DLT918-2005 六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定法.docx

ICS 27.100 F24 备案号15316-2005  DL 中华人民共和国电力行业标准 DL/T 9182005 代替 SD309-1989 六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定法 Determination of hydrolysable fluoride content in sulphur hexafluoride 2005-02-14 发布 2005-06-01 实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布 DL/ T 918-2005 目 次 前言 Ⅱ 1 范围 2 原理 1 3 试剂 4 仪器及设备 1 5 分析步骤 2 6 结果计算 4 I DL/T918-2005 前 言 本标准是根据原国家经济贸易委员会关于下达2000年度电力行业标准制、修订计划项目的通知 电力[2000]70号文下达的计划任务，对SD309-1989 六氟化硫气体中可水解氟化物含量的测定 方法进行修订的。 六氟化硫气体中的可水解氟化物将对设备和固体绝缘材料造成腐蚀及加快劣化， 一定程度上可水解 氟化物含量的大小代表毒性的大小，是六氟化硫气体质量控制重要指标之一。 主要修订内容为 明确了本标准的适用范围； 保留了原标准的详细操作步骤和结果计算方法 采用μe/g来表示六氟化硫气体中可水解氟化物的含量。 本标准自实施之日起，代替原SD309-1989。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由电力行业电厂化学标准化技术委员会归口并解释。 本标准起草单位西安热工研究院有限公司。 本标准主要起草人孟玉婵。 本标准1989年2月首次发布，2005年2月第 一 次修订。 IⅡ DL/T9182005 六氟化硫气体中可水解氟化物含量测定法 1 范围 本标准给出了六氟化硫气体中可水解氟化物含量的比色测定方法和电极测定方法。 本标准适用于电气设备用六氟化硫气体中可水解氟化物含量的测定。 2 原理 本方法是利用稀碱与六氟化硫气体在密封的玻璃吸收瓶中水解，所产生的氟化物离子用茜素-镧络 合试剂比色法或氟离子选择电极法测定，结果以氢氟酸的质量与六氟化硫气体质量比μg/g 表示。 3 试剂 3.1 茜素氟蓝3氨基甲基茜素N 、N一双醋酸。 3.2 氢氧化铵溶液，分析纯密度0.880kg/m。 3.3 醋酸铵溶液，200g/L。 3.4 无水醋酸钠，分析纯。 3.5 冰醋酸，分析纯。 3.6 丙酮，分析纯。 3.7 氧化镧，含量99.99。 3.8 盐酸，0.1mol/L。 3.9 盐酸，2mol/L。 3.10 氟化钠，优级纯。 3.11 氢氧化钠溶液，0.1molL。 3.12 氢氧化钠溶液，5mol/L。 3.13 氯化钠，分析纯。 3.14 柠檬酸三钠含两个结晶水,分析纯。 4 仪器及设备 4.1 分光光度计，配备有2cm 或 4cm 玻璃比色皿。 4.2 玻璃吸收瓶，1000mL, 能承受真空13.3Pa。 4.3 球胆，大于1000mL。 4.4 U形水银压差计。 4.5 真空泵。 4.6 医用注射器，10mL 并配有一个6号注射针头。 4.7 pH 玻璃电极。 4.8 酸度计。 4.9 饱和甘汞电极。 4.10 氟离子选择电极。 4.11 电磁搅拌器。 4.12 盒式气压计，分度100Pa。 1 DL/T9182005 5 分析步骤 5.1 准备 5.1.1 茜素一镧络合试剂的配制 a 在50mL 烧杯中，称量0.048g 精确到0.001g 茜素氟蓝本标准3. 1,加入0. 