GBT5832.1-86.pdf

中华人 民共和国国家标准 气体中微f水分的测定 电解法 UDC 8 8 1 二 1 / - 9 9 : 5 4 6 . 2 1 2 : 石 4 吕 。 2 肠 2 GB 5 8 3 2 . 1 一 二 D e t e r mi n a t i o n o f t r a c e wa t e r l a t h e g a s e s E l e c 扮 o l y t i c me t h o d . 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1 p p mo 2 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: 9 6 5 0 0 0对应 1 克当量水， 9 6 . 5 C对应1 毫克当最水， 9 6 . 5 C x 2=1 9 3 C对应 1 m mo l 水; I C 对 应 - 箫 二 。 . 09 3 3 m : 水 的 电 解 。 在 2 0 和 7 6 0 m m H g 下 ， 1 C 对 应 渭一 二 。 . 12 4 m ，水 蒸气的电 解。 如果气体以l o o m 1 / m i n 的流量通过电解池， 下水含量: l o o x 1 0 1 即一一丽 一一m / s , 1 u A 电流应该对应气体中 如 0 . 1 2 4 1 0 0 1 0 0 x 1 0 - + 一二 6 0 0 . 0 7 4 4 m 1 / m ，即p p m ( V / V) 0 . 0 9 3 3 1 0 6 l o o x 1 0 + 一= 6 0 0 . 0 5 6 0 Mg / m 方法灵敏度的计算: 1 ml / m 即 1 p p m ( V / V )对应 1 一二二 0 . 0 7 4 4 1 3 . 4 p A电流， 1 mg / m对应 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 叫 ， . ， . .二二 0 . 0 5 6 0 1 7 . 9 g A电流。 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5 P P m时， 仪 国家标准局l o s e 一 0 1 一 Y T 发布 1 9 9 6 一1一0 1 实施 G B 5 8 3 2. 1 一 8 6 器指示值卜 升 ( 或下 降)，达到已知含水量 的6 3 ( 或3 7 % )，所需时间不多于5 mi n , 3 . 4 个吸收式电解池的吸收电解效率应大 3 9 8 %o 3 . 5 用标准样衡4 11 仪器是否符合要求，按G B 4 4 7 1 -8 4 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US I - 1 型 ( 或 1 A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1 1 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1 0 0 0 m m H , O , 关闭气源，经5 mi n 水柱卜 降不超过5 mm,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2 m，内径不大于4 mm 的不锈钢箭或壁厚不小于I mm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 .:r 5d h7 h .山干 rrr F f 4 k t 尸 、 d e ve il; R 讼 , 万 八 n 0r “ v a n 二 二 一毛 t J 二 甚 二 二 六 m 泊 、o 鑫 i tr l i t l K !o ; k不 U 饮百 丁 用7 i 2 才 i # . + A - i 平14: G B 5 8 3 2 . 1 一 8 6 二5 分 f 筛的活化 可采用5 A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5 P P M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 5 0 0 下恒温4 h ， 也可以在通 气或抽真空条件F 于 3 6 0 C 活化4 h .当炉温下降至3 0 0 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5 P P M，具体操作见5 . 5 0 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“Fa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1 0 0 0 p p m档，电压开关置于2 2 . 5 V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1 L / m i n 的流量 吹洗管道 l o m i n . 5 . 4 接通电源，此时表头指示7 0 0 P P M左右。 5 . 5 控制阀置于 “ 二 F M”档，缓慢打开测试流fd阀，以2 0 一 5 0 m 1 / m i n 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2 0 0 p p m以 下后， 将电 压开关 置于4 5 V档 ，至表 头 示值F 降至5 p p -以下，越低越好。到此，电 解池干燥完毕，一般需要2 4 一 7 2 h . 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 1 o o m1 / mi n ，旁通流量为1 L / m i n 。当 仪器示值保 持恒定至少l o ur i n 之后记录的读数作为仪器的本底值，该 值应小于5 P P Mo 5 . 7 测量: 将控制阀置于 “ 测量”档，准确调节测试流量为l o o m / mi n ， 旁通流量 约为1 L / m i n , 每隔1 0 m i n 记 录一 次读数 ，当 仪器示 值保 持恒定至少1 0 mi n 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2 2 . 5 V电压 下用 低流量 的 辅助气体 吹洗电 解池。 5 . 1 0 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 : 一; 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。 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， 通阀， 让辅 助气 体吹洗电 解池， 需要读 数前约2 0 03 i n 换至辅助气体。 当不需要读数时， 切换四 切换至被侧气体，待示值稳定读数后，又立刻切 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。 G B 5 8 8 2 . 1 一 8 8 7 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l 0 0 m1 / mi n 降为5 0 m1 / mi n ,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1 0 % 。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 ( GB 6 2 2 -7 7 ) ， 分析纯， 二1 . 2 硝酸 ( GB 6 2 6 -7 8 ) ， 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 ( G B 1 2 8 2 -7 7 ) ，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1 m i n , 然后立即用蒸馏水淋洗2 h ， 用清洁干燥的小气流 吹干。 测量其绝缘电 阻， 应不低于1 0 1 0. 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1 0 % 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1 0 - 2 0 mm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2 h 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 P P M 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2 6 0 P P m以下时方法的精密度: 重复性r二 0 . 0 6 9 + 0 . 0 1 2 m 再现性R= 1 . 0 8 + 0 . 0 2 0 m 式中:功测定