六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定.doc

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1、六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定1 测量目的测定六氟化硫新气中可水解氟化物的含量2 试验性质交接试验3 仪器及设备3.1 分光光度计 配有 2cm 或 4cm 玻璃比色皿。3.2 玻璃吸收瓶 1000mL，能够承受真空 13.3Pa。3.3 球胆 大于 1000mL。3.4 U 型水银压差计。3.5 真空泵。3.6 皮下注射器 10mL 并配有一个 6*注射针头。3.7 酸度计。3.8 玻璃电极。3.9 甘汞电极。3.10 氟离子选择电极。3.11 电磁搅拌器。3.12 盒式空气压计。4试剂4.1 茜素氟蓝（3-氨甲基茜素-N、N-双乙酸） 。4.2 氢氧化

2、铵溶液 密度 0.880kg/m3。4.3 乙酸铵溶液 20（重量体积比） 。4.4 无水乙醇 分析纯。4.5 冰乙酸 分析纯。4.6 丙酮 分析纯。4.7 氧化镧 含量 99.99。4.8 盐酸 0.1mol/L。4.9 盐酸 2 mol/L。4.10 氟化钠 分析纯。4.11 氢氧化钠溶液 0.1mol/L。4.12 氢氧化钠溶液 5 mol/L。4.13 氯化钠 分析纯。4.14 柠檬酸三钠（含两个结晶水） 分析纯5试验步骤5.1 准备5.1.1 茜素镧络合试剂的配置5.1.1.1 在 50mL 烧杯中，称量 0.048g（精确到0.001g）茜素氟蓝，并加入 0.1mL 氢氧化铵溶液（

3、4.2 条） ，1mL 乙酸铵溶液（4.3 条）及 10mL 去离子水，使其溶解。5.1.1.2 在 250mL 容量瓶中，加入 8.2g 无水乙酸钠（4.4 条）和冰乙酸溶液6.0mL 冰乙酸（4.5 条）和 25mL 去离子水使其溶解。然后将上述茜素氟蓝溶液定量地移入容量瓶中，并边摇荡边缓慢地加入 100mL 丙酮。注：如果茜素氟蓝溶液中有沉淀，需用滤纸将它过虑到250mL 容量瓶中，再用少量去离子水冲洗滤纸，滤液一并加到容量瓶中。冲洗烧杯及滤纸地水量都应尽量少，否则最后溶液体积会超过 250mL。加丙酮摇匀地过程中有气体产生，因此要防止溶液溢出，最后要把容量瓶塞子打开一下，以防崩开5.1

4、.1.3 在 50mL 烧杯中称量 0.041g（精确到0.001g）氧化镧（4.7条） ，并加入 2.5mL 盐酸（4.9 条） ，温和地加热以助溶解。再将该溶液定量地移入上述容量瓶中，将溶液充分混合均匀、静置，待气泡完全消失后，用去离子水稀释至刻度。该试剂在 1520 oC 下可保存一周，在冰箱冷藏室中可保存一个月。5.1.2 氟化钠储备液（1mg/mL）的配制称 2.210g（精确到0.001g）干燥的氟化钠（4.10 条）溶于50mL 去离子水及 1mL 氢氧化钠溶液（4.11 条）中，然后再定量地转入至 1000mL 的容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。此溶液储存于聚乙烯瓶中。5.1.

5、3 氟化钠工作液 A（1g/mL）的配制当天使用时，取氟化钠储备液按体积稀释 1000 倍。5.1.4 氟化钠工作液 B（0.1mol/L）的配制称 4.198g（精确到0.001g）干燥的氟化钠（4.10 条） ，溶于50mL 去离子水及 1mL 氢氧化钠溶液（4.11 条）中，然后再定量地转入至 1000mL 的容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。5.1.5 总离子调节液（缓冲溶液）的配制将 57mL 冰乙酸（4.5 条）溶于 500mL 去离子水中，然后加入58g 氯化钠（4.13 条）和 0.3g 柠檬酸三钠（4.14 条） ，用氢氧化钠（4.12 条）溶液将其 pH 调至 5.05.5，

6、然后转移到 1000mL 容量瓶中并用去离子水稀释至刻度。5.2 吸收方法5.2.1 用手将球胆中的空气挤压干净，充满六氟化硫气体，再用手将六氟化硫气体挤压干净，然后再充满六氟化硫气体。如此重复三次，使球胆内完全无空气，全部充满六氟化硫气体，旋紧螺旋夹 8。5.2.2 将预先准确测量过体积（V）的玻璃吸收瓶充满六氟化硫气体的球胆，按图 1 所示安装好取样系统。将真空三通活塞 2 和 3 分别旋到 a 和 d 的位置，开始抽真空。当 U 形水银压差计液面稳定后（真空度达 13.3Pa 时）再继续抽 2min，然后将真空活塞 2 旋到 b 的位置，将吸收瓶 1 与真空系统连接处断开，停止抽真空。5

