DIN 51082-2003 Testing of ceramic raw materials and ceramic materials - Determination of pH value of suspensions of non-soluble powders《陶瓷原材料和陶瓷材料测试 不溶性粉末悬浮液pH值测定》.pdf

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1、DEUTSCHE NORM Februar 2003Prfung keramischer Roh- und WerkstoffeBestimmung des pH-Wertes von Suspensionennichtwasserlslicher Pulver51082ICS 81.060.10Testing of ceramic raw materials and ceramic materials Determinationof pH value of suspensions of non-soluble powdersEssai des matriaux cramiques Deter

2、mination de la valeur de pH dessuspensions de poudres non solublesInhaltSeite1 Anwendungsbereich 22 Normative Verweisungen. 23 Kurzbeschreibung des Verfahrens . 24 Grundlagen 25 Gerte. 36 Reagenzien 37 Probenahme und Probenvorbereitung. 48 Kalibrierung. 49 Durchfhrung 410 Angabe der Ergebnisse 511 P

3、rzision 512 Prfbericht. 5Anhang A (informativ) Ergebnisse des Ringversuches . 6Literaturhinweise . 8Fortsetzung Seite 2 bis 8Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, Ref. N

4、r. DIN 51082:2003-02nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet. Preisgr. 07 Vertr.-Nr. 0007Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinDIN 51082:2003-022VorwortDiese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NMP 264 Chemische Analyse von nichtoxidische

5、n keramischenRoh- und Werkstoffen des Normenausschusses Materialprfung (NMP) erarbeitet.1 AnwendungsbereichDiese Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung des pH-Wertes von Suspensionen nichtwasserlslicherPulver, z. B. keramischer Werkstoffe wie Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumoxid, Alumosilica

6、te, Graphit,Ru und Kohlepulver, fest. Das Verfahren ist geeignet, an nichtwasserlslichen Pulvern die Aciditt oderBasizitt bzw. die an der Oberflche haftenden Laugen- oder Surereste zu bestimmen. Sinngem istdiese Norm auch auf grberkrniges Material anwendbar.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt

7、durch datierte und undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen.Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sindnachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungen oder berarbeitungendieser Publikationen

8、nur zu dieser Norm, falls sie durch nderung oder berarbeitung eingearbeitet sind.Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation (einschlielichnderungen).E DIN 19261, pH-Messung Messverfahren mit Verwendung potentiometrischer Zellen Begriffe.DIN 19262, Steckb

9、uchse und Stecker geschirmt fr pH-Elektroden.DIN 19263, pH-Messung Glaselektroden.DIN 19264, pH-Messung Bezugselektroden.DIN 19268, pH-Messung von klaren, wssrigen Lsungen.DIN ISO 3696, Wasser fr analytische Zwecke Anforderungen und Prfungen; Identisch mitISO 3696:1987.3 Kurzbeschreibung des Verfahr

10、ensAus der festen pulverfrmigen Probe wird eine geeignete wssrige Suspension hergestellt und der pH-Wertder Probenlsung oder Suspension ber eine Glaselektrodenmesskette oder eine Einstabmesskette miteinem handelsblichen pH-Messgert bestimmt.4 GrundlagenDie saure Reaktion ist durch die Aktivitt der v

11、orhandenen Wasserstoffionen bestimmt, die basische durchdie Aktivitt der vorhandenen Hydroxidionen. Der pH-Wert (als Messgre) ist eine dimensionslose Zahl,die die Aciditt bzw. Basizitt einer wssrigen Lsung charakterisiert. Er ist definiert als der negativedekadische Logarithmus der molalen Wassersto

12、ffionen-Aktivitt (H+), dividiert durch die Molalittm0= 1 mol kg-1:0HlogpHm+=(1)DIN 51082:2003-023wobei+=HHH m (2)Dabei ist+H die Aktivitt des Wasserstoffions, in Mol je Kilogramm;+H der Aktivittskoeffizient des Wasserstoffions;G01Hm die Molalitt des Wasserstoffions, in Mol je Kilogramm.5 Gertebliche

