WKl-3000型微机库仑分析仪说明书.docx
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1、WKL-3000型硫氯使用说明书江 苏 姜 堰 市 国 创 分 析 仪 器 有 限 公 司目录一仪器简介及使用范围2二工作原理2三主要技术指标3四仪器的组成及附件说明4五仪器的安装与调试11六仪器操作方法14七化学试剂及溶液的配制20八常见故障21九仪器使用留意事项23十仪器运输和贮存23十一装箱清单24十二产品使用信息反响单25一、 仪器简介及使用范围WKL-3000 型硫氯是应用微库仑分析技术,承受计算机掌握微库仑滴定的最产品,具有性能牢靠、操作简易、稳定性好、便于安装等特点,可用于石油化工产品中微量硫、氯的分析,广泛应用于石油、化工、科研等部门。WKL-3000 型硫氯以Windows
2、操作系统为工作平台,其友好的用户界面使分析人员操作更为便利、快捷。在系统分析过程中,操作条件分析参数和分析结果均在显示器上直接显示,并依据需要可将参数、结果进展存盘和打印,以便日后调用、存档。二、 工 作 原 理样品中的被测组份在裂解管中反响转化为可滴定组份,由载气带入滴定池与滴定剂发生反响, 使滴定剂浓度发生变化。测量电极对这一变化产生相应的电位响应,从而使参考测量电极对的电 位发生相应的变化,使这一电位值不再等于仪器设定的给定偏压值,两者的差值即为库仑放大器的 输入信号,经放大器放大后,输出相应的电压加到电解池电解电极对上,在阳极电生滴定剂以补充 被消耗的滴定剂,直至滴定剂浓度恢复到平衡状
3、态时的浓度。仪器测量出电解过程中消耗的电量, 依据法拉第电解定律计算出被测组份的含量。#法拉第定律概述:电解时,电极上析出或溶入的物质量和通过电解池的电量成正比;每通过96500 库仑的电量, 在电极上即析出或溶入 1 克当量的任何物质。QMW = 96500nW析出的物质质量,以克计n电极反响的电子转移数M待测物质的分子或原子量Q电量,以库仑计法拉第定律是库仑分析的根底,此公式是库仑分析中的根本方程,全部的库仑分析都依据这个方程式来进展计算。EA参考电极电解池阴极C1C2裂解炉WKL-3000 型硫氯是应用微库仑滴定原理,由零平衡工作方式设计的库仑放大器与滴定池和适宜的电解液组成了一种闭环负
4、反响系统。仪器的工作原理如图1 所示。流量掌握O (H )22N (H )22放大器外偏压进样器测量电极阳极裂解管单片机计算机打印机图 1 工作原理图滴定池中的参考电极供给一个恒定的参考电位,并与测量电极组成指示电极对产生一电压信号。这一信号与外加给定偏压反向串联后加在库仑放大器的输入端。当两电压值相等时,放大器输入为零,输出也为零,在电解电极对之间没有电流通过,仪器显示器上是一条平滑的基线。当样品由注射器注入裂解管, 样品中的被测物质反响转化为可滴定离子,并由载气带入滴定池,消耗电解液中的滴定剂。滴定剂浓度的变化使滴定池中的指示电极对的电位发生变化,其值的变化送入微机掌握的微库仑放大器,经放
5、大后加到电解电极对阴、阳极上,在阳极上电生出滴定离子,以补充消耗的滴定剂。上述过程随着滴定离子的消耗连续进展,直至无消耗滴定离子的物质进入,并已电生出足够的滴定离子,使指示电极对的值又重等于给定偏压值,仪器恢复平衡。在消耗补充滴定离子的过程中,测量电生滴定剂时的电量,依据法拉第定律进展数据处理,则可计算出样品含量。三、主本 要技术指标发 生 电 流:最大:2mA 放大器输出电压:最大:30V 给定偏压范 围:0500mv,连续可调分析范围: 硫: 0.2mg/L 5000mg/L 氯: 0.5mg/L 5000mg/L 控温范围及精度:室温 1000 , 1%5 重复性误差: 试样浓度10mg
