分析測試方法在發(fā)電廠化驗(yàn)室的合理選用

郝曉麗

摘 要：以目前實(shí)驗(yàn)室配置為前提，分別對儀器分析法以及化學(xué)分析法的使用情況、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，結(jié)合電廠化驗(yàn)室實(shí)際，對如何在儀器分析法與化學(xué)分析法之間的選用進(jìn)行闡述，以期更好的規(guī)范化驗(yàn)室管理，保證化驗(yàn)分析的高效性、出具數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：儀器分析法;化學(xué)分析法;優(yōu)缺點(diǎn);合理選用

0 引言

在電廠化驗(yàn)室中常用的儀器分析法有分光光度法、色譜法、電位滴定法等;化學(xué)分析方法有酸堿滴定、氧化還原滴定、絡(luò)合滴定以及沉淀滴定等經(jīng)典化學(xué)分析方法。由于化驗(yàn)室承擔(dān)著水、煤、油、氣等專業(yè)眾多分析項(xiàng)目，快速準(zhǔn)確地獲得數(shù)據(jù)一直是分析人員所關(guān)注的。近年來新建發(fā)電企業(yè)化驗(yàn)室中儀器配備更趨向全面、自動(dòng)化，與傳統(tǒng)化學(xué)分析方法相比，優(yōu)點(diǎn)不言而喻，但在很多情況下，儀器故障、性能不穩(wěn)等在很大程度上給化驗(yàn)人員帶來困擾，在此情況下就需要采用化學(xué)分析方法。本文以循環(huán)冷卻水中COD含量測定為例對其儀器分析法、化學(xué)分析方法進(jìn)行對比，以期為化驗(yàn)室合理選用分析方法，規(guī)范化驗(yàn)室管理提供參考。

1 方法簡介

1.1 儀器與試劑

1.1.1 分光光度法儀器設(shè)備及試劑

微波消解器HACH-DRB200，分光光度計(jì)HACH-DR1010

COD，配套儀器的試劑藥包。

1.1.2 氧化還原滴定法器皿與試劑

球管冷卻器、三角燒瓶，帶石棉網(wǎng)電爐，微量滴定管，硫酸溶液（量取33mL濃硫酸緩緩注入約60 mL水中，冷卻并稀釋至100mL），硫酸銀--硫酸溶液（10g/L），硝酸銀溶液（1g/L），硝酸鉍溶液（10g/L），重鉻酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（c（1/6K2Cr2O7）=0.02400mol/L），鄰菲羅啉亞鐵指示劑，硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（≈0.012mol/L），臨用前用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

1.2.1 分光光度法

在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在強(qiáng)酸介質(zhì)下以銀鹽為催化劑，經(jīng)過微波消解后，重鉻酸鉀被還原產(chǎn)生三價(jià)鉻（Cr3+），試樣中的化學(xué)耗氧量與三價(jià)鉻（Cr3+）產(chǎn)生的吸光度呈線性關(guān)系，其最大吸光度值在波長600nm波長處。

1.2.2 氧化還原滴定法

在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，在強(qiáng)酸介質(zhì)下以銀鹽為催化劑，經(jīng)沸騰回流后以鄰菲羅啉亞鐵為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水樣中違背還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵氨的量計(jì)算水樣中化學(xué)耗氧量的質(zhì)量濃度。測定中應(yīng)加入適量的硝酸銀和硝酸鉍以消除氯離子的干擾。

1.3 操作步驟

1.3.1 分光光度法

①打開分光光度計(jì)、消解器并將消解溫度設(shè)到165℃;

②移取10mL水樣加入試劑藥包皿中，同時(shí)做空白試驗(yàn)，將其放入升溫好的消解器中計(jì)時(shí)半小時(shí);③取出樣品冷卻，在分光光度計(jì)COD測定界面用空白試樣調(diào)零，接著測定水樣COD含量并讀數(shù)。

1.3.2 氧化還原滴定法

①移取10mL水樣錐形瓶中，加1.0mL硝酸銀溶液搖勻，再加1.0mL硝酸鉍溶液搖勻（當(dāng)氯離子含量在0.50g/L-3g/L時(shí)應(yīng)各加2mL）。移入5.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加幾顆碎瓷塊或沸石（預(yù)先用硫酸和重鉻酸鉀煮沸，洗凈），裝上球形冷凝管并通入冷卻水;②從冷凝器頂端管口小心緩慢加入20mL硫酸銀--硫酸溶液，搖勻，在管口蓋上小燒杯，用帶有石棉網(wǎng)的電爐加熱，從沸騰算起原水、除鹽水、鍋爐水加熱回流10min，循環(huán)冷卻水加熱回流40min（若回流時(shí)水樣出現(xiàn)綠色表明耗氧量過高，用除鹽水稀釋后重新測定）。稍冷后從冷凝器管口加入50mL水洗滌管壁，取下錐形瓶冷卻至室溫;③滴加鄰菲羅啉亞鐵指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至顏色從黃綠色突變至淺紅棕色即為終點(diǎn)，記錄消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。同時(shí)做空白試驗(yàn)記錄消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.4.1 分光光度法結(jié)果計(jì)算

