《国家标准》GB-12155

中华人民共和国国家标准锅炉用水和冷却水分析方法钠的测定动态法GB12155—89Analysisofwaterusedinboilerandcoolingsystem-Determinationforsodium-Dynamicmethod国家技术监督局1989-12-29批准1990-11-01实施1主题内容与适用范围1.1主题内容本标准规定了水中钠离子含量的动态测定法。1.2适用范围本标准适用于除盐水、发电厂锅炉给水、蒸汽、凝结水等水样中微量钠离子的测定，测范围为0～2300μg/L。2引用标准GB6903锅炉用水和冷却水分析方法通则3方法提要当钠离子选择电极——pNa电极与甘汞参比电极同时浸入溶液后，即组成测量电池对，其中pNa电极的电位随溶液中钠离子的活度而变化。用一台高阻抗输入的毫伏计测量，即可获得与水样中钠离子活度相对应的电极电位，以pNa值表示：pNa=-lgNa+ab(1)pNa电极的电位与溶液中钠离子活度的关系符合能斯特公式：EERTnFa0+2.3026lgNa+(2)式中E——pNa电极所产生的电位，V；E0——当钠离子活度为1mol/L时，pNa电极所产生的电位，V；R——气体常数，8.314J·K-1·mol-1；T——热力学温度，K；F——法拉第常数，9.649×104C·mol-1；n——参加反应的得失电子数；aNa+——溶液中钠离子的活度，mol/L。当溶液中钠离子浓度小于10-3mol/L时，钠离子活度近似等于浓度，离子活度系数γ≈1。当钠离子浓度大于10-3mol/L时，离子活度系数γ≠1。在测定中要注意活度系数的修正，为此，水样应预先稀释，否则误差较大。当测定溶液的ＣNa+10-3mol/L，被测溶液和定位溶液的温度为20℃，则式(2)可简化为：00581g.CCENaNa++(3)0058.(pNa-pNa)E(4)或pNa=pNaE0058.(5)式中ΔE——标准溶液的电位与样品溶液电位之差，V；CNa+——标准溶液的钠离子浓度，mol/L；CNa+——样品溶液的钠离子浓度，mol/L；pNa——标准溶液钠离子浓度所对应的pNa值；pNa——样品溶液钠离子浓度所对应的pNa值。为减少温度的影响，定位溶液温度和水样温度相差不宜超过±5℃。氢离子和钾离子对测定水样中钠离子浓度有干扰，前者可以通过加入碱化剂，使被测溶液的pH值提高到10.5以上来消除，后者须控制CNa+：ＣK+至少为10∶1。4试剂4.1氯化钠标准溶液4.1.1pNa2标准贮备液(10-2mol/L)：精确称取1.1690g经250～350℃烘干1～2h的基准试剂(或优级纯)氯化钠，溶于Ⅰ级试剂水中，然后移入2L的容量瓶中并稀释至刻度。贮存于聚乙烯塑料容器内。4.1.2pNa4标准溶液(10-4mol/L)：取pNa2贮备液，用Ⅰ级试剂水稀释至100倍。4.1.3pNa5标准溶液(10-5mol/L)：使用时取pNa4标准溶液，用Ⅰ级试剂水稀释至10倍。以此类推，使用时按需要可配制pNa6和pNa7标准溶液。所有标准溶液均应贮存于聚乙烯塑料容器内，严防受污染。4.2碱化剂4.2.1二异丙胺母液〔(CH3)2CHNHCH(CH3)2〕，含量不小于98%，直接贮存于小塑料瓶中。4.2.2二异丙胺溶液(1+33)或(1+80)，适用于添加碱化剂连续动态测定法。4.2.33%二甲胺水溶液或33%三甲胺水溶液，适用于气态碱化连续测定法。5仪器5.1离子计或性能类似的酸度计，仪器精度应达到±0.01pNa，具有斜率校正功能。5.2钠离子选择电极(钠功能玻璃电极)：转换系数90%，选择系数KNa.H=100。电极长时间不用，以干放为宜，干放前应用Ⅰ级试剂水清洗干净。当电极定位时间过长，测定时反应迟钝，线性变差，都是电极衰老或变坏的表现，应更换新电极。当使用无斜率校准功能的钠度计时，要求pNa电极的实际斜率不低于理论斜率的98%。5.3甘汞电极(氯化钾浓度为0.1mol/L或3.3mol/L)：甘汞电极用完后应浸泡在与内充液浓度相同的氯化钾溶液中，不能长时间浸泡在纯水中。长期不用时应干放保存，并套上专用的橡皮套，防止内部变干而损坏电极，重新使用前，先在与内充液浓度相同的氯化钾溶液中浸泡数小时。测定中如发现读数不稳，可检查甘汞电极的接线是否牢固，有无接触不良现象，陶瓷塞是否破裂或堵塞，有以上现象可更换电极。5.4电极杯分实验室动态杯，添加碱化剂动态杯和气态碱化动态杯三种。分别如图1、图2和图3。5.5转子流量计，测量介质为水，量程6～60mL/min。图1试验室动态杯图2添加碱化剂动态杯图3气态碱化动态杯6分析步骤6.1试验室动态测定法6.1.1选用试验室动态杯(图1)，安装在固定支架上。在离电极杯约100～200mm高处，安放另一支架以便放置聚乙烯稳压桶。