13、 Laborgerte sowie folgende:5.1 pH-Messgert, ablesbar auf pH = 0,01;5.2 Glaselektrodenmesskette, bestehend aus einer Glaselektrode nach DIN 19263 und einerBezugselektrode nach DIN 19264 oder einer Einstabmesskette nach DIN 19261, bevorzugt mit Schliff-diaphragma.5.3 100-l-Pipette6 ReagenzienWhrend de

14、r Analyse sind nur Reagenzien bekannter analytischer Reinheit zu verwenden.6.1 Wasser, nach DIN ISO 3696, Qualitt 3.6.2 Referenzpufferlsungen, mit einem pH-Wert von z. B. pH = 4,0 0,1, pH = 7,0 0,1, pH = 9,0 0,1, pH = 10,0 0,1, z. B. Referenzpufferlsungen nach DIN 19266.6.3 Nichtionisches Tensid, in

15、 Form eines handelsblichen Hand-Geschirrsplmittels (flssig, pH-neutral).6.4 Kaliumchlorid-Lsung, c(KCl) = 3 mol/l.6.5 Natriumhydroxid-Lsung, c(NaOH) = 0,1 mol/l bzw. c(NaOH) = 0,01 mol/l, zur Herstellung vonKalibrierlsungen mit pH = 13,0 0,1 bzw. pH = 12,0 0,1.6.6 Salzsure-Lsung, c(HCl) = 0,1 mol/l

16、bzw. c(HCl) = 0,01 mol/l, zur Herstellung von Kalibrierlsungenmit pH = 1,0 0,1 bzw. pH = 2,0 0,1.DIN 51082:2003-0247 Probenahme und ProbenvorbereitungDie Probenahme muss so erfolgen, dass die zu untersuchende Probe reprsentativ fr die Gesamt-Materialmenge ist, z. B. nach DIN 51061-2, DIN 51701-2, DI

17、N 51940.Das Probenmaterial ist ohne zustzliche Probenvorbereitung wie geliefert zu prfen.8 KalibrierungDie Kalibrierung ist tglich bei Gebrauch nach dem Zweipunkt-Kalibrierverfahren nach DIN 19268durchzufhren.Das pH-Messgert (5.1) ist mit Hilfe der Referenzpufferlsungen (6.2) nach Angaben des Gerteh

18、erstellerszu kalibrieren.ANMERKUNG Die pH-Werte der Referenzpufferlsungen sollten so gewhlt werden, dass sie den pH-Wert derProbenlsung einschlieen.9 DurchfhrungEs ist zwingend darauf zu achten, dass sauber gespltes Glasgert (Borosilicatglas) verwendet wird. ZurKonditionierung ist das Becherglas ran

19、dhoch mit Wasser (6.1) zu fllen und ber Nacht stehen zu lassen.Nach Kalibrierung des pH-Messgertes (5.1) mit mindestens zwei Referenzpufferlsungen (6.2) ist dieElektrode abzusplen und bis zur Messung in Wasser (6.1) getaucht stehen zu lassen.Fr Graphit, Ru, Kohlepulver und Materialien mit Korngren 3

20、8 m, aber nicht porse Materialien, sind 40 g 0,01 g einzuwgen. Es sind100 ml Wasser (6.1) und mit Hilfe der 100-l-Pipette (5.3) 100 l Kaliumchlorid-Lsung (6.4) zuzusetzen.Bei der Prfung von Graphitpulver, Ru und anderen schwer wasserbenetzbaren Materialien sind derProbenlsung auerdem noch drei Tropf

21、en nichtionisches Tensid (6.3) hinzuzugeben.Die Probe ist 10 min zu schtteln oder auf einem Magnetrhrer zu rhren. Whrend der Feststoff-Sedimentation, d. h. nach etwa 5 min Standzeit, ist die Temperatur der Probenlsung zu messen und zunotieren sowie die Temperaturkompensation am pH-Messgert (5.1) ent

