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NB/SH/T 0207-2010 絕緣液中水含量的測(cè)定 卡爾·費(fèi)休電量滴定法
范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用卡爾·費(fèi)休電量滴定法測(cè)定絕緣液中水含量的方法,本標(biāo)準(zhǔn)適用于水在油中相對(duì)飽和度低于100%的絕緣液。電量法靈敏度高(通常能檢測(cè)10μg.水),本標(biāo)準(zhǔn)采用卡爾·費(fèi)休電量滴定儀器。
本標(biāo)準(zhǔn)推薦使用市售的卡爾·費(fèi)休電量滴定儀器和試劑。
方法概要
本標(biāo)準(zhǔn)基于試劑中的碘與水發(fā)生傳統(tǒng)的卡爾·費(fèi)休反應(yīng),碘被消耗,其反應(yīng)機(jī)理如式(1)和式(2):
式中:
RN一一堿。
當(dāng)?shù)馀c試樣中的水分反應(yīng)*,鉑電極會(huì)通過(guò)電量分析法檢測(cè)到滴定池阻抗的突變而指示終點(diǎn)。
本標(biāo)準(zhǔn)要求采用自動(dòng)滴定儀和市售的滴定試劑。滴定儀先通過(guò)電量法將卡爾·費(fèi)休試劑中的碘化物轉(zhuǎn)化為碘,當(dāng)試樣注人滴定池后,與水反應(yīng)消耗碘生成的碘化物在陽(yáng)極被氧化、電解為碘,鉑電極指示反應(yīng)終點(diǎn),還原碘所消耗的電流庫(kù)侖量通過(guò)法拉第方程轉(zhuǎn)換成試樣中的水含量。
滴定池: 庫(kù)侖滴定池由密封池及池內(nèi)由隔膜隔離開的陽(yáng)極和陰極組成,或密封池及池內(nèi)無(wú)隔膜隔離開的陽(yáng)極和陰極組成。兩種池中,陽(yáng)極部分充填一電解液,該電解液由二氧化硫、碘和含甲醇/氯.仿或甲醇/長(zhǎng)鏈醇溶劑及溶解在其中的胺組成。在有隔膜的池中,陰極部分充填類似的能發(fā)生.佳還原反應(yīng)的試劑。
意義與用途
絕緣液中的水含量可能對(duì)其電氣特性產(chǎn)生有害影響,水含量過(guò)高可能導(dǎo)致液體電介質(zhì)特性如擊穿電壓變差,而不能應(yīng)用于某些場(chǎng)合。
本試驗(yàn)方法適用于產(chǎn)品驗(yàn)收規(guī)范要求、絕緣液的處理控制和對(duì)在用電氣絕緣液的評(píng)價(jià)。
干擾
某些化合物如醛類、酮類、游離鹵素、大多數(shù)酸和氧化劑或還原劑都可能對(duì)卡爾·費(fèi)休電量滴定儀產(chǎn)生干擾,如果發(fā)現(xiàn)有終點(diǎn)漂移現(xiàn)象,則采用替代溶劑體系或其他滴定方法以保證測(cè)定質(zhì)量。如果終點(diǎn)漂移仍不能校正,應(yīng)先懷疑儀器的水當(dāng)量值,詳細(xì)的有關(guān)干擾物質(zhì)的討論參考有關(guān)滴定法測(cè)水的論著。
研究表明,樣品容器可能對(duì)絕緣液樣品中的水含量產(chǎn)生顯著影響,玻璃容器儲(chǔ)存樣品的過(guò)程中,水含量可能會(huì)加或減少,增減的大小取決于初始水含量、容器的清洗和干燥方式及試樣測(cè)定前的儲(chǔ)存時(shí)間。另外樣品瓶的烘干溫度不能超過(guò)110°C,而且在取樣時(shí)要先用待測(cè)試樣沖洗樣品瓶。
日常分析中,如果試樣殘油未從溶劑體系中*清除,可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。殘油量過(guò)多時(shí),與溶劑體系的混合可能不充分,導(dǎo)致試樣中的水分不能*測(cè)定。攪拌速度要合適,以不在試劑表面形成油層為宜,如果在大攪拌速度下還形成油層,則要停止試驗(yàn),清除油層。如果測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確,要廢棄電解池溶液。
裝配滴定池和加入溶劑體系后,應(yīng)旋動(dòng)溶劑體系潤(rùn)濕滴定池容器壁。
儀器
電量滴定儀: 由檢測(cè)電極、電解電極、滴定池、磁力攪拌器和控制單元組成。
檢測(cè)電極: 該電極對(duì)通過(guò)電流分析法測(cè)量電解池阻抗的突變指示滴定終點(diǎn)。
電解電極: 該電極對(duì)完成碘化物的陰極還原,使卡爾·費(fèi)休反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。電解電極是玻璃組件內(nèi)的隔膜分開的(或沒(méi)有隔膜分開的)一對(duì)鉑網(wǎng)或鉑絲。
滴定瓶: 合適容量的滴定瓶,能避免空氣中濕氣進(jìn)入,.好在底部有排泄塞子便于排放試劑。
攪拌器: 用于滴定過(guò)程中攪拌,由磁力攪拌器和封于玻璃或聚四氟乙烯中的攪拌棒組成,攪拌棒長(zhǎng)2cm~5cm,長(zhǎng)度馬滴定池相適宜。攪拌棒要*洗凈后,再用甲醇沖洗,在100°C的烘箱中烘干1h,使用前在干燥器中保存。處于電解池內(nèi)的攪拌棒,日常試驗(yàn)中不必再清洗和烘干。