6、/L 时,重复性误差不大于 5%四、仪器的组成及附件说明仪器由计算机、微库仑综合主机温度流量掌握器、搅拌器、进样器等组成。 1、 主机仪器主机是信号放大和数据处理的关键部件。其后面板有串行口电源插口和电源开关, 如图 8 所示。2、 温度流量掌握器温度流量掌握器由一个二段分别升温的高温管状炉及相应的掌握电路和气体流量装置组 成。其前面板上有两个气体流量计及掌握相应的气体流量大小的调整旋钮,反响气和载气由后面板接入,接好气路,留意:氮气、氧气进出口不能弄错!如图 8 所示,通过针形阀调整其流量大小,并由气体流量计直接读出。一般接入气体的操作压力掌握在100200 kPa 左右,反响气和载气分别为
7、普氧、普氮。气体流量调整旋钮,即针形阀只供调整流量大小,不行作为气体流量的开关,以防止损坏。试验完毕后,必需将气体总阀关闭。注 :以下所提到的工作参数和操作条件,均以分析硫含量为例滴定池电解液搅拌棒磁钢+12V直流电机滴定池支架接+12V 电源3 搅拌器:图 搅拌器示意图样品的裂解产物被气流带入滴定池后,要保证其与电解液中滴定剂之间进展快速和充分接触, 这种工作是通过磁力搅拌器来完成的。磁力搅拌器工作原理见图 2 所示。它通过+12V 直流电机带动磁钢转动,而滴定池内的磁力搅拌棒将随磁钢的转动而均匀转动,从而到达搅拌电解液的目的。搅拌时, 速度不宜过快或过慢,以电解液产生微小旋涡为宜。同时,应
8、把滴定池放在磁钢的正上方,以免搅拌 棒碰撞电解池池壁。4 进样器: 液体进样器由单片机掌握步进电机来带动丝杆进展样品的注入。当进样按前进键完毕后,丝杆自动后退。通过调整两组拨盘开关来设定丝杆的进程和速度。一般状况下,进程和速度分别设为 3 档和 8 档。 对气体样品通常用 1-10mL 的注射器进展样品注入。用注射器取样时,取样速度要快,以防气体从针头跑出。在进样时速度不宜太快,以保证较高的氧分压,让样品完全燃烧,防止裂解管壁形成积炭。或用气体进样器来实现样品的进样。 对于固体和高沸点的粘稠液体试样不适宜用注射器进样时,可使用带样品进样舟的固体进样器进样,其原理见图 3 所示。进样时先利用推动
9、棒将样品送到裂解管预热部位,待3060 秒后, 再将进样舟推至加热部位让样品进展裂解,裂解产物由载气带入滴定池进展滴定。然后将进样舟拖至裂解管入口四周冷却,再进展其次次样品测定。延长管入口 管连接螺母进样舟推动器热吸取器橡胶隔板滑动器样品引入仪器主要附件说明:图 3 固体进样器示意图1裂解管裂解管由石英制成,它的作用是将样品中的有机硫、氯和碳氢各元素分别转变为能与电解液中滴定离子发生作用的SO 、HCl 和不发生反响的CO 、H O、CH 等化合物。2224 图 4 为测定轻油中硫、氯的裂解管样品通过硅橡胶堵头用注射器注入裂解管入口汽化,氮气通过靠近堵头的螺旋管A经过预热后,进入汽化室与样品气
10、相混合,再通过喷嘴P进入燃烧室,并在另一侧管B供给的氧气在P处发生燃烧。由于设计有较大的汽化室既保证了样品可完全汽化,又可使样品得到足够的稀释,以较快的流速通过喷嘴与氧气充分混合燃烧得到较高的SO 、HCl 的转化率。固然,SO 、HCl22的转化率除受裂解管构造影响外,裂解区温度、氧、氮分压比、池子工作状态以及仪器操作选择的偏压、增益等因素也会影响测定结果。接滴定池A氮气接入口P燃烧室汽化室B氧气接入口图 4 测定轻油中硫、氯的裂解管 图 5 为测定重油中硫、氯的裂解管接滴定池接固体进样管P燃烧室该管与测定轻油中硫、氯裂解管相比扩大了燃烧室容量,增加了一个支管导入氧气, 增大了喷嘴使燃烧更加
