NB/SH/T 0207-2010 绝缘液中水含量的测定 卡尔·费休电量滴定法

适用于水在油中相对饱和度低于100%的绝缘液(1.1)。

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适用范围

适用于水在油中相对饱和度低于100%的绝缘液(1.1)。 电量法灵敏度高,通常能检测10 μg水(1.1)。 推荐使用市售的卡尔·费休电量滴定仪器和试剂(1.2)。 采用国际单位制(SI)单位(1.3)。 不适用:现有资料未提供明确列出不适用范围;附录A指出某些高黏度油和硅油可能给出错误结果,可用替代溶剂体系解决(A.1)。

方法原理

基于试剂中的碘与水发生传统的卡尔·费休反应,碘被消耗(3.1)。 反应机理如式(1)和式(2)(原文式(1)、式(2)〔原文不清〕存在噪声,〔待核〕(〔原文不清〕))。 当碘与试样中的水分反应完全,铂电极会通过电量分析法检测到滴定池阻抗的突变而指示终点(3.1)。 采用自动滴定仪和市售滴定试剂;滴定仪先通过电量法将卡尔·费休试剂中的碘化物转化为碘,试样注入滴定池后,与水反应消耗碘生成的碘化物在阳极被氧化、电解为碘,铂电极指示反应终点,还原碘所消耗的电流库仑量通过法拉第方程转换成试样中的水含量(3.2)。 滴定池:库仑滴定池由密封池及池内由隔膜隔离开的阳极和阴极组成,或密封池及池内无隔膜隔离开的阳极和阴极组成;阳极部分充填电解液,由二氧化硫、碘和含甲醇/氯仿或甲醇/长链醇溶剂及溶解在其中的胺组成;有隔膜的池中,阴极部分充填类似的能发生最佳还原反应的试剂(3.3)。

主要仪器

电量滴定仪:由检测电极、电解电极、滴定池、磁力搅拌器和控制单元组成(6.1)。 检测电极:该电极对通过电流分析法测量电解池阻抗的突变指示滴定终点(6.1.1)。 电解电极:该电极对完成碘化物的阴极还原,使卡尔·费休反应继续进行。电解电极是玻璃组件内的隔膜分开的(或没有隔膜分开的)一对铂网或铂丝(6.1.2)。 滴定瓶:合适容量的滴定瓶,能避免空气中湿气进入,最好在底部有排泄塞子便于排放试剂(6.2,〔原文不清〕存在噪声,〔待核〕(〔原文不清〕))。 搅拌器:用于滴定过程中搅拌,由磁力搅拌器和封于玻璃或聚四氟乙烯中的搅拌棒组成,搅拌棒长2 cm~5 cm,长度与滴定池相适宜。搅拌棒要彻底洗净后,再用甲醇冲洗,在100℃的烘箱中烘干1 h,使用前在干燥器中保存。处于电解池内的搅拌棒,日常试验中不必再清洗和烘干(6.3)。 转移注射器:使用与仪器生产商所推荐大小相符的注射器,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℃下烘干1 h,塑料注射器在使用一次后应废弃(6.4)。 针头:装到注射器上,长度足以将试样直接注射到卡尔·费休试剂液面下,规格足够大,易于样品的转移(6.5)。 隔膜片:用于密封试样导入口,使试样导入时受空气中湿气的影响最小(6.6)。 密封脂:如果仪器没有采用垫圈密封,用密封脂使腔体与空气中的湿气隔离(6.7)。 干燥箱:真空型或空气循环型(6.8)。 干燥器:实验室标准型,带变色硅胶(6.9)。 分析天平:感量为0.1 mg(6.10)。