7、.2.3 缓慢旋松螺旋夹 8，球胆中的六氟化硫气体缓慢地充满玻璃吸收瓶。将活塞 2 旋至 c 瞬间后再迅速旋至 b，使吸收瓶中的压力与大气压平衡。5.2.4 用皮下注射器将 10mL 氢氧化钠溶液从胶管处缓慢注入玻璃吸收瓶中（此时要用手轻轻挤压充有六氟化硫气体的球胆，以使碱液全部注入） 。随后将活塞 2 旋到 e 的位置，旋紧螺旋夹 8，取下球胆，紧握玻璃吸收瓶，在 1h 内每隔 5min 用力振荡 1min（一定要用力摇荡，使六氟化硫气体尽量与稀碱充分接触） 。5.2.5 取下玻璃吸收瓶上的塞子，将瓶中的吸收液及冲洗液一起并入一个 100mL 小烧杯中，在酸度计上用盐酸溶液（4.8 条）和氢

8、氧化钠（4.11 条）调节 pH 值为 5.05.5，然后定量转入 100mL（Va）容量瓶中待用。6氟离子测定方法及结果计算6.1 比色法图 1 振荡吸收法取样系统示意图1玻璃吸收瓶；2、3真空三通活塞；4U 形水银压差计；5球胆；6皮下注射器；7上支管；8螺旋夹6.1.1 在 5.2.5 条的 100mL（Va）容量瓶中加入 10mL 茜素镧络合试剂。用去离子水稀释至刻度混均后避光静置 30min。6.1.2 用 2cm 或 4cm 的比色皿，在波长 600nm 处，以加入了所有试剂的“空白”试样为参比测量其吸光度。从工作曲线上读取氟含量。6.1.3 绘制工作曲线向五个 100mL 的容量

9、瓶中，分别加入0，5.0，10.0，15.0，20.0mL 的氟化钠工作液 A 及少量去离子水，混匀后与样品同时加入 10.0mL 茜素镧络合试剂，以下操作同5.1.1 条及 5.1.2 条。用所测得的吸光度绘制氟离子含量吸光度 A的工作曲线。 （图 2）图 2 比色法工作曲线图例6.1.4 结果计算可水解氟化物含量以氢氟酸（HF）ppm（重量）表示的计算公式为：HFtpVn273293 10132516. 61920式中： n 吸收瓶溶液中氟离子含量，g；V 吸收瓶体积， L；P 大气压力， Pa；T 环境温度，oC；19 氟离子的摩尔质量，g/mol；20 氢氟酸摩尔质量， g/mol；6

10、.16 六氟化硫气体密度， g/L。6.1.5 精确度a. 两次平行试验结果的相对偏差不能大于 40。b. 取两次平行试验结果的算术平均值为测定值。6.2 氟离子选择电极法6.2.1 使用氟离子选择电极前，先将其在 10-3mol/L 的氟化钠溶液中浸泡 12h，再用去离子水清洗，使其在去离子水中的mV 值为300400。6.2.2 将氟离子选择电极、甘汞电极及酸度计或高阻抗的 mV 计连接好，并用标准氟化钠溶液校验氟电极的响应是否符合能斯特公式，若不符合应查明原因。6.2.3 在 5.2.5 款的 100mL（Va）容量瓶中加入 20mL 总离子调节液，用去离子水稀释至刻度。6.2.4 把溶

11、液转移到 100mL 烧杯中，将甘汞电极及事先活化好的氟离子选择电极浸到烧杯的溶液中，打开酸度计，开动搅拌器。待数值稳定后读取mV 值，从工作曲线上读出样品溶液中的氟离子浓度。6.2.5 绘制工作曲线用移液管分别向两个 100mL 的容量瓶中加入 10mL 氟化钠工作液 B，在其中一个容量瓶中加入 20mL 总离子调节液。然后用去离子水稀释至刻度，该溶液中氟离子浓度为 10-2mol/L。而在另一个容量瓶中则直接用去离子水稀释到刻度，该溶液中氟离子的浓度也为 10-2mol/L。再用移液管分别向两个 100mL 的容量瓶中，加入 10mL 未加总离子调节液的 10-2mol/L 的氟化钠标准液

12、。在其中一个容量瓶中加入 20mL总离子调节液，然后用去离子水稀释至刻度，该溶液的浓度为 10-3mol/L；而在另一个容量瓶中直接用去离子水稀释至刻度，该溶液中氟离子浓度也为 10-3mol/L。以相同方法依次配制加有总离子调节液的 10-4、10-5、10-6、10-6.5mol/L 的氟化钠标准溶液。以下操作同5.2.4 条。用所测得的mV 值与氟离子浓度负对数（mVlgF）绘制工作曲线（图 3） （每次测定都需重新绘制工作曲线）6.2.6 结果计算可水解氟化物的含量以氢氟酸（HF）ppm（重量）表示的计算公式为：HFtpVnVa273293 10132516. 610206式中 ：n 吸收瓶溶液中氟离子浓度，mol/L；Va 吸收瓶体积， L；p 大气压力， Pa；t 环境温度，oC；V 吸收瓶体积， L20 氢氟酸摩尔质量， g/mol；6.16 六氟化硫气体密度， g/L。6.2.7 精确度a. 两次平行试验结果的相对偏差不能大于 40。b. 取两次平行试验结果的算术平均值为测定值。