實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接在分光光度計(jì)顯示面板讀出，如果水樣稀釋過，按照稀釋倍數(shù)進(jìn)行換算并記錄化驗(yàn)結(jié)果。

1.4.2 氧化還原滴定法結(jié)果計(jì)算

CODCr=1000c（V2-V1）M（O）/V0

式中：

CODCr-重鉻酸鉀耗氧量（以O(shè)計(jì)），㎎/L;c-硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L;V2-樣品滴定消耗硫酸亞鐵銨溶液的體積，mL;V1-空白消耗硫酸亞鐵銨溶液的體積，mL;V0-樣品體積，mL;M-氧（O）的摩爾質(zhì)量8g/mol。

2 方法對比

2.1 分光光度法的優(yōu)缺點(diǎn)

①所用試劑少，操作步驟簡便，省時(shí)省力;②分析結(jié)果可直接讀取，在儀器標(biāo)定及檢驗(yàn)良好的情況下，測定精密度好，準(zhǔn)確度高;③使用儀器自帶藥包成本高;受采購周期長的困擾，存在藥包不能及時(shí)到貨限制測定;藥包失效引起浪費(fèi);④因儀器自動(dòng)化程度高出現(xiàn)故障時(shí)需廠家維修，周期長影響化驗(yàn)工作。

2.2 氧化還原滴定法的優(yōu)缺點(diǎn)

①不受儀器故障、藥劑失效等制約，可以根據(jù)實(shí)際需要配制好所需的試劑進(jìn)行化學(xué)分析，不影響現(xiàn)場化驗(yàn)工作;②所需試劑原料存放周期長，可根據(jù)需要現(xiàn)用現(xiàn)配，成本較低;③操作中所需的化學(xué)試劑種類多，配制與標(biāo)定時(shí)間長，步驟繁瑣，對分析人員操作技能要求高，數(shù)據(jù)的精密度、準(zhǔn)確度與化驗(yàn)員操作技能關(guān)系很大;④耗費(fèi)人力大，在分析人員少，化驗(yàn)工作量大的情況下難以滿足現(xiàn)場需求。

3 實(shí)際應(yīng)用中兩種方法的合理選用

①在成本允許的前提下，配備自動(dòng)化程度高的儀器及推薦使用的藥包，并對化驗(yàn)員的儀器操作技能進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，會(huì)正確使用儀器并在儀器出現(xiàn)簡單故障時(shí)快速解決問題;②在配備儀器的化驗(yàn)室中，帶領(lǐng)化驗(yàn)分析人員進(jìn)行創(chuàng)新研究，配制替代配套試劑藥包的試劑，在進(jìn)行可行性試驗(yàn)后作為補(bǔ)充試劑進(jìn)行使用，既可替代試劑藥包節(jié)約成本，又能在試劑藥包失效或者使用完時(shí)進(jìn)行暫時(shí)替代，不影響現(xiàn)場生產(chǎn)工作;③加強(qiáng)化驗(yàn)人員技能培訓(xùn)，包括化學(xué)試劑性能的熟練掌握，試劑的配制與標(biāo)定，分析方法的熟練以及操作手法的精準(zhǔn)度，在儀器發(fā)生故障時(shí)及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的采用化學(xué)分析法進(jìn)行樣品分析，保證不出現(xiàn)化驗(yàn)不及時(shí)或數(shù)據(jù)失真;④儀器分析法在使用時(shí)會(huì)對樣品要求更高，一些干擾因素或者前置樣品處理需要使用化學(xué)方法，處理后的樣品方可用儀器進(jìn)行分析。

4 結(jié)語

目前化驗(yàn)室承擔(dān)的水、油、氣各專業(yè)分析項(xiàng)目多、任務(wù)重，指標(biāo)要求也更嚴(yán)格，這就要求分析人員既要快速測定又要精準(zhǔn)化驗(yàn)結(jié)果，所以在人員配置少，可控成本允許的前提下采購先進(jìn)儀器進(jìn)行快速、準(zhǔn)確測定，同時(shí)在儀器故障或者所用配套試劑藥包失效時(shí)，可以迅速采用化學(xué)分析方法進(jìn)行正確分析，即根據(jù)實(shí)際需要做到兩種方法的相互結(jié)合，一切以準(zhǔn)確快速完成現(xiàn)場分析工作，得到精確化驗(yàn)結(jié)果為目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 14420-2014.鍋爐用水和冷卻水分析方法化學(xué)耗氧量的測定 重鉻酸鉀快速法[S].中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2014.

[2]武漢大學(xué).分析法化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2010

[3]陳浩.儀器分析[M].北京：科學(xué)出版社，2019.

[4]上海世祿儀器有限公司（美國哈希公司）.DR1010COD測定儀方法手冊[Z].上海：2009

[5]上海世祿儀器有限公司（美國哈希公司）.DRB200用戶手冊[Z].上海：2013