文/国家矿山应急救援芙蓉队苟忠陈益能北京赛克德利科技有限公司王斌斌
从原理上来分析,氢氧化钙吸收二氧化碳的有效成分可以归功于样品中的氢氧根,通过测试所含氢氧根的量可计算出二氧化碳的吸收能力,因此本团队开发JC-I氢氧化钙质效测试设备,通过电化学方法,快速有效地测量氢氧根离子浓度,并使用自主开发的软件进行计算,让用户可以快速直接读出其所使用样品的二氧化碳吸收率。大大提高了所使用产品的被检查概率。
仪器组成。JC-I氢氧化钙质效测试设备主要设备为电子酸碱度分析测定仪一台,分析软件或对照表一套。采用pH酸碱分析法快速、准确判断氢氧化钙的质效,比对出二氧化碳吸收率等主要技术指标。
操作方法。打开电子酸碱度分析测定仪,按照说明对设备进行校准,一次校准后可多次使用。称取一定量待测样品,按照一定比例放入纯净水中,搅拌后,取上层液体测试。将所测得数据输入到所配备软件中,直接读取二氧化碳吸收率。
对于单位质量的氢氧化钙或者其他碱性颗粒,其吸收二氧化碳的原理可以简单表示为以下方程式:
对于样品中的非氢氧根类碱性氧化物,如氧化钙(CaO),其与二氧化碳反应方程式亦可简化为方程式(2)。
由上可知通过测试溶液中的OH-离子浓度就可推算出其吸收二氧化碳的能力,也就是二氧化碳吸收率,如下公式所示:
式中
X——二氧化碳吸收率;
pH——溶液所测得pH值;
m——待测样品总质量,g;
V——待测样品所配溶液总体积,L。
在此处,由于氢氧化钙在水中溶解度限制,因此测试时需要注意V:m须大于2,如,0.1g待测样品所需水溶液不低于0.2L。所测得样品可按照表1进行对比。
表1二氧化碳吸收率对照表
使用JC-I氢氧化钙质效测试设备准确测定二氧化碳吸收率的关键操作步骤在于准确地校正电子酸碱度分析测定仪。影响电子酸碱度分析测定仪校准的原因主要有两方面:其一,标校缓冲液失效。其二,酸碱度分析测定仪电极故障。
标校缓冲溶液真实pH值会受温度影响而发生变化,在使用过程中,应注意适用的环境温度。在多次使用时同一标准缓冲溶液时,插入的电极应冲洗干净且擦拭干净,防止将杂质和水带入标校缓冲溶液中改变标校缓冲溶液pH值。酸碱度分析测定仪电极故障后,将产生系统测量误差,导致测得的待测溶液pH值偏离待测溶液的真实pH值。
间断使用电子酸碱度分析测定仪时,每次使用前应对仪器进行校准标定。用指定的两种或三种不同pH值的标校缓冲液对电子酸碱度分析测定仪进行校准操作。线性校准完成后,抽取其中一瓶碱性标校缓冲溶液进行复查,测得的pH值接近标校缓冲液的标称值,满足误差要求,则电子酸碱度分析测定仪完好,可进行氢氧化钙吸收率测定操作(表2)。
表2电子酸碱度分析测定仪校准结果
将电子酸碱度分析测定仪校准完成后,选择不同厂家、不同批号的氢氧化钙进行测试。分别取0.2g氢氧化钙药剂,加入不同编号的400ml蒸馏水烧杯中,充分搅拌、
溶解后,分别测得各烧杯中氢氧化钙溶液pH值,具体结果见表3。
表3氢氧化钙溶液pH值测量值吸收率
通过实验测得不同氢氧化钙溶液的pH值数据准确、可靠,平行实验结果的偏差度小,计算得出的二氧化碳吸收率符合实际情况。
使用JC-I氢氧化钙质效测试设备测定二氧化碳吸收率,具有以下特点。
操作程序简单、速度快,避免了传统分析方法在夏季高湿度环境中使用无水氯化钙时因潮解吸水而带入的测量误差。
平行实验重复性好,测量结果相差度小,避免了传统分析方法二氧化碳气源减压器不稳定而导致流量、压力变化情况。
相对于传统分析方法,JC-I氢氧化钙质效测试设备的消耗药品中无浓硫酸和二氧化碳等有毒有害化学药品,降低了药品管理难度,减少了操作过程可能出现的意外伤害事故。