DB15 T 688.3-2014 二氧化钍粉末化学分析方法 第3部分：二氧化钍粉末中氟的测定—高温水解离子选择性电极法.pdf

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1、ICS 71.060.20 G 13 备案号： 42090-2014 DB15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB15/T 688.3 2014 二氧化钍粉末化学分析方法 第 3部分：二氧化钍 粉末中氟的测定 高温水解离子选择性电极法 Chemistry analysis method for thorium dioxide powder Part3:Determination of fluoride in thorium dioxide powder by pyrohydrolysis-ion selective electrode method 2014-04-01发布 2014

2、-06-01实施 内蒙古自治区质量技术监督局 发布 DB15/T 688.3 2014 I 目 次 1 范围 . 1 2 方法提要 . 1 3 试剂材料 . 1 4 仪器设备 . 1 5 分析步骤 . 2 6 结果计算 . 3 7 方法精密度 . 3 8 注意事项 . 4 DB15/T 688.3 2014 1 二氧化钍粉末化学分析方法 第 3部分：二氧化钍粉末中氟的测定 高温水解离子选择性电极法 1 范围 本部分规定了二氧化钍粉末中氟含量的测定方法。 本部分适用于二氧化钍粉末中氟含量的测定。 测定范围： 5 g/g 1000 g/g。 2 方法提要 试样均匀的分布在 石英舟中，将石英舟置于

3、石英反应管中 部， 石英反应管 加热至 950 50 ， 以 氮气 载带 饱和水蒸汽进行高温水解反应，氟以氟化氢的形式被分离并吸收在 缓冲溶液中。用氟离子选择 性电极法测定。 离子选择性电极法测量氟离子的原理是以氟电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，根据所测 电位值与氟离子浓度对数成线性关系，先测量系列氟标准溶液电位值，绘制标准曲线，再测量试样溶液 的电位值，查得氟含量，进而计算出试样中氟含量。 有关化学反应原理如下： XF+H2O（蒸汽） HF+X+OH- 3 试剂材料 除非另有说明，分析时所用试剂均为满足国家标准的分析纯试剂，分析用水为满足国家实验室用水 二级水的去离子水，分析中用标准

4、物质均为国家有证标准物质。 3.1 乙酸钾。 3.2 冰乙酸： (CH3COOH) =1.05 g/cm3。 3.3 缓冲溶液：称取 0.1 g乙酸钾（ 3.1）溶于水中，加入 0.05 mL冰乙酸（ 3.2），转移至 1000 mL 容量瓶中并用水稀释至刻度，摇匀。 3.4 氟标准溶液：（ F） =1 mg/mL。 3.5 氟标准溶液：（ F） =10 g/mL。 3.6 普通钢瓶氮气，（ N2） = 99.99 %。 4 仪器设备 4.1 电子天平：最小分度值为 0. 1 mg。 4.2 高温水解装置（见图 1）。 DB15/T 688.3 2014 2 图 1 高温水解装置简图 注： 1

5、 管式炉； 2 石英反应管； 3 进样口磨口塞； 4 流量计； 5 氮气入口； 6 石英舟； 7 水汽发生器； 8 调压器； 9 接收瓶； 10 石英冷凝管。 4.3 管式电炉：最高温度 1300 ，由可控硅温度控制器控制炉温 950 50 。 4.4 石英反应管（参考尺寸见图 2）炉子应靠近出气口端，其石英反应管伸出长度小于 50 mm。 图 2 石英反应管 4.5 气体流量计，量程为 10 mL/min 1000 mL/min。 4.6 石英舟： 100 mm 10 mm 10 mm。 4.7 接收瓶： 50 mL容量瓶。 4.8 氟离 子选择性电极：线性测量范围为 10-1 mol/L