22、sprechend einzustellen.ANMERKUNG Moderne Messketten haben einen eingebauten Temperaturfhler.Die Einstab-Messkette oder Glaselektroden-Messkette ist in die Probenlsung zu tauchen und derpH-Wert, sobald dieser einen konstanten Wert erreicht hat, d. h. nach etwa 30 s bis 60 s, am pH-Messgert (5.1) abzu

23、lesen.ANMERKUNG Bei modernen pH-Messgerten wird das Erreichen eines stabilen Messwertes angezeigt.Die Elektrode ist aus der Probe zu entfernen, mit Wasser (6.1) abzusplen und bis zur nchsten Messungzu wssern.Es sind ausschlielich Doppelbestimmungen durchzufhren. Weichen die pH-Werte derDoppelbestimm

24、ung mehr als pH = 0,2 voneinander ab, ist die Prfung nach den Abschnitten 8 und 9 zuwiederholen.DIN 51082:2003-02510 Angabe der ErgebnisseDer pH-Wert als Mittelwert der Doppelbestimmung ist auf eine Stelle nach dem Komma zusammen mit derTemperatur der Probenlsung anzugeben.ANMERKUNG Die Temperatur w

25、ird zusammen mit dem pH-Wert angegeben, da die Temperaturabhngigkeit despH-Wertes der Probenlsung nicht durch die Einstellung der Temperaturkompensation am pH-Meter bercksichtigtwird.11 Przision11.1 WiederholprzisionDie absolute Differenz zwischen zwei voneinander unabhngigen einzelnen Prfergebnisse

26、n, die mitdemselben Verfahren an dem gleichen Probenmaterial in demselben Laboratorium von demselbenAnalytiker mit derselben Apparatur innerhalb eines kurzen Zeitabstandes gewonnen werden, wird dieWiederholgrenze r nicht in mehr als 5 % der Flle berschreiten. (Siehe E DIN ISO 5725-2.)Die bei einem R

27、ingversuch ermittelten Przisionsdaten sind im Anhang A (informativ) dargestellt.11.2 VergleichprzisionDie absolute Differenz zwischen zwei einzelnen Prfergebnissen, die mit demselben Verfahren an demgleichen Probenmaterial in verschiedenen Laboratorien von verschiedenen Analytikern mitunterschiedlic

28、hen Apparaturen gewonnen werden, wird die Vergleichgrenze R nicht in mehr als 5 % derFlle berschreiten. (Siehe E DIN ISO 5725-2.)Die bei einem Ringversuch ermittelten Przisionsdaten sind im Anhang A (informativ) dargestellt.12 PrfberichtDer Prfbericht muss die folgenden Angaben enthalten:a) Probenbe

29、zeichnung;b) Einwaage der Probe;c) Temperatur der Probenlsung;d) gemessener pH-Wert als Mittelwert der Doppelbestimmung;e) Hinweis auf diese Norm (d. h. bestimmt nach DIN 51082);f) Prflaboratorium, Ort und Datum der Prfung, Unterschrift des Prfenden.DIN 51082:2003-026Anhang A(informativ)Ergebnisse d

30、es RingversuchesDie Ringversuche wurden an zwei SiC-Proben und einer Probe aus Elektrographit durchgefhrt. DieKorngren aller Proben waren kleiner als 38 m. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte nachE DIN ISO 5725-2.Tabelle A.1 Ermittelte Przisionsdaten an der SiC-Probe Nr 1Benennung PrzisionsdatenA

31、nzahl der teilnehmenden Laboratorien 5Anzahl der Einzelwerte aller Laboratorien 15Anzahl der Ausreier 0Mittelwert, pHM4,511Wiederholstandardabweichung, sr0,049Wiederholgrenze, r: r = 2,8 sr0,137Variationskoeffizient der Wiederholgrenze, vr: vr= (sr /pHM)100, in % 1,086Vergleichstandardabweichung, sR

32、0,123Vergleichgrenze, R: R = 2,8 sR0,344Variationskoeffizient der Vergleichgrenze, vR: vR= (sR/pHM)100, in % 2,727Tabelle A.2 Ermittelte Przisionsdaten an der SiC-Probe Nr 2Benennung PrzisionsdatenAnzahl der teilnehmenden Laboratorien 5Anzahl der Einzelwerte aller Laboratorien 15Anzahl der Ausreier

