Способ определения содержания влаги в твердых веществах

 

G 01 N 25/14

НИЯ (71 (7 ко (5

¹ кл

de

79 (5

Н (5 че

Институт электросварки им. Е.О. Патона

И.К. Походня, В.И, Швачко, А.Е. МарченЕ.Е, Федорина и В.П. Упырь

) Авторское свидетельство СССР

1495698, G 01 N 25/26, 1986.

Mass-spectrometric technique for the

ermlnatlon of trace amounts of water ln

tal halldes "Analyst", 1984, т. 109, № 6, с.

-794.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАЯ ВЛАГИ В ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВАХ

Изобретение относится к физико-химикому анализу материалов и может быть

Изобретение относится к физико-химиче кому анализу и может быть . спользован для контроля технологии в сварке, м таллургии, а также в геологии, минералоги, геохимии и других областях, Известен способ определения содержан я влаги в сварочных материалах, согласно ко орому пробу нагревают до 1000 С в пото1е осушенного кислорода, а выделившуюся влагу определяют гравиметрически, Недостатком этого способа является то, чт анализируемая влага может адсорбиров ться в соединительных коммуникациях на и . и к измерительному устройству и поэтому результаты анализа могут искажаться.

Кроме того, этот способ недостаточно чувст-в телен.

Наиболее близким техническим решением является способ определения содер-417у3346 А1 ользовано для контроля технологии в рке, металлургии, а также в геологии, нералогии, геохимии и других областях.

Сущность изобретения; пробу анализируемого вещества нагревают в вакууме, повышая температуру по линейному закону до полного выделения влаги, а газовую смесь анализируют в процессе ее выделения, используя масс-спектральный метод. При калибровке аналитической установки используют набор веществ, выделяющих известное количество влаги при известных температурах, определяют температурную зависимость чувствительности установки и анализ выполняют с учетом этой зависимости.

I жания влаги в твердых веществах, основанный на нагреве образца в высокотем- 4 пературной ячейке и непрерывном Ч) масс-спектрометрическом анализе выделя- (, ) ющейся газовой смеси. Сд

Для получения количественных данных ф применялась калибровка по методу полного испарения с использованием внутреннего стандарта, Временные зависимости массспектральных линий интегрировались и с учетом сечений ионизации и эффективности детектирования ионов определялось содержание влаги в веществе, Недогтатком этого способа является то, что измерения с использованием внутрейнего стандарта всегда выполняются с большой ошибкой. Низка даже воспроизводимость результатов, которая в этой работе определена величиной 4-40$. Кроме того.

3 : ::: . : ..-: .. 1793346-::::,";....., 4 : :,::,:. -- "- .-:х :.".:. -, етСя большая си!стематическая ошибка. щейся в твердом материале. Для анализиру- ,, обусловленная взаймодействием водяного -емого вещества последовательность пара, выделяющегося из анализируемого - операций такая же, а количество выделиввещества, с йагреваемыми поверхностями .5 шейся влаги определяют с учетом темпераячейки.." ..-;,:, - ;:" .: -:;--, - ::::.:::,:: —. ..:-,:. ::, : : :. : турной зависимости чувствительности

Поставленная цель достигается тем, что . саба. .температуру ячейки при калибровке и ана-,, 10: Для выполнения измерений использолизе" увеличиваЮт по "линейному закону с " вали уСтановку, оснащенную высокотемпе одинаковой скоростью, определяют темпе--- ратурной ячейкой и время "-; пролетным

"ратурную зависимость чувствительности масс-анализатором МСх-4. Образцы массой масс- спектральной установки по -влаге, ис-: . от 0.1 до 1 r помещали в ячейку; изготовлен пользуя набор химическйх. соединений. со-. "Б ную из молибдена. Установку откачивали держащих кристаллизационную или беэмасляной высоковакуумнай системой до химически связанную влагу и выделяющих давления 2 10 5 Па.. Ячейку с образцом ее в заданных точкахтемпературного интер- . нагревали до температуры 1200 К тепловым вала, а интегрированйе зависимости 1(z) " излучейием катода, а до более высокой тем полученной при нагреве пробы; выполняют 20 пературы электронной бомбардировкой. . с учетом температурной зависимости чувст-, Перед каждым измерением калибровали усвительности установки по влаге . . :...; ..:: ., ":- тановку по водяному пару,. йаходйцемуся .в

