超純水,注射用水,海水,鍋爐水等電導測量方法
一、 實驗原理及方法 電導率法:將一定量的白砂糖溶于一定體積的水中,配置成溶液,使用電導率儀測該溶液的電導率值,根據電導率值與灰分的換算關系計算灰分含量。 灼燒法:將樣品炭化后置于500~600℃高溫爐內灼燒,樣品中的水分及揮發物質以氣體放出,有機物質中的碳、氫、氮等元素與有機物質本身的氧及空氣中的氧生成二氧化碳、氮氧化物及水分而散失,無機物以硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氧化物等無機鹽和金屬氧化物的形式殘留下來,這些殘留物即為灰分,稱重殘留物的質量即可計算出樣品中總灰分的含量。 經相關性分析檢驗,灼燒法與電導法測定灰分含量無顯著差異,可以用電導法測定白砂糖灰分含量,利于企業日常檢驗工作。 二、使用儀器及電極介紹 儀器:DDSJ-318 電導率儀 電極:DJS-1C電導電極:電導常數為1的光亮的電導電極(實際常數是1.070) 儀器功能 1.可進行電導率、電阻率、總固態溶解物(TDS)、鹽度及當前溶液的溫度值的測量 2.采用微處理器技術,使儀器具有自動溫度補償、自動校準、自動量程切換等功能 3.具有標定功能,用戶可標定電極常數或TDS轉換系數,且支持二點標定 4.采用大屏幕5.7英寸觸摸屏,中文設計,具良好的人機界面,操作方便 5.支持GLP規范 6.采用了圖形方式顯示存貯的數據,方便查閱、打印、刪除等操作 7.允許查閱當前測量模式下的使用參數和上一次的標定數據 8.具3種測量模式:連續測量模、定時測量和平衡測量模式,以滿足用戶的不同測量需要 9.具有標準RS-232和USB接口,采用雷磁數據采集通信軟件,可以實現與PC的連接 三、電導率法測灰分(參照GB317-2006(白砂糖)) 1.儀器和設備 1.1儀器:DDSJ-318 電導率儀 1.2電極:DJS-1C電導電極:電導常數為1的光亮的電導電極 2.測試及數據分析 2.1溶液配制: (1)白砂糖溶液:31.30g/100ml:準確稱量31.30g的白砂糖,定容于100ml容量瓶中。 (2)蒸餾水或者去離子水,精制白砂糖必須用電導率低于2μS/cm的重蒸餾水或者去離子水。其他級別的白砂糖允許用電導率低于15μS/cm的蒸餾水。 (3)0.01mol/L氯化鉀溶液:準確稱量0.7440g氯化鉀,定容于1000ml容量瓶中。 (4)0.001mol/L氯化鉀溶液:準確移取100ml 0.01mol/L氯化鉀溶液,稀釋至1000ml容量瓶中。 2.2電極清洗:去離子水清洗干凈。 2.3電極標定:電導電極標定采用的是0.01mol/L氯化鉀溶液,該溶液在25℃時的電導率是1408μS/cm。在儀器上選擇標定電極這一功能,進入標定狀態。在設置下里輸入電導率值,儀器讀出電導電極的電導常數1.070。將清洗干凈的電極在去離子水里清洗干凈濾紙擦干后放入0.001mol/L的氯化鉀溶液。此時電導率為145.5μS/cm。(電導率為146.5±2μS/cm均可以使用) 2.4測量:電極標定之后進行測量。將清洗干凈的電極甩干水,然后放入白砂糖溶液中測量。 數據及結果 電導灰分在20℃計算公式如下 C=6×10-4(C1-0.35C2) ……………………………………..(1) 式中: C:電導灰分,% C1:31.3g/100ml 糖液在20℃時的電導率。單位為微西每厘米μS/cm C2:溶糖用蒸餾水在20℃時的電導率。單位為微西每厘米μS/cm 此時溫度為22.5℃,如果溫度不在20℃,測量的電導值需要用下面的公式進行校準,一般不要超過20±5℃. C20℃=Ct/[1+0.026(t-20)]…………………………….(2) C20℃:20℃下電導率值 Ct:實際測量的電導率值 測量在22.5℃下進行。數值:C1:82.79μS/cm C2 :0.8602μS/cm C1,20℃=Ct/[1+0.026(t-20)]=82.79/[1+0.026(22.5-20)]=77.74μS/cm C2,20℃=Ct/[1+0.026(t-20)]=0.8602/[1+0.026(22.5-20)]=0.8077μS/cm C=6×10-4(C1-0.35C2)=C=6×10-4(77.74-0.35×0.8077)=0.0465% 注:該測量需要測量溫度,但電導率值不需要進行溫度補償到25℃,故可以將溫度補償系數設置為0。 四、灼燒法測白砂糖灰分 1.儀器和設備 1.1 馬弗爐:溫度≥600 ℃。 1.2 天平:感量為 0.1 mg。 1.3 石英坩堝或瓷坩堝。 1.4 干燥器(內有干燥劑)。 1.5 電熱板。 1.6 水浴鍋。 2 分析步驟 2.1 坩堝的灼燒:取大小適宜的瓷坩堝置馬弗爐中,在 550 ℃±25 ℃下灼燒0.5 h,冷卻至200 ℃左右,取出,放入干燥器中冷卻30 min,準確稱量。重復灼燒至前后兩次稱量相差不超過0.5 mg為恒重。兩個瓷坩堝質量為28.9974g、29.9856g。 2.2 稱樣:灰分大于 10 g/100 g的試樣稱取2 g~3 g(精確至0.0001 g);灰分小于10 g/100 g的試樣稱取3 g~10 g(精確至0.0001 g)。根據白砂糖灰分范圍,我們稱取10.00g白砂糖,放于瓷坩堝中,此時兩個坩堝加樣品的質量分別為38.7789g、39.5896g。置于馬弗爐中在 550 ℃±25 ℃下灼燒4 h,冷卻至200 ℃左右,取出,放入干燥器中冷卻30 min,準確稱量。重復灼燒至前后兩次稱量相差不超過0.5 mg 為恒重。此時兩個坩堝質量分別為29.0018g、29.9902g。數據如下: 瓷坩堝編號 坩堝質量(g) 加白砂糖之后質量(g) 白砂糖質量(g) 灼燒后質量(g) 灰分質量(g) 灰分含量% 1 28.9977 28.9974 38.7789 9.7815 29.0018 0.0044 0.0450 2 29.9857 29.9856 39.5896 9.6040 29.9901 0.0045 0.0469 結果計算: 灰分=(m1-m0)/(m2-m0) 其中:m1:灼燒之后瓷坩堝和灰分的總質量 m2:灼燒之前瓷坩堝和白砂糖的質量 m0:瓷坩堝的質量 (29.0018-28.9974)/(38.7789-28.9974)=0.0044 /9.7815=0.0450% (29.9901-29.9856)/(39.5896-29.9856)=0.0045/9.6040=0.0469% 五、結果比較 電導率法和傳統的灼燒法相比較,數據基本一致。但是在操作上方法要簡單很多。而且由于某些樣品灰分含量極低,灼燒法在稱量上經常會造成誤差。因此對于低灰分的樣品,應該選擇電導率法進行測定。