堿石棉吸收稱量法水二氧化碳含量的測定方法
一、前言:
采用【堿石棉吸收稱量法】進行二氧化碳含量的測定,結(jié)構(gòu)緊湊,外觀新穎,測定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度較高。
二、試驗原理:
二氧化碳的測定采用堿石棉吸收重量法。本裝置的工作原理是:
水泥試樣用磷酸分解,碳酸鹽分解釋放出的二氧化碳由不含二氧化碳的氣流(在反應(yīng)瓶前端,通過鈉石灰、堿石棉等等預(yù)先除去氣流中的二氧化碳氣)帶入一系列的吸收管(瓶),首先用濃硫酸除去氣流中的水分,再用吸附有硫酸銅的固體顆粒除去氣流中的硫化氫。經(jīng)過凈化的氣流通過兩個可以稱量的 U 形管 11 和 12,內(nèi)各裝 3/4 堿石棉和 1/4無水高氯酸鎂。對氣體流向而言,堿石棉裝在無水高氯酸鎂之前。氣流中的二氧化碳用堿石棉定量吸收后稱量。為調(diào)節(jié)并穩(wěn)定氣體流速,采用轉(zhuǎn)子流量計對氣體流量進行調(diào)節(jié)。為控制加熱反應(yīng)時間和抽氣吸收時間,具有計時(到達預(yù)設(shè)時間后自動關(guān)斷輸出)和蜂鳴器鳴叫提示功能。反應(yīng)和吸收全過程可自動控制完成。
三、設(shè)備:
水泥二氧化碳測定儀
電源電壓:220V±10%,50Hz
抽氣泵定時時范圍:1~99分鐘 ,到時自動關(guān)斷,蜂鳴器鳴叫。
或設(shè)置為連續(xù)工作模式,直至手動關(guān)閉。
加熱爐定時時范圍:1~99分鐘 ,到時自動關(guān)斷,蜂鳴器鳴叫。
計時精度:<0.01秒
加熱功率:0~300W連續(xù)可調(diào),到達設(shè)定時間后自動停止。
工作環(huán)境:溫度0~40℃,相對濕度<80%
四、試驗步驟:
除另有說明外,所用試劑應(yīng)不低于分析醇,用于標(biāo)定的試劑應(yīng)為基準(zhǔn)試劑,所用水應(yīng)符合GB/T 6682中規(guī)定的三級水要求。
所列市售濃度液體試劑的密度是指20℃的密度(ρ),單位為克每立方厘米(g/cm3)。在化學(xué)分析中,所用酸,凡未注明濃度者,均指市售濃酸。用體積比表示試劑的稀釋濃度。例如:鹽酸(1+2)表示1份體積的濃鹽酸與2份體積的水相混合。
硫酸(H?SO?):密度1.84g/cm3,質(zhì)量分數(shù)95%~98%。
磷酸(H?PO?):密度1.68g/cm3,質(zhì)量分數(shù)≥85%。
堿石棉:粒度1mm~2mm(10目~20目),化學(xué)純,密封保存。
鈉石灰:粒度2mm~5mm,醫(yī)藥用或化學(xué)純,密封保存。
無水高氯酸鎂(Mg(ClO?)?):制成粒度0.6mm~2mm,貯存于密封瓶內(nèi)。
硫酸銅(CuSO?·5H?O)飽和溶液。
硫化氫吸收劑:將稱量過的、粒度在 1mm~2.5mm 的干燥浮石放在一個平盤內(nèi),然后用一定體積的硫酸銅溶液浸泡,硫酸銅溶液的質(zhì)量約為浮石質(zhì)量的一半。把盤和料放在 150 ℃±5 ℃的干燥箱內(nèi),在玻璃棒不時攪拌下,蒸發(fā)混合物至干,烘干至少5h,將固體混合物冷卻后,立即貯存于密封瓶內(nèi)。
儀器通電后,打開電源,顯示屏顯示開機畫面,該界面包含儀器的軟件版本號信息。開機界面顯示3秒后自動進入主界面。
抽氣部分:本裝置在抽氣的最后部分安裝一個適宜的抽氣泵和一個可調(diào)氣體流量的玻璃轉(zhuǎn)子流量計,以保證氣體或空氣通過裝置均勻流動。
空氣凈化部分: 進入裝置的氣體先通過含鈉石灰(或堿石棉)的吸收塔 1 和含堿石棉的 U 形管 2,氣體的二氧化碳被除去。
酸分解反應(yīng)部分:反應(yīng)瓶 4 中裝入樣品。濃磷酸通過分液漏斗 5 加入反應(yīng)瓶中,樣品中的碳酸鹽被酸分解生成二氧化碳。反應(yīng)瓶底部用電爐加熱,促使碳酸鹽分解反應(yīng)進行。
反應(yīng)后產(chǎn)生氣體的凈化部分:反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳隨同凈化的空氣通過球形冷凝管 7,其中的水分大部分被冷凝下來。繼之,氣體進入含濃硫酸的洗氣瓶 8,進一步除去其中的水分。最后,通過含硫化氫吸收劑的 U 形管 9 和無水高氯酸鎂的 U 形管 10,氣體中的硫化氫和水分被除去。
二氧化碳定量吸收部分:凈化后的氣體通過兩個可以稱量的 U 形管 11 和 12,內(nèi)各裝 3/4 堿石棉和 1/4 無水高氯酸鎂。對氣體流向而言,堿石棉裝在無水高氯酸鎂之前。反應(yīng)生成的二氧化碳在 U 形管 11 和 12 中被定量吸收,稱量后根據(jù) U形管增加的質(zhì)量,計算試樣中二氧化碳的含量。
保護部分:U 形管 12 后面接一個附加的 U 形管 13,內(nèi)裝鈉石灰或堿石棉,以防止空氣中的二氧化碳和水分從后面進入 U 形管 12 中。U 形管 13 的后端接流量計和抽氣泵。
五、試驗結(jié)果計算
水泥中二氧化碳的含量按下式計算:
式中:
——水泥中二氧化碳的質(zhì)量分數(shù),%;
m 1 ——吸收后 U 形管 11 增加的質(zhì)量,單位為克(g) ;
m 2 ——吸收后 U 形管 12 增加的質(zhì)量,單位為克(g) ;
m 3 ——水泥試料的質(zhì)量,單位為克(g);
m 0 ——空白試驗值,單位為克(g)。
注:如果 U 形管 12 的質(zhì)量變化小于 0.0005g,計算時忽略。