轉(zhuǎn)移注射器: 使用與儀器生產(chǎn)商所推薦大小相符的注射器,可以是塑料或玻璃的注射器。玻璃注射器使用前要清洗并在100°C下烘干1h,塑料注射器在使用一次后應(yīng)廢棄。
針頭: 裝到注射器上,長(zhǎng)度足以將試件直接注射到卡爾·費(fèi)休試劑液面下,規(guī)格夠足大,易于樣品的轉(zhuǎn)移。
隔膜片: 用于密封試樣導(dǎo)入口,使試樣導(dǎo)入時(shí)受空氣中濕氣影響小。
密封脂: 如果儀器沒(méi)有采用墊圈密封,用密封脂使腔體與空氣中的濕氣隔離。
干燥箱: 真空型或真空循環(huán)型。
干燥器: 實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)型,帶變色硅膠。
分析天平: 感量為0.1mg。
試劑
除非另有說(shuō)明,所有試劑均為分析純。
電量法卡爾·費(fèi)休試劑: 市售試劑,附錄A提供了替代溶劑體系的信息。
陽(yáng)極試劑: 通常稱作電解池溶液。
陰極試劑: 通常稱作電解溶液。
水: 符合 GB/T 6682 的三級(jí)水要求。
驗(yàn)證溶液: 有市售的驗(yàn)證液,也可用長(zhǎng)鏈醇配制。
水飽和正辛醇溶液的水含量: 39.2mg/mL±0.85mg/mL。
水飽和正辛醇的制備: 在25°C下向正辛醇中加入水至混合物形成兩相,下層水相深度不小與2cm,充分混合后在室溫下靜止三天以上以達(dá)到*平衡。
注: 為保證準(zhǔn)確度,溶液在靜置后不能搖動(dòng)或者使兩相混合。吸取上層溶液并立即注入滴定池。溫度在10°C~30°C間,正辛醇水飽和度的變化<1%。
用1μL~2μL的水驗(yàn)證儀器的響應(yīng),響應(yīng)值為1000μg-2000μg,且精度在儀器規(guī)定的范圍內(nèi)。
安全注意事項(xiàng)
傳統(tǒng)上吡啶用作卡爾·費(fèi)休試劑的有機(jī)胺,然而已經(jīng)有市售的無(wú)吡啶配方的試劑。無(wú)吡啶試劑滴定速度更快、毒性較小、氣味輕,比含吡啶型更穩(wěn)定。本標(biāo)準(zhǔn)所有試劑可能含有有毒化學(xué)品,如碘、吡啶、二氧化硫、甲醇、氯.仿、氯代烴或其他有機(jī)材料,因此從滴定池中清除溶液和混合試劑時(shí)應(yīng)戴耐化學(xué)品的防護(hù)手套,小心操作以避免不必要的試劑蒸氣吸入,或皮膚或眼睛與試劑直接接觸。發(fā)生溢出事故時(shí)用大量的水沖洗受影響的部位。
取樣
絕緣液取樣采用 GB/T 7597。如果試樣混濁或含有游離水,可能很難獲取有代表性的樣品。
儀器準(zhǔn)備
*清洗并干燥滴定池后,依據(jù)儀器生產(chǎn)商的推薦方法組裝好滴定池。依據(jù)附錄B的詳細(xì)操作進(jìn)行清洗。
依據(jù)儀器說(shuō)明書的要求向滴定池內(nèi)填充適當(dāng)?shù)牡味ㄔ噭?br />開啟電源,按儀器說(shuō)明書的要求使儀器穩(wěn)定。
系統(tǒng)驗(yàn)證
試驗(yàn)開始前,使用適當(dāng)?shù)囊阎康尿?yàn)證溶液驗(yàn)證儀器和試劑滴定的準(zhǔn)確度。.好使用水含量范圍與試樣預(yù)計(jì)值接近的驗(yàn)證溶液來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)。在試驗(yàn)開始前使用驗(yàn)證溶液,如果驗(yàn)證溶液的測(cè)定結(jié)果超出水含量的給定值,則更換滴定試劑重新驗(yàn)證。
試驗(yàn)步驟
系統(tǒng)驗(yàn)證正常后,讓儀器在使用前重新穩(wěn)定。
依據(jù)儀器生產(chǎn)商提供的說(shuō)明書要求和水含量的預(yù)計(jì)范圍,確定樣品量。
采用適當(dāng)?shù)淖⑸淦骱歪橆^抽取試樣,取樣前用試樣對(duì)注射器和針頭清洗一次。
通過(guò)稱量注射器樣品前后的質(zhì)量差得到試樣的質(zhì)量,試樣質(zhì)量保留三位有效數(shù)字。也可以根據(jù)試樣在試驗(yàn)溫度下的密度確定體積后,用注射器注入一定體積的試樣。
滴定試劑可使用至驗(yàn)證溶液的測(cè)定結(jié)果不再準(zhǔn)確為止,詳見"系統(tǒng)驗(yàn)證"的驗(yàn)證溶液的使用說(shuō)明。
計(jì)算
大多數(shù)市售的卡爾·費(fèi)休電量?jī)x器會(huì)自動(dòng)計(jì)算水含量,以mg/kg表示,如果儀器不能自動(dòng)計(jì)算,則試樣中的水含量按式(3)計(jì)算:
式中:
X 一一水含量,mg/kg;
A 一一水的質(zhì)量,μg(儀器讀出值);
B 一一試樣質(zhì)量,g。
京都電子KEM 卡爾·費(fèi)休電量滴定法水分測(cè)定儀 MKC-710系列