11、完全,这就为增加样品处理量,提高反响速度,制造了条件。图 5 测定重油中硫、氯的裂解管氧气接入口S、Cl 石英管可能消灭的故障:2.入口处有积炭将N2、O 反接 10 分钟,然后适当调整入口段温度.入口段发白清洗气路或更换N2 气瓶及硅胶垫2.燃烧段积炭适当提高中间段温度,加大O 流量.石英管壁起泡适当削减样品进样量和分析次数.入口处打火N2、O2 接反,对调,假设无效则重换N2.出口处有积炭将入口拖入炉塘,加大O2 气量烧 10 分钟左右*在进样后2 秒左右消灭稍微打火,同时流量计浮子上下跳动一下是正常现象但,打火应瞬间完毕,如进样过程中针头部位不停打火(即燃烧),则应检查N 、O 是否接反
12、。22硫 滴 定 池 操 作 说 明2、滴定池由池盖、池体、电极等组成。滴定池是微库仑滴定反响的心脏,它起着将试样裂解产生的被测 物质和电解液中的滴定剂发生反响的作用,图六是氧化法测硫的滴定池,只要转变电极材料或 转变滴定池池体构造即可用于氧化法测定氯和复原法测定氮等。为了削减滴定池反响室体积,一般 将参考电极和关心电极装在侧臂,通过微孔毛细管与反响室相联。测量电极和发生电极装在池盖上。这样滴定池反响室内一般装入 10 mL 到 12 mL 电解液,即可满足试验需要并能到达较高的灵敏度和较快的响应速度。由燃烧管进来的气体通过滴定池的毛细管入口进入滴定池。由于滴定池入口顶端 特别的构造,可将进入
13、的气体在搅拌作用下打碎成小气泡,搅拌棒可使反响物质与滴定剂之间进展 快速和充分接触,并形成一均匀的集中层。池盖关心电极(阴极黄色)参考电极黑色发生电极(阳极绿色)测量电极红色为了防止四周电场对滴定池形成的电干扰,搅拌器必需有良好的接地。特别是使用氯滴定池测定氯化物时,由于增益较高,更需留意防止静电干扰。此外,氯电解池对光反响灵敏,还应实行避光措施。搅 拌 子池体图六 氧化法定硫滴定池 硫滴定池工作原理当系统处于平衡状态时,滴定池中保持恒定I -浓度,当有 SO 进入滴定池时,就与 I -离子发323生反响:I -+SO +H O SO +2H+3I-3223致使池中的I - 浓度降低,参考与测
14、量电极对指示出这一变化,并将这一变化的信号输入库仑3放大器,然后由库仑放大器输出一相应的电流加到电解电极对上。电解阳极电生出被SO2所消耗的I -,直至恢复原来的I -离子浓度:333I- I -+2e3测出电解时所消耗的电量,据法拉第电解定律就可求得样品中总硫的含量。1、滴定池构造滴定池分池体、池盖、参考侧臂,阴极侧臂及搅拌子五个局部。测量电极和电解阳极位于池盖上:由 0.1mm7mm7mm 的铂片点焊在0.4mm 长 130mm 的铂丝上。参考电极:0.6mm 长 110mm 铂丝插在含饱和碘的电解液中。电解阴极:0.4mm 长 260mm 的铂丝,下端做成螺旋状。2、电解液的配制留意:配
15、制电解液所用试剂均为优级纯,去离子水的阻值要求 2 兆欧以上,配好的电解液用棕色瓶在阴暗凉快处放置!称取 0.5gKI,0.6gNaN3于约 500ml 去离子水中,参加 5ml 冰醋酸,再用去离子水稀释至1000ml。3、滴定池的洗涤用颖的铬酸洗液浸泡整个滴定池 5-10 分钟,然后分别用自来水、去离子水及丙酮洗涤吹干,将侧臂活塞涂以少许润滑脂并用橡皮筋固定。4、滴定池的安装关闭两侧活塞,将滴定池布满电解液,翻开参考臂活塞,让电解液流入参考侧臂以驱除气泡,待气泡除尽后,让电解液布满参考电极室,用小勺轻轻在侧臂放入20-40 目的碘,用通针赶尽气泡,在参考电极的磨口上涂以少许润滑脂将铂丝留神地
