污垢组份的测定
本方法适用于循环冷却水系统污垢组份分析，其内容包括：
1、 样采集和预处理。
2、灼烧减量的测定。
3、酸不溶物的测定。
4、氧化钙和氧化镁的测定。
5、三氧化二铁的测定。
6、氧化锌的测定。
7、氧化二铝的测定。
8、氧化铜的测定、
9、五氧化二磷的测定。
通过污垢组份的测定，判别冷却水化学处理效果和揭示循环冷却水系统运行中的主要障碍。
1．0样采集和预处理
1．1污垢样品的采集
1．1．1垢样必须在有代表性的水冷器，并具有传热面的管壁上采集，一般情况下，不取封头和花板上的垢样。为了使每次污垢样品分析结果有可比性，应尽量在同一管程、同一位号采集污垢样品。
1．1．2记录采样地点(包括水冷器、管程、位号)以及水冷器工况条件(包括材质、介质、温度、水流速等)。
1．1．3记录采集垢样外观，包括颜色(褐色、灰白、棕红、灰褐等)，外形(块状、粒状、泥状等)及厚度。
1．1．4采集样品一般不得少于5g。
1．2垢样的预处理
1．2．1 如果垢样量大于10g，按四分法缩分至2g，移入瓷蒸发皿中，于105±5℃下干燥2~8小时。(时间长短根据试样含水量而定)。
1．2．2垢样稍冷后，于研钵中磨细到50~100目，然后于105±5℃下干燥至恒重备用。
1．3 污垢组成系统分析示意图，见图1-2。
样品 |
105℃干燥
磨细 | 105℃ | 550℃灼烧 |
| 950℃灼烧 |
| 酸处理 |
滤液 |
P2O5 |
| Fe2O3 |
| ZnO |
| NH4OH—NH4Cl分离 |
Al2O3 |
| CaO | MgO | CuO |
图1—2 污垢组成系统分析示意图
1．0减量的测定(重量法)
2．1 原理
根据灼烧前后重量差，求得灼烧减量。在550下灼烧前后的重量差表示有机物的含量。550~950℃灼烧前后的重量差表示碳酸盐的含量。
2．2 仪器
2．2．1 箱式电阻炉：1000
2．2．2电阻炉温度控制器：0~1000
2．2．3分析天平：感量0.001g。
2．3分析步骤
2．3．1550℃灼烧减量。
在预先经950±10℃ 灼烧至恒重的瓷坩埚中，称取经预处理后污垢样品0.5g(称准至0.0002g)，将坩埚移入电阻炉内于550 ±5 ℃下灼烧至恒重。
2．3．2550℃~950℃ 灼烧减量。
将于550℃ 下测定灼烧减量后的试样，移入电阻炉内于950±10 ℃下，继续灼烧至恒重。
2．4分析结果的计算
2．4．1550℃灼烧减量X1(%)，按下式计算：
式中： G1----灼烧前试样和坩埚的重量，克；
G2----经550℃ 灼烧后试样和坩埚的重量，克；
G------试样的重量，克。
2．4．2550~950℃灼烧减量X2(%)，按下式计算：
式中： G2----550℃ 灼烧后试样和坩埚的重量，克；
G3----950℃ 灼烧后试样和坩埚的重量，克；
G------试样的重量，克。
2．5 允许差
平行测定两结果差不大于0.5%。
2．6 结果表示
取平行测定两结果的算术平均值，作为污垢的灼烧减量。
3．0酸不溶物的测定(重量法)
3．1 原理
试样经盐酸、硝酸加热分解后，酸不溶部分用重量法测定。
3．2 试剂
3．2．1 盐酸。
3．2．2 硝酸
3．2．3 定量滤纸：中速。
3．2．4 硝酸银溶液：1g硝酸银，用水溶解，加1ml硝酸，用水稀释至100ml。
3．3 仪器
3．3．1 箱式电阻炉：1000
3．3．2 电阻炉温度控制器：1~1000。
3．3．3 砂浴。
3．3．4 分析天平：感量：0.0001g。
3．4 分析步骤
3．4．1 将测定灼烧减量后的试样，移入100ml瓷蒸发皿中，加少量水调成糊状。
3．4．2 慢慢加入10ml盐酸，于砂浴上蒸干，再加入10ml硝酸，再加热蒸干。
3．4．3 取下瓷蒸发皿加入10ml盐酸及约50ml温水，煮沸，充分搅拌后趁热用中速定量滤纸过滤，用1%硝酸溶液洗涤，再用热水洗涤到滤液中不含氯离子为止(用硝酸银检验)。滤液收集于250ml容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度，摇匀。
3．4．4 将滤纸移入预先恒重的瓷坩埚中，于电炉上小火灰化后，于950±10℃下灼烧至恒重。
3．5 分析结果的计算
酸不溶物的含量X3(%)，按下式计算：
式中： G4------圴烧后残渣和坩埚的重量，克；
G5------坩埚的重量，克；
G--------试样的重量，克。
3．6 允许差
平行测定两结果差不大于0.5%。
3．7 结果表示
取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样酸不溶物的含量。
4．0 氧化钙和氧化镁含量的测定(EDTA滴定法)