Предлагаемый crIocotI осуществляется- : газовой фазе. Для этого с помощью вентиля следукпцим образом;:::::::-: :-::.;,":::,:: ":.:::: тонкой регулировки повышали в камере

После подготовки ic:ðàáîòå в предвари- .25 па тельно прогретую ячейку помещают извест-.. . деляя изменение" интенсивности лйнии ное. копичество химически . чистoro . НгО:.. Для контроля стабильности чувствивещества; выделяющего в узком темпера-: тельности:установки использовали массотурном интервале извеСтное количеСтва ": вую линию N, регистрируемую при влаги. Последнее определяется расчетным 0 постояйном натекании азота, Чувствительйутем похимической:формуле используемо-, . ность установки по водяному пару составиго вещества. После вакуумирования ячейки ла величину (3 + 0,2)10 Па/мм шк.. в устайовку создают поСтоянное натекание Чувствительность установки по влаге, соинертного газа, по масс-спектральной ли- держащейся в твердом веществе; определинии которого в дальнейшем контролируют З5 ли, используя соду Ма СОз1ОНгО и слюду стабильность режима работы установки в мусковит КАДА!$!зО о)(ОЩ. .течение всего времени и вносят необходи-, Сода выделяет влагу при нагреве до мые поправки;: ":: : .: . : ".. :: .. 100 С, а слюда-мусковйт при температуре Перед началом каждого измерения до около 900 С, Из навески соды массой 0,2 r начала нагрева определяют чувствитель- 40 выделяется в газовую фазу 0.126 г влаги, а ностьустановки ло водяному пару путем из такого же количества слюды 0,009 г влаги. повышения его давления и измерения ин- Полноту выделения влаги контролировали, тенсивности масс-спектральной ливии анализируя остаток методом инфракрасной

НгО Затем водяной пар откачивают и:спектрометрии. включают нагрев высокотемпературной 45 Используя предварительно измерен ячейки, увеличивая температуру по линей- ную величину чувствительности установки ному закону до значения, необходимого для по водяйому пару и временные зависимости полного выделения влаги из находящегося интенсивности масс-спектральной линии в ячейке вещества. При этом измеряют ин- Н20 построили временные зависимости тенсивностьлинии Н20 илинии инертного 50 парциального давления водяного пара газа. Скорректированную по последней .Рн о(т) в камере установки при линейном временнуюэависимость линии Н20 интег- увеличении температуры ячейки с обраэрируют, сопоставляя полученную величину цом. Графическим интегрированием завистем известным количеством влаги, которое симостей Рн о (х) установили, что вы еляется и и наг еве. выделяется при нагреве, . чувствительность определения влаги, нахоПеречисленйые операции повторяют в дящейся в твердом веществе, составляет ве,той же последовательности для всех вы- личину 1 10-4 г при 100 С и 4 . 10-4 г при бранных веществ, выделяющих влагу при 900 С, По этим значениям была построена других температурах, По этим Результат !м зависимость чувствительности анализа властроят температурную зависимость чувст!

Ф о р м у л:а "и з о б р"е т е н и-я, определяют температурную зависимость, = . Способ определениясодержания влаги чувствительности масс-спектраль-ioA устав вердйх ееществах, заклачающийся в на- = новки по влаге,:используя набор химических

r еве образца в высокотемпературной ячей- .: соединений, содержащих кристаллиза ци- к и масс-спек гральном измерении . онную или химически связанную влагу и в делившейся прй этом влаги с использова- ." выделяющих ее в заданных точках темперан ем кал!иброво!чных данных, о т л и ч а ю - . :-:: турного интервала, при этом нагрев осущеи и с я тем.."что, с. целью повышения ствляют с той же- скоростью, что и при т чности определеви!я, предварйтельно .далъне!йшем определении.

Составитель В.Швачко

Техред М.Моргентал!

Корректор О,Густи

Редакто Е.Савина р

Заказ 500 : Тираж - . :. " :. --":.. Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета rio йзобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

: 5 .: : . 1793346 .- . . - 6 в м !прибли!жейии как линейная. При анали- .— и сумм!ир!о!ван!ием полученных значений оп з влаги: в образце с неиз!ве!стн!ым ee.:.." : ределялось количество влаги в образце. С держанием весь временной