力、火力发电厂对锅炉用水中的硅含量的监测作为化学监督的重要参数。在石化、制药、冶金和半导体工业水处理等方面也需要对水中硅酸根含量进行测量和监测。硅酸根分析仪是在硅酸根化学分析方法的基础上开发的一种检测仪器,目前国家还没有制订出硅酸根分析仪的检定规程。笔者根据硅酸根化学分析方法和硅酸根分析仪的使用说明书，研究设计了一套对硅酸根分析仪的检测方法,并进行了实践验证。 1硅酸根分析仪 硅酸根分析仪(结构如图1),它主要是采用硅钼蓝光度法的原理",在国内外一些标准的硅的分析方面,均采用该种分析方法[2-4]。具体来讲就是在酸性介质中,在一定的温度条件下,使样品中的硅与钼酸盐试剂反应生成黄色的硅钼杂多酸化合物,为提高灵敏度,用还原剂把形成的化合物还原成为蓝色的硅钼蓝杂多酸化合物,这种蓝色的化合 物对特征光的吸收与原始水样中的硅酸根离子的浓度成比例。硅酸根分析仪就是根据这个原理开发出来的专门测量硅酸根离子含量的专用仪器。 仪器采用光电比色电路设计,根据朗伯–比尔定律,当一束单色平行光通过有色的溶液时,一部分光能被溶液吸收,若液层厚度不变,光被吸收的程度与有色物质的浓度成正比。其吸光度的表达式为: 式中,l为入射光强度;Ⅰ为透射光强度;C为有色物质的浓度;L为有色溶液的厚度;K为常数(与溶液性质和入射光的波长等因素有关)。 2硅酸根分析仪的检测项目和技术指标2.1计量性能检测项目的确定 由于硅酸根分析仪是一种固定波长的单波长光电比色计,仪器系统厂家在产品出厂时已设定好,无须进行检测,只是用标准溶液对仪器整体的计量性能进行检测。 根据计量检定规程编写的有关规定、专业术语及国标中规定的分析方法,再根据不同规格型号的硅酸根分析仪使用说明书中的主要技术指标is-9j起草的《硅酸根分析仪检定规程》确定的检测项目见表1。 2.2 检测项目技术指标的确定 1)分析仪示值误差的检定(用引用误差表示):在SiO,含量为0 ~ 50ug/L的范围内,示值误差不大于其量程的2.0% ;在 SiO。含量在0 ~200ug/L以上的范围内,示值误差不大于其量程的2.5%。 2)分析仪重复性的检定(用多次测量的标准偏差表示):分析仪重复性测量的标准偏差应不大于1.5%。 3)分析仪零点漂移的检定:在15min 内应不超过1.0ug/L。 4)分析仪量程漂移的检定:在15min 内应不超过2.0ug/L。 5)测量的准确性:测量范围:0 ~2000 ug/L;测量的不确定度:主要来源由标准物质的不确定度和重复性测量的不确定度构成,经计算U=2.00ug/L(k =2)。 3检测时应考虑的问题3.1检测用标准物质的选择 检测用标准物质,在国家没有硅酸根标物时，有人提出用硫酸铜作为标准物质i°,硫酸铜溶液本身显蓝色,该溶液均一稳定,与溶液中硅酸根的量成比例关系,但硫酸铜不是标准物质,无法进行量值溯源。国家标物中心开发生产的GBW (E)080272水中硅标准溶液,它是经国家计量行政部门颁布批准的标准物质,可以进行溯源。 3.2还原剂的选择 目前推荐的使硅钼黄还原为硅钼蓝所用的还原剂有:1-氨基2-萘酚-4磺酸,抗坏血酸和氯化亚锡等,通过对比试验,各有利弊,我们选择了国标方法中的1-氨基2–萘酚-4磺酸。 3.3掩蔽剂的选择 在硅酸根的测定中,如果水样中存在磷酸根离子和铁离子等物质,这些离子也会与钼酸铵反应生成相应的杂多酸,影响硅酸根的测量。所以一般在样品溶液中加入掩蔽剂,以去除干扰离子产生的干扰。常用的掩蔽剂有:草酸、酒石酸等,一般用酒石酸作为掩蔽剂的应用的实例较多。 4影响测量准确性的因素 4.1酸度的影响 因硅酸根和钼酸铵反应生成硅钼黄及将硅钼黄还原成硅钼蓝的反应均是在酸性条件下进行的。且这两个反应都是可逆的。如果酸的加入量不够，会使反应不完全;如果加入量过大,会造成干扰物质磷钼酸等不易与酒石酸或草酸形成配位体,干扰物去除的不干净,造成测量结果偏大,所以要控制酸的加入量,把 pH值调到1.1 ~1.3较为理想。