4．1 原理
在PH约5.5时，铁、铝离子与醋酸钠反应，生成碱式醋酸盐沉淀，与钙、镁离子分离。然后用EDTA滴定法进行氧化钙和氧化镁的测定。
4．2 试剂
4．2．140%氢氧化钠溶液。
4．2．220%氢氧化钾溶液。
4．2．31+2硝酸溶液。
4．2．412%醋酸钠溶液。
4．2．51+3三乙醇胺溶液。
4．2．6 钙指示剂——称取1g钙指示剂与100g干燥无水硫酸钾固体研磨混匀，贮存于棕色瓶中。
4．2．7 酸性格兰K—茶酚绿B指示剂—称取0.1g酸性格兰K和0.26g茶绿酚B置于研钵中，加入10g干燥无水硫酸钾固体，研磨混匀，贮存于棕色瓶中。
4．2．8 氨—氯化铵缓冲溶液——称取54g氯化铵溶于水中，加350ml氨水，用水稀释至1000ml。
4．2．90.01mol/LEDTA标准溶液
4．3 仪器
滴定管：25ml。
4．4 分析步骤‘
吸取测定酸不溶物后的滤液50ml于250ml锥形瓶中，用40%氢氧化钠溶液中和至呈现混浊，再加1+2硝酸使沉淀刚溶解，然后加入12%醋酸钠溶液10ml煮沸2~3分钟，使沉淀凝聚，稍冷后移入100ml容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度，摇匀，澄清后用快速滤纸干过滤。
4．4．1 氧化钙含量的测定。
吸取上述干过滤后溶液25ml，移入250ml锥形瓶中，加入约50ml水及1+3三乙醇胺5ml，20%氢氧化钾溶液5ml，摇匀，加入钙指示剂约30mg。用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色为终点。
4．4．2 氧化镁含量的测定。
吸取上述干过滤后溶液25ml，移入250ml容量锥形中，加入约50ml水及1+3三乙醇胺5ml。PH=10的氨---氯化铵缓冲溶液10ml，摇匀，加入酸性格兰K-茶绿酚B指示剂约30mg，用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色为终点。
4．5 分析结果的计算
4．5．1 氧化钙含量X4(%)，按下式计算：
式中： M------EDTA标准溶液的摩尔浓度，摩尔/升；
V-------滴定消耗EDTA标准溶液的体积，毫升；
56------氧化钙的摩尔质量，克/摩尔；
G-------试样的质量，克。
4．5．2 氧化镁的含量X5(%)，按下式计算：
式中： V1------滴定消耗EDTA标准溶液的体积，毫升；
V--------滴定氧化钙含量时消耗EDTA标准溶液的体积，毫升；
M-------EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升；
40.3-----氧化镁的摩尔质量，克/摩尔；
G--------试样的质量，克。
4．6 允许差
平行测定两结果差不大于0.5%。
4．7 结果表示
取平行测定两结果的算术平均值，作垢样中氧化钙、镁的含量。
5．0三氧化二铁含量的测定(EDTA滴定法)
5．1 原理
在PH1.7~2.2时Fe和EDTA形成络合物，以苯甲酰苯基羟胺为指示剂，用EDTA标准溶液滴定。
5．2 试剂
5．2．11+1氨水
5．2．22%苯甲酰苯基羟胺乙醇溶液(钽试剂)。
5．2．32mol/L***溶液。
5．2．40.01mol/L乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准溶液。
5．3 仪器
滴定管：25ml。
5．4 分析步骤
5．4．1 吸取测定酸不溶物后的滤液20~50ml，于250ml锥形瓶中，用水稀释至约75ml，用1+1氨水中和至PH1.5~2.5，加入5ml2mol/L***溶液。
5．4．2 将溶液加热到60~70，然后加入2%苯甲酰基羟胺指示剂约1ml，趁热用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为黄色即为终点。
5．5 分析结果的计算
三氧化二铁的含量X6(%)，按下式计算：
式中： M------EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升；
V-------滴定消耗EDTA标准溶液体积，毫升；
G--------试样的重量，克；
A--------吸取测定酸不溶物后滤液的体积，毫升；
159.68--------三氧化二铁摩尔质量，克/摩尔。
5．6 允许差
平行测定两结果差不大于0.2%。
5．7 结果表示
取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样的三氧化二铁的含量。