16、插入碘中,留意不要把铂丝弄弯, 此时要认真检查参考电极室,保证参考电极的铂丝全部埋在碘中,并保证整个参考电极侧臂没 有残留气泡,否则必需重装,确信无误后,用橡皮筋固定好。参考电极静置24 小时前方可使用。翻开阴极室活塞,使电解液布满阴极室,除去气泡并关闭活塞,倾斜池体,留神地顺着池壁放入搅拌子,盖上池盖,调整好电极位置,反复用颖电解液冲洗滴定池,使电解液的液面高出铂片约 5mm。5、滴定池调试将滴定池置于搅拌器上,按说明书要求将放大器四根电极线与电解池连接好,翻开搅拌器电源,调整速度旋钮使搅拌子在池中心平稳转动,以使电解液产生稍微旋涡为宜。翻开检测器电源开关,按说明书操作,有关参数一般为:偏压
17、: 140-160mV增益: 150-400采样电阻: 10K 此时滴定池基线应平稳。用 6#针头的 10l 注射器把约 5l 的 10ng/l 亚硫酸钠溶液注入池中,观看监视器消灭的峰形,输入进样体积,转化率(f)应在 100%20%之内,确认该滴定池合格。7、滴定池维护与常见故障排解.硫滴定池应在阴凉无空气污染处保存.电解池内要时刻保持储有肯定量的电解液,并使铂片在液面以下.切不行拔动参考电极.电解液要常常配制,保持颖.假设无去离子水,可用二次蒸馏水代替,阻值应在2 兆欧以上.要时刻保持电解池清洁.任何状况下,不得用手碰铂电极S 滴定池可能消灭的故障:8.清洗时不要让洗液或丙酮渗入参考侧臂
18、,否则要重安装整个电解池。.搅拌子不转基线下漂严峻,出峰慢,转化率低,应启动搅拌器.搅拌子不稳基线噪声大,应重调整电解池位置.搅拌速度过慢或过快基线噪声大,重调整搅拌速度.参考-测量电极接反基线下掉,无法反电解平衡,应对调.阴-阳电极接反阴极臂发黄,对调.入口段有积炭转化率偏低,用洗液清洗.放液臂有渗漏基线上漂,有噪声,转化率偏高,用硅脂涂开关阀.池盖电极污染基线有噪声,测量信号迟钝,可用硝酸处理.电解液污染偏压太低,重用颖去离子水配制 氯滴定池工作原理当系统处于平衡状态时,滴定池中保持恒定 Ag+浓度.样品经裂解后,有机氯转化为氯离子, 再由载气带入滴定池同银离子反响:Ag+Cl- AgCl
19、滴定池中银离子浓度降低,指示电极对即指示出这一信号的变化,并将这一变化的信号输入库仑放大器,然后由库仑放大器输出一相应的电流加到电解电极对上。电解阳极电生出被Cl-所消耗的 Ag+,直至恢复原来的Ag+离子浓度,测出电生Ag+时所消耗的电量,据法拉第电解定律就可求得样品中总氯的含量。此外,滴定池对温度比较敏感。实践说明,滴定池环境温度变化 1时偏压就要转变 0.8mv 左右。在实际工作中由于微库1、滴定池构造参考电极:长 110mm 的铂丝(0.5mm)镀银插在饱和AgAc 电解液中电解阳极:0.1mm7mm7mm 铂片点焊在0.4mm 长 150mm 铂丝上测量电极:0.1mm7mm7mm
20、铂片点焊在0.4mm 长 150mm 铂丝上电解阴极:0.4mm,长 260mm 的铂丝,绕成螺旋状。2、电解液:70%HAc3、电极电镀的具体方法.银电镀液的配制:4g 氰化银+4g 氰化钾+6g 碳酸钾+100ml 去离子水.将电镀池用洗液浸泡格外钟,然后依次用自来水、去离子水冲洗,最终用丙酮洗净吹干。.把电镀池放在搅拌器上,调整搅拌速度使搅拌子平稳转动以使电镀液产生稍微旋涡为宜,参考电极接电镀单元阴极并放入电镀池中心室,银棒接电镀单元阳极,放入电解池侧臂。.调整电镀电流 2mA,电镀 45 分钟。镀好的电极应有一层均匀的白色发亮的沉淀物,如露铂应重镀。.池盖电极镀银电流为 2mA,时间为
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