4.2显色时间的影响 化学反应速度有快有慢,所以要严格按国标12中化学试剂的配制方法和配置时间,使反应进行完全。 4.3反应温度的影响 反应温度即反应条件,化学反应都是在一定的反应条件下进行的,如反应温度过低会使反应不完全,造成测量值偏低,以上化学反应的反应温度控制在25±5℃的条件下较好,且反应结果的重现性也较好。如温度过低,应采用水浴加热等方法,保 证反应条件。 4.4配制溶液所用水质的影响 严格来讲,配置标准溶液使用的水质应采用无硅水,一般仪器的使用单位都采用纯净水或去离子水当作无硅水使用,但由于水的制备方法及所用制水设备的不同,所用的水中的含硅量各不相同。所以在把仪器检测完成后要对配制溶液的水质进行含硅量的测量,把配制标准溶液用水中的硅的含量刨去,才能保证测量的准确。 5检测方法 按照《硅酸根分析仪》宁夏回族自治区地方检定规程(已上报,待批准)的要求,在温度为27℃,湿度为50%的检测条件下,对HK -218型硅酸根分析仪(北京华科仪电力仪表研究所产,该仪器测量前的仪器校准过程是采用了光电转换原理,以电位值( mV)来确定校准数据)进行检测。 5.1检测用试剂 1)使用的标准物质:GBW( E)080272水中硅酸根标准溶液(100ug/ ml,按 SiO,含量计)。 2)使用的化学试剂:硫酸﹑钼酸铵,酒石酸、1-氨基2–萘酚4–磺酸、无水亚硫酸钠和亚硫酸氢钠(以上试剂均采用分析纯)。 3)检测的水样:宁夏宁鲁煤电有限公司(灵州电厂)锅炉用水。 4)溶液的配制(均按国标方法i2配制,配制方法略):5%(质量/体积)的钼酸铵–硫酸溶液;10%酒石酸溶液(质量/容积);还原剂(1-2-4酸)-无水亚硫酸钠–亚硫酸氢钠溶液;待测水样显色液的配制;倒加药溶液(0ug/mL)的配制(注:“倒加药”法就是把加酸性钼酸铵与加1-2 -4酸还原剂的顺序倒置。);顺加药标准溶液的配制。配制浓度:0ug/mL、10ug/mL ,50ug/mL , 80ug/mL(从标准溶液中抽取,采用稀释的方法进行配制)。 5.2检测程序及检测结果 5.2.1曲线校准 1)空白校准:用除盐水(纯净水或去离子水)进行校准,仪器显示4105mV ,确认,存储。 2)零点校准:用倒加药溶液进行,仪器显示4102mV ,确认,存储。 3)标Ⅰ的校准:用10ug/mL 的标准溶液,仪器显示4030mV ,确认,存储。 4)标2的校准:用80ug/ mL的标准溶液,仪器显示3684mV ,确认,存储。 5.2.1 示值误差的测量 用0ug/ mL、10ug/ mL ,50ug/mL,80ug/mL的标准溶液进行,检测结果见表2。 5.2.6 检测结论 根据以上检测数据,该仪器符合我院申报的《硅酸根分析仪》宁夏回族自治区地方检定规程中的各项计量性能指标的要求,且达到了该仪器计量性能的出厂检验要求(仪器使用说明书中的计量技术指标)。 6结束语 本文探讨了硅酸根分析仪的检测方法。该仪器的数量较多,随着我国经济的高速增长,该仪器的数量将会不断地增多,但是,目前国家尚未制定出硅酸根分析仪的计量检定规程和检定方法,在此,我们建议国家计量行政部门尽快组织起草《硅酸根分析仪》的国家计量检定规程,以满足社会对硅酸根分析仪进行计量检定的要求。 水中硅酸根的监测对工业领域环境中水质量的控制是非常重要的技术指标,特别是作为水力、火力发电厂对锅炉用水中的硅含量的监测作为化学监督的重要参数。在石化、制药、冶金和半导体工业水处理等方面也需要对水中硅酸根含量进行测量和监测。硅酸根分析仪是在硅酸根化学分析方法的基础上开发的一种检测仪器,目前国家还没有制订出硅酸根分析仪的检定规程。笔者根据硅酸根化学分析方法和硅酸根分析仪的使用说明书，研究设计了一套对硅酸根分析仪的检测方法,并进行了实践验证。