33、0Mittelwert, pHM5,804Wiederholstandardabweichung, sr0,064Wiederholgrenze, r: r = 2,8 sr0,179Variationskoeffizient der Wiederholgrenze, vr: vr= (sr /pHM)100, in % 1,103Vergleichstandardabweichung, sR0,153Vergleichgrenze, R: R = 2,8 sR0,428Variationskoeffizient der Vergleichgrenze, vR: vR= (sR/pHM)100

34、, in % 2,636DIN 51082:2003-027Tabelle A.3 Ermittelte Przisionsdaten an der Probe aus ElektrographitBenennung PrzisionsdatenAnzahl der teilnehmenden Laboratorien 5Anzahl der Einzelwerte aller Laboratorien 15Anzahl der Ausreier 0Mittelwert, pHM10,437Wiederholstandardabweichung, sr0,125Wiederholgrenze,

35、 r: r = 2,8 sr0,350Variationskoeffizient der Wiederholgrenze, vr: vr= (sr /pHM)100, in % 1,198Vergleichstandardabweichung, sR0,191Vergleichgrenze, R: R = 2,8 sR0,535Variationskoeffizient der Vergleichgrenze, vR: vR= (sR/pHM)100, in % 1,830DIN 51082:2003-028LiteraturhinweiseE DIN 19260, pH-Messung Al

36、lgemeine Begriffe.DIN 19265, pH-Messung pH-Messumformer Anforderungen.DIN 19266, pH-Messung Referenzpufferlsungen zur Kalibrierung von pH-Messeinrichtungen.DIN 19267, pH-Messung Technische Pufferlsungen, vorzugsweise zur Eichung von technischenpH-Messanlagen.DIN 38404-5, Deutsche Einheitsverfahren z

37、ur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung Physikalische und physikalisch-chemische Kenngren (Gruppe C) Bestimmung des pH-Wertes (C 5).DIN 51061-2, Prfung keramischer Roh- und Werkstoffe Probenahme, Keramische Rohstoffe undfeuerfeste ungeformte Erzeugnisse.DIN 51701-2, Prfung fester Brennstoffe P

38、robenahme und Probenvorbereitung Durchfhrung derProbenahme.DIN 51940, Prfung von Kohlenstoffmaterialien Probenahme und Probenvorbereitung Feststoffe,feste Binde- und Imprgniermittel.DIN EN 12176, Charakterisierung von Schlamm Bestimmung des pH-Wertes; Deutsche FassungEN 12176:1998.DIN EN 1262, Grenz

39、flchenaktive Stoffe Messung des pH-Wertes von Tensidlsungen oder-dispersionen; Deutsche Fassung EN 1262:1996.DIN IEC 60746-1, Angabe des Betriebsverhaltens von elektrochemischen Analysatoren Allgemeines;Identisch mit IEC 60746-1, Ausgabe 1982.DIN IEC 60746-2, Angabe des Betriebsverhaltens von elektr

40、ochemischen Analysatoren Messung despH-Wertes; Identisch mit IEC 60746-2, Ausgabe 1982.E DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigkeit und Przision) von Messverfahren und Messergebnissen Teil 2: Grundlegende Methode fr die Ermittlung der Wiederhol- und Vergleichprzision einesvereinheitlichten Messverfahr

41、ens (ISO 5725-2:1994).ISO 10523, Water quality Determination of pH Wasserbeschaffenheit Bestimmung despH-Wertes.Joachim Putzien: pH-Fibel, Einfhrung in die pH- und Redox-Messtechnik, WTW, Weilheim, 1989.Herbert Bendlin: Reinstwasser von A bis Z, Grundlagen und Lexikon, VCH, 1995.K. Rommel: Die kleine Leitfhigkeitsfibel, WTW, 1980.H. Galster: pH-Messung in voll entsalztem Wasser, VGB Kraftwerkstechnik 59(1979)11.Helmuth Galster: pH-Messung: Grundlagen, Methoden, Anwendung, Gerte, VCH, Weinheim, 1990.