6．0 三氧化二铝含量的测定(EDTA滴定法)
6．1 原理
在络合滴定铁后的溶液中，加入过量EDTA标准溶液，调节溶液PH=4.5，煮沸，使铁与EDTA定量络合，以亚硝基R盐为指示剂，用硫酸铜标准溶液回滴过剩的EDTA标准溶液。
6．2 试剂
6．2．10.2%亚硝基R盐溶液；1-亚硝基-2-茶酚-3.6二磺酸钠；(C10H5Na2O8S2)。
6．2．2PH=4.5乙酸—乙酸铵缓冲溶液。
称取77g乙酸铵(称准至0.01g)溶于约500ml水中，加入59ml冰乙酸，用水稀释至1000ml。
6．2．30.01mol/LEDTA标准溶液。
6．2．40.01mol/L硫酸铜标准溶液。
6．2．4．1 称取2.495g硫酸铜(CuSO4 .5H2O)溶于约500ml水中，加入2-3滴浓硫酸，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度。
6．2．4．2 标定
吸取0.01mol/LEDTA标准溶液20ml，移入250ml锥形瓶中，加入约50ml水及PH4.5乙酸-—乙酸铵缓冲溶液20ml，加入0.2%亚硝基R盐指示剂约1ml，用0.01mol/L硫酸铜溶液滴定至溶液由浅黄色变为黄绿色即为终点。
6．2．4．3 计算
式中： M2-----硫酸铜标准溶液的浓度，摩尔/升；
M1-----EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升；
V1------加入EDTA标准溶液的体积，毫升；
V2------滴定消耗硫酸铜标准溶液的体积，毫升。
6．3 仪器
滴定管：25ml。
6．4 分析步骤
6．4．1 在测定三氧化二铁含量后的溶液中，准确加入20ml0.01mol/LEDTA标准溶液，摇匀，加入PH4.5乙酸-—乙酸铵缓冲溶液20ml，于电炉上加热煮沸5分钟，取下冷却。
6．4．2 加入0.2%亚硝基R盐约1ml，用0.01mol/L硫酸铜标准溶液滴定至溶液由浅黄色变为黄绿色即为终点。
6．5 分析结果的计算
三氧化二铝的含量X7(%)，按下式计算：
式中： M1------EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升；
V1------加入EDTA标准溶液的体积，毫升；
M2------硫酸铜标准溶液的浓度，摩尔/升；
V2-------滴定消耗硫酸铜标准溶液的体积，毫升；
G---------试样的重量，克；
A---------测定三氧化二铁含量时吸取滤液的体积，毫升；
101.96---三氧化二铝的摩尔质量，克/摩尔。
6．6 允许差
平行测定两结果差不大于0.2%
6．7 结果表示
取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样的三氧化二铝的含量。
7．0氧化锌含量的测定(EDTA滴定法)
7．1 原理
经测定酸不溶物的滤液中，加入氟化铵，消除铁、铝离子干扰，于PH5.5下，以二钾酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定试样中的锌离子。
7．2 试剂
7．2．1 氟化铵。
7．2．2．2mol/L氢氧化钠溶液。
7．2．30.01mol/L乙二胺四乙酸二钠标准溶液。
7．2．40.5%二甲酚橙溶液。
7．2．5PH5.5乙酸--乙酸钠缓冲溶液配制—称取200g醋酸钠(NaAC.3H2O)溶于150ml水中，加9ml冰醋酸，用水稀释到1000ml。
7．3 仪器
滴定管：25ml。
7．4分析步骤
7．4．1 吸取测定酸不溶物后的滤液10-50ml，移入250ml锥形瓶中，加入2g氟化铵，用水稀释至约75ml，用2mol/L氢氧化钠溶液调节PH约5-6，摇匀后加入10mlPH=5.5乙酸—乙酸钠缓冲溶液，温热至30-40℃。
7．5 分析结果的计算
氧化锌含量X8（%），按下式计算：
式中： M------EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升；
V-------滴定消耗EDTA标准溶液的体积，毫升；
G---------试样的重量，克；
A---------吸取测定酸不溶物后的滤液的体积，毫升；
81.4------氧化锌的摩尔质量，克/摩尔。
7．6 允许差
平行测定两结果差不大于0.4%。
7．7 计算表示
取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样的氧化锌的含量。
8．0 氧化铜含量的测定(BCO分光光度法)
8．1 原理
在分离铁、铝离子后的溶液中，在PH8~9时，铜离子与双环已酮草酰二腙反应生成兰色络合物，用比色法测定。