6、1 10-5 mol/L。 4.9 饱和甘汞电极。 4.10 离子计：量程为 1400 mV，最小分度值为 1 mV。 4.11 电磁搅拌器。 5 分析步骤 5.1 高温水解系统预热 管式电炉升温至 950 50 ，用调压器控制加热水蒸汽发生器的电炉温度 ， 使 水 保持 微沸状态， 打开压缩氮气调节阀并控制气体流量为 600 mL/min 700 mL/min，并用湿热气流不断冲洗石英反应管。 5.2 空白试验 5.2.1 将空石英舟置于已升温至 950 50 的管式电炉的石英管中部。 DB15/T 688.3 2014 3 5.2.2 取 5mL缓冲溶液（ 3.3）于 50 mL接收瓶中，

7、使导出管端部浸入缓冲溶液中。 5.2.3 控制高温水解馏分流速约为 2 mL/min，接收馏分体积约 40 mL。 5.2.4 用少量水冲洗导出管端部，将冲洗液合并于馏分试样中，用水稀释至刻度。 5.2.5 打开石英反应管塞子取出石英舟，水解过程完毕。 5.2.6 将试样溶液全部转入 100 mL烧杯中，放入搅拌子一只，以氟电极为指示电极，饱和甘汞电极为 参比电极，在电磁搅拌器上搅拌 3 min 5 min，当电位值稳定（在 2 min内保持不变）后，于离子计 上读取平衡电位值 E。 5.2.7 在绘制好的 E-log 标准曲线上查得空白溶液氟含量 。 5.3 标准曲线的绘制 在一系列 50m

8、L容量瓶中，分别加入 5mL缓冲溶液，加入氟标准溶液（ 3.5） 0.50 mL、 1.00 mL、 2.00 mL、 3.00 mL、 4.00 mL、 6.00 mL、 8.00 mL、 10.00 mL，用水稀释至刻度。按步骤（ 5.2.6）进行 测定，以电位值 E为纵坐标，以氟离子浓度对数的相反数为横坐标，绘制 E-log F曲线。 5.4 试料 称取 0.1 g 1 g试样，精确至 0.0001 g。 5.5 测定 5.5.1 将试料（ 5.4）均匀地分布在石英舟中，置于已升温至 950 50 的管式电炉的石英管中部。 5.5.2 按步骤（ 5.2.2 5.2.6）进行测定，在绘制好

9、的 E-log 标准曲线上查得待测溶液中氟含量 。 6 结果计算 试样中氟的含量以质量分数 aW 表示， 数值以微克每克（ g/g）表示， 按公式（ 1）计算。 mmmW 01 a . (1) 式中： aW 二氧化钍粉末中的氟含量，单位为微克每克（ g/g）； 1m 待测溶液 中 氟含量， 单位为微克（ g） ； 0m 高温水解空白试液测得氟含量，单位为微克（ g） ； m 试料的质量，单位为克（ g）。 结果保留至整数。 7 方法精密度 本方法的相对标准偏差优于 5 %。 DB15/T 688.3 2014 4 8 注意事项 8.1 氟电极在测试样品前，先在去离子水中浸洗，使其测量电位值小于

10、电极出厂规定的去离子水空白 电位值，然后置于 20 g/50 mL氟试液中适应（ 10 20） min，再经去离子水冲洗电极后方可测试样 品。 8.2 电极有迟滞效应，测试样品的氟浓度 顺序应由稀至浓，测定未知试样时，每个样品测试后均需用 去离子水洗至空白电位值，再进行下一个试样测试。 8.3 由于温度、电极性能等原因影响，不同时间的标准曲线有平移现象。故测试样品前需校正标准曲 线（ 3 4）个点。若平移小于 2 mV可将曲线平移后使用。若超过 2 mV，需重新绘制标准曲线以保证测 量结果准确。 8.4 测量平衡时间需根据样品含氟量高低决定，必须保证足够的平衡时间。测试试样的温度、搅拌速 度应与绘制标准曲线的测试温度、搅拌速度尽量一致。 _