用2～3mm的聚乙烯毛细管作为固定的虹吸管，然后用3mm厚壁胶管或聚乙烯管按图4与电极杯相连接。测定时需用四只1000～2000mL的聚乙烯稳压桶交替使用。分别存放pNa4、pNa5标准液、Ⅰ级试剂水和水样。所有标准溶液、Ⅰ级试剂水和水样都需要事先加入适量二异丙胺母液，使pH10.5，方可通过电极杯。当更换溶液时，应当随时夹住虹吸管，以免虹吸被破坏；同时应当尽量避免相互污染，以减少测定误差。所有器皿均用聚乙烯制品，新器皿洗后用盐酸溶液(1+1)浸泡半天，然后用Ⅰ级试剂水充分洗净。取样和定位用器皿应专用，不要互相混淆。图4实验室动态测定法示意图1—水样；2—pNa4标准溶液；3—pNa5标准溶液；4—Ⅰ级试剂水；5—稳压装置；6—转子流量计；7—电极杯；8—pNa电极；9—参比电极；10—温度计；11—离子计；12—金属屏蔽罩6.1.2接通电源，仪器预热0.5h。按仪器制造厂说明书的操作顺序作好仪器的调零，温度补偿和满刻度校正等操作，使仪器处于备用状态。准备好pNa电极和甘汞电极。新的或久置不用的pNa电极可用沾有四氯化碳或乙醚的棉花擦净电极头部，然后用水洗净，在5%的盐酸溶液中浸5～10min，再用Ⅰ级试剂水洗净，并将电极浸在碱化过的除盐水中备用。经常使用的电极，用完后也应将电极浸泡在碱化过的除盐水中备用。6.1.3将调好pH的Ⅰ级试剂水以50mL/min的流速通过电极杯，待pNa值达7以上，迅速切换成调过pH的pNa5标准溶液，流速控制50mL/min。6.1.4当pNa值稳定时(变化不大于±0.03pNa)，转动仪器的定位旋钮，使仪器指示为pNa5±0.03。然后切换成调好pH的pNa4标准溶液，流速仍控制50mL/min。6.1.5当仪器指示稳定时(变化不大于±0.03pNa)转动仪器的斜率校正旋钮，使仪器指示为pNa4±0.03。此时校正完毕，不允许随意转动仪器各旋钮。6.1.6用调好pH的Ⅰ级试剂水通过电极杯，至pNa值达7以上。迅速切换成调好pH的水样，流速保持50mL/min。且水样温度与标准溶液的温度相差不超过±5℃。待仪器指示稳定后记录读数。6.1.7测定多个水样时，只需将电极杯用调过pH的水样冲洗，不必另行定位，如对所测结果有疑问，则可进行复定位，然后按上述各步骤重新进行测定。注：钠离子标准溶液可根据钠离子含量选用，例如估计水样含钠量在pNa4～pNa5之间。则采用pNa4和pNa5两个标准溶液进行定位。如果水样钠离子含量在pNa5和pNa6之间，可采用pNa5和pNa6两个标准溶液进行定位。6.2添加碱化剂动态测定法6.2.1取添加碱化剂动态杯(图2)，安装在固定支架上，并按图5用厚壁胶管或聚乙烯管连接系统。6.2.2将二异丙胺溶液(1+80)注于4号容器，并放在比电极杯高200～300mm处，二异丙胺的加入量应使水样的pH10.5。6.2.3将Ⅰ级试剂水以50mL/min的流速通过电极杯，同时滴加二异丙胺溶液(1+80)，使电极杯的排水pH10.5。以下按6.1.3～6.1.7的步骤进行定位和水样测定。注意只要有溶液流过电极杯，就一定要同时滴加二异丙胺溶液。图5添加碱化剂连续动态测定法示意图1—pNa4标准溶液；2—pNa5标准溶液；3—Ⅰ级试剂水；4—二异丙胺溶液；5—稳压装置；6—转子流量计；7—电极杯；8—pNa电极；9—参比电极；10—温度计；11—离子计；12—金属屏蔽罩6.3气态碱化动态测定法6.3.1取气态碱化动态杯(图3)，安装在固定支架上。并按图6用厚壁胶管或聚乙烯管连接系统。6.3.2将Ⅰ级试剂水以50mL/min的流速通过电极杯，利用水流所造成的负压，将二甲胺(或三甲胺)气体吸进混合室，达到碱化的目的。以下按6.1.3～6.1.7的步骤进行定位和水样测定。在整个定位和测定过程中，不应截断和碱化剂的连接管路，因水流停止时，由水流所造成的负压即消失，而当水流重新开始时，又会自动吸入碱化气体。图6气态碱化连续动态测定法示意图1—pNa4标准溶液；2—pNa5标准溶液；3—Ⅰ级试剂水；4—稳压装置；5—转子流量计；6—碱化剂；7—电极杯；8—pNa电极；9—参比电极；10—温度计；11—离子计；12—金属屏蔽罩6.3.3测定完毕停用仪器时，应当立即将抽取碱化剂气体的聚乙烯管从电极杯上拔掉，套到碱化剂溶液瓶的另一端回收碱化气体的口上，并截断通空气的管道，以防碱化气体挥发损失。6.3.4应每天(或发现异常时)，用标准溶液重新定位校正仪器。使用中要及时监测电极杯排水的pH，当发现pH明显降低时应寻找原因或及时更换碱化剂。____________________附加说明：本标准由中华人民共和国水利电力部提出。本标准由水利电力部西安热工研究所归口。本标准由水利电力部西安热工研究所起草。本标准主要起草人江俭军、高玉清、胡丽。