试剂与标准物质

除非另有说明,所有试剂均为分析纯(第7章)。 电量法卡尔·费休试剂:市售试剂,附录提供了替代溶剂体系的信息(7.1)。 阳极试剂:通常称作电解池溶液(7.1.1)。 阴极试剂:通常称作电解溶液(7.1.2)。 水:符合 GB/T 6682 的三级水要求(7.2)。 验证溶液:有市售的验证液,也可用长链醇配制(7.3)。 水饱和正辛醇溶液的水含量:39.2 mg/mL ± 0.85 mg/mL(7.3.1)。 水饱和正辛醇的制备:在25℃正辛醇中加入水至混合物形成两相,下层水相深度不小于2 cm,充分混合后在室温下静置一天以上以达到完全平衡(7.3.2)。 注:为保证准确度,溶液在精取后不应再摇动或使两相混合。吸取上层溶液并立即注入滴定池。温度在取样时水饱和度的变化1%(7.3.2注,〔原文不清〕存在噪声,〔待核〕(〔原文不清〕))。 验证仪器的响应,响应值为1000 μg~2000 μg,且精度在仪器规定的范围内(7.3.3,〔原文不清〕存在噪声,〔待核〕(〔原文不清〕))。 安全注意事项(第8章):传统上吡啶用作卡尔·费休试剂的有机胺,然而已经有市售的无吡啶配方的试剂。无吡啶试剂滴定速度更快、毒性较小,气味轻,比含吡啶型更稳定。本标准所用试剂可能含有有害化学品,如碘、吡啶、二氧化硫、甲醇、氯仿、氯代烃或其他有机材料,因此从滴定池中清除溶液和混合试剂时应戴耐化学品的防护手套,小心操作以避免不必要的试剂蒸气吸入,或皮肤或眼睛与试剂直接接触。发生意外事故时用大量的水冲洗受影响的部位。

关键条件

仪器准备(第10章): 彻底清洗并干燥滴定池后,依据仪器生产商的推荐方法组装好滴定池。依据附录B的详细操作进行清洗(10.1)。 依据仪器说明书的要求向滴定池内填装合适的滴定试剂(10.2)。 开启电源,按仪器说明书的要求使仪器稳定(10.3,〔原文不清〕存在噪声,〔待核〕(〔原文不清〕))。 系统验证(第11章):试验开始前,使用适当的已知水含量的验证溶液(见7.3)验证仪器和试剂滴定的准确度。最好是使用水含量范围与试样预计值接近的验证溶液来验证系统。在试验开始前使用验证溶液,如果验证溶液的测定结果超出水含量的给定值,则更换滴定试剂重新验证。 搅拌速度要合适,以不在试剂表面形成油层为宜,如果在最大搅拌速度下还形成油层,则要停止试验,清除油层(5.3)。 装配滴定池和加入溶剂体系后,应旋动溶剂体系润湿滴定池容器壁(5.4)。

计算与结果

大多数市售的卡尔·费休电量仪器会自动计算水含量以 mg/kg 表示,如果仪器不能自动计算,则试样中的水含量按式(3)计算(第13章): X = A / B 式中: X——水含量,mg/kg; A——水的质量,μg(仪器读出值); B——试样质量,g。 报告:试样水含量,修约至整数,以 mg/kg 表示(14.1.1);试样编号(14.1.2);试样温度(如果可能)(14.1.3)。

质量控制

本方法精密度是依据9个样品在37个实验室的试验结果所得。按下列规则判断新的和使用过的绝缘液试验结果的精密度(95%置信水平)(15.1.1)。 重复性 r:同一操作者使用同一台仪器,在同一实验室和相同的操作条件下,在0 mg/kg~50 mg/kg 的水含量范围,对同一试样两个连续试验结果之差不应超过7 mg/kg(15.1.2)。 再现性 R:不同操作者在不同实验室,使用不同仪器,在0 mg/kg~50 mg/kg 水的含量范围,对同一试样测得的两个单一、独立的试验结果之差不应超过14 mg/kg(15.1.3)。 偏差:由于没有合适的已知水的精确含量的标准物质,还不能通过实验室间协同的研究,获得本标准的偏差(15.2)。 本标准对矿物油型样品中水含量的典型检测限(MDL)是8 mg/kg(15.3)。 注1:本标准 MDL 定义为7 mL样品时所能测定的最低浓度(在95%置信水平)(15.3注1)。 注2:对单个实验室而言,可利用同一样品n次重复测定结果按式(4)计算:MDL0.95 = t(n-1, 0.95) × S(15.3注2,〔原文不清〕存在噪声,〔待核〕(〔原文不清〕))。 式中:t(n-1, 0.95)——自由度n-1,95%置信水平的t值;S——重复测定的标准偏差。 单个实验室计算所得的检测限与实验室间协同研究中计算所得的检测限可能不同(15.3注2)。 附录A.7:由于绝缘液和溶剂体系种类繁多,在这种改进的条件下本标准无法给出精密度和偏差。

引用文件

GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法(GB/T 6682—2008,ISO 3696:1987 MOD)(第2章) GB/T 7597 电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法(第2章) ASTM D1533-00(2005)(前言,修改采用)

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