1mL 氢氧化 铵溶液本标准3 .2,1mL 醋酸铵溶液本标准3.3及10mL去离子水，使其溶解。 b 在250mL容量瓶中，加入8.2g 无水醋酸钠3.4条和冰醋酸溶液[6.0mL 冰醋酸3 .5条和 25mL 去离子水]使其溶解。然后将上述茜素氟蓝溶液移入容量瓶中，并边摇荡边缓慢地加入 100mL 丙酮。 c 在50mL 烧杯中称量0.041g 精确到0.001g 氧化镧本标准3.7,并加入2.5mL 盐酸本 标准3.9,温和地加热以助溶解。再将该溶液移入上述容量瓶中，将溶液充分混合均匀，静置， 待气泡完全消失后，用去离子水稀释至刻度。 该试剂在15℃20℃下可保存一周，在冰箱冷藏室中可保存一个月。 注1如果茜素氟蓝溶液中有沉淀物，需用滤纸将它过滤到250mL 容量瓶中，再用少量去离子水冲洗滤纸，滤液一 并加到容量瓶中。 注2冲洗烧杯及滤纸的水量都应尽量少，否则最后液体体积会超过250mL。 注3加丙酮摇匀的过程中有气体产生，因此要防止溶液逸出，最后要把容量瓶塞子打开一下，以防崩开。 5.1.2 氟化钠储备液1mg/mL 的配制 称2.210g 精确到0.001g 干燥的氟化钠本标准3.10溶于50mL 去离子水及1mL 氢氧化钠溶 液本标准3.11中，然后转移至1000mL 的容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。此溶液储存于聚乙烯 瓶中。 5.1.3 氟化钠工作液 A1μg/mL 的配制 当天使用时，取氟化钠储备液按体积稀释1000倍。 5.1.4 氟化钠工作液 B0.1mol/L 的配制 称4.198g 精确到0.001g 干燥的氟化钠本标准3. 10,溶于50mL 去离子水及1mL 氢氧化钠溶 液本标准3.11中，然后转移到1000mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。 5.1.5 总离子调节液缓冲溶液的配制 将57mL 冰醋酸本标准3.5溶于500mL 去离子水中，然后加入58g 氯化钠本标准3.13和0.3g 柠檬酸三钠本标准3.14,用氢氧化钠溶液本标准3.12将其pH 调至5.05.5,然后转移到1000mL 容量瓶中并用去离子水稀释至刻度。 5.2 吸收方法 5.2.1 将球胆中的空气挤压干净，充满六氟化硫气体，再将六氟化硫气体挤压干净，然后再充满六氟化 硫气体。如此重复操作三次，使球胆内完全无空气，全部充满六氟化硫气体，旋紧螺旋夹图1中8。 5.2.2 将预先准确测量过体积的玻璃吸收瓶及充满六氟化硫气体的球胆，按图1所示安装好取样系统。 将真空三通活塞图1中2、3分别旋到a 和 b 的位置，开始抽真空。当U 形水银压差计液面稳定后 真空度为13.3Pa 时再继续抽2min, 然后将图1中真空活塞2旋到b 的位置，将图1中吸收瓶1与 真空系统连接处断开，停止抽真空。 5.2.3 缓慢旋松螺旋夹，球胆中的六氟化硫气体缓慢地充满玻璃吸收瓶。将图1中活塞2旋至c 瞬间后 再迅速旋至b, 使吸收瓶中的压力与大气压平衡。 5.2.4 用医用注射器将10mL 氢氧化钠溶液本标准3.11从胶管处缓慢注入玻璃吸收瓶中此时要用 手轻轻挤压充有六氟化硫气体的球胆，以使碱液全部注入。随后将图1中活塞2旋到d 的位置，旋紧 螺旋夹8,取下球胆，紧握玻璃吸收瓶，在1h内每隔5min 用力摇荡1min 一定要用力摇荡，使六氟化 硫气体尽量与稀碱充分接触。 2 DL/T9182005 1 玻璃吸收瓶2、3 真空三通活塞；4-U 形水银压差计5 球胆6 医用注射器7-上支管8 螺旋夹 图 1 振荡吸收法取样系统示意 5.2.5 取下玻璃吸收瓶上的塞子，将瓶中的吸收液及冲洗液一起并入一个100mL 小烧杯中，在酸度计 上用盐酸溶液本标准2.8和氢氧化钠溶液本标准2.11调节 pH 值为5.05.5,然后转入100mL 容 量 瓶 中 待 用 。 