8．2 试剂
8．2．2 铜标准溶液：称取0.3929g硫酸铜(CuSO4.5H2O)，溶于水中，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，吸取上述稀释液25ml，移入250ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液1ml含0.01mg铜。
8．2．30.1%双环己酮草酰二腙（BCO）
称取0.5g双环己酮草酰二腙加入约50ml乙醇，在水浴上温热，搅拌，溶解后用水稀释至500ml，摇匀。
8．2．4PH8.5氨-----氯化铵缓冲溶液的配制：
称取氯化铵40g(称准至0.01g)，溶于适量水中加入氨水9ml，用水稀释至500ml。
8．3 仪器
分光光度计。
8．4 分析步骤
8．4．1 标准曲线的绘制
分别吸取1ml含0.01mg铜标准溶液0、1.0、3.0、5.0、7.0ml于5只50ml容量瓶中，依次加入15mlPH8.5氨—氯化铵缓冲溶液及15mlBCO溶液，用水稀释至刻度摇匀放置5分钟，用分光光度计于600nm处，用3cm比色皿，以试剂空白作参比，测其吸光度，用测得的吸光度为纵坐标，相对应铜含量（毫克）为横坐标，绘制标准曲线。
8．4．2 试样的测定
8．4．2．1 吸取测定氧化钙、氧化镁用的干过滤后滤液15ml，移入50ml容量瓶中。
8．4．2．2 用1+1氨水调节PH9左右，然后加入15ml氨—氯化铵缓冲溶液，15mlBCO溶液，用水稀释至刻度，摇匀 ，放置5分钟。
8．4．2．3 于600nm处，用3cm比色皿，以试剂空白作参比，测其吸光度，于标准曲线上查得相应的铜含量。
8．5 分析结果的计算
氧化铜的含量X9(%)，按下式计算：
式中： A------从标准曲线上查得铜离子含量，毫克；
G---------试样的重量，克；
1.251-----铜换算为氧化铜的系数。
8．6 允许差
平行测定两结果差不大于0.15%
8．7结果表示
取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样中的氧化铜的含量。
9．0五氧化二磷的含量测定(抗坏血酸法)
9．1 原理
样品经酸分解后的溶液，在酸性溶液中，正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸，再用抗坏血酸还原为磷钼兰。
9．2 试剂
9．2．1 钼酸铵溶液。
称取7.0克钼酸铵(称准至0.01g)溶于500ml水中，加入0.2g酒石酸锑钾及80ml硫酸，冷却后，用水稀释至1000ml，混匀，贮存于棕色瓶中。(有效期6个月)。
9．2．2 抗坏血酸溶液
称取17.6g抗坏血酸(称准至0.01g)，溶于约500ml水中，加入0.2g乙二胺四乙酸二钠及8ml甲酸，用水稀释至1000ml，混匀，贮存于棕色瓶中(有效期1个月)。
9．2．3 五氧化二磷标准溶液。
称取0.1917g预先在100-105 下烘干的磷酸二氢钾(KH2PO4)溶于水中，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，此溶液1ml含0.1mg五氧化二磷(P2O5 )。
9．3 仪器
9．3．1 分光光度计
9．3．2 电炉
9．4 分析步骤
9．4．1 标准曲线的绘制
分别吸取1ml含0.1mg五氧化二磷标准溶液0、1.0、3.0、5.0、7.0、9.0ml于5只50ml容量瓶中，依次向各瓶加入约25ml水及5ml钼酸铵溶液，摇匀，再加入3ml抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀，室温下放置10分钟，用分光光度计，于710nm处，用1cm比色皿，以水空白为参比，测其吸光度。用测得的吸光度为纵坐标，相对应的五氧化二磷( P2O5)含量(毫克)为横坐标绘制标准曲线。
9．4．2 试样的测定
吸取测定酸不溶物后的滤液0.5-5ml，于50ml容量瓶中，加约20ml水及5ml钼酸铵溶液，3ml抗坏血酸溶液，稀释至刻度，摇匀，室温下放置10分钟，于710nm处，用1cm比色皿，以水空白作参比，测其吸光度，于标准曲线上查得相应的五氧化二磷含量。
9．5 分析结果的计算
五氧化二磷含量X10 （%），按下式计算：
式中： C--------从标准曲线上查得五氧化二磷含量，毫克；
G---------试样的重量，克；
A---------吸取测定酸不溶物后的溶液的体积，毫升。
9．6 允许差
平行测定两结果差不大于0.2%。
9．7结果表示
取平行测定两结果的算术平均值，作为垢样中的五氧化二磷含量。