5.3 氟离子测定方法 5.3.1 比色法 a 在100mL容量瓶中加入10mL 茜素-镧络合试剂，用去离子水稀释至刻度混均后避光静置30min。 b 用 2cm 或4cm 的比色皿，在波长600nm 处，以加入了所有试剂的“空白”试样为参比测量其吸 光 度 ， 从 工 作 曲 线 上 读 取 氟 含 量 n₁。 c 绘制工作曲线。向五个100mL 的容量瓶中，分别加入0、5.0、10.0、15.0、20.0mL的氟化钠工 作液Alμg/mL 及少量去离子水，混匀后与样品同时加入10.0ml 茜素-镧络合试剂，以下操 作同本标准5.3.1a 及5.3.1b 项。用所测得的吸光度绘制氟离子含量μg 一吸光度 A 的 工作曲线图2每天测定都需重新绘制工作曲线。 0.5 04 吸光度A 03 02 0.1 0 5.0 10.0 150 200 氟离子含量ug 图2 比色法工作曲线示例 3 DL/T9182005 5.3.2 氟离子选择电极法 a 使用氟离子选择电极前，先将其在10molL 的氟化钠溶液中浸泡1h2h, 再用去离子水清洗， 使其在去离子水中的-mV 值为300～400。 b 将氟离子选择电极、甘汞电极及酸度计或高阻抗的 mV 计连接好，并用标准氟化钠溶液校验氟 电极的响应是否符合能斯特公式参考制造厂家说明书,若不符合应查明原因。 c 在5.2.5款的100mLVa 容量瓶中加入20mL 总离子调节液，用去离子水稀释至刻度。 d 把溶液转移到100ml 烧杯中，将甘汞电极及事先活化好的氟离子选择电极浸到烧杯的溶液中， 打开酸度计，开动搅拌器。待数值稳定后读取-mV 值，从工作曲线上读出样品溶液中的氟离子 浓度的-lg 值，然后算出氟离子浓度 n₂。 e 绘制工作曲线。用移液管分别向两个100mL 的容量瓶中加入10mL 氟化钠工作液B0.1molL, 在其中一个容量瓶中加入20mL 总离子调节液。然后用去离子水稀释至刻度，该溶液中氟离子浓 度为10mol/L。而在另一个容量瓶中则直接用去离子水稀释到刻度，该溶液中氟离子浓度亦为 10mol/L。再用移液管分别向两个100mL 的容量瓶中加入10mL 未加总离子调节液的10mol/L 的氟化钠标准液。在其中一个容量瓶中加入20mL 总离子调节液，然后用去离子水稀释至刻度， 该溶液中氟离子浓度为10mol/L; 而在另一个容量瓶中则直接用去离子水稀释至刻度，该溶液 中氟离子浓度亦为10mol/L 。 以相同方法依次配制加有总离子调节液的10⁴、10⁵、10⁶、 10⁶⁵moVL 的氟化钠标准溶液。以下操作同5.3.2d 项。用所测得的-mV 值与氟离子浓度负对数 -mV-lgF 绘制工作曲线图3每次测定都需重新绘制工作曲线。 图3 氟离子选择电极法工作曲线图例 6 结果计算 6.1 比色法结果计算 可水解氟化物含量以氢氟酸 HF 质量比表示的计算公式为 1 式中 HF 六氟化硫气体中以氢氟酸 HF 质量比表示的可水解氟化物含量，μg/g; n₁ 吸收瓶溶液中氟离子含量，μg; 4 DL/T9182005 V- 吸收瓶体积，L; p- 大气压力，Pa; t- 环境温度，℃ 19-氟离子的摩尔质量， g/mol; 20-氢氟酸摩尔质量， g/mol; 6.16-六氟化硫气体密度，g/L。 6.2 氟离子选择电极法结果计算 可水解氟化物的含量以氢氟酸 HF 质量比表示的计算公式为 2 式中 HF- 六氟化硫气体中以氢氟酸 HF 质量比表示的可水解氟化物含量，μg/g n₂- 吸收液中的氟离子浓度，mol/L; Va 吸收液体积，L p- 大气压力，Pa; V-- 吸收瓶的体积，L; -环境温度，℃; 20-氢氟酸摩尔质量，g/mol; 6.16-六氟化硫气体密度， g/L。 6.3 精密度 a 两次平行试验结果的相对偏差不能大于40。 b 取两次平行试验结果的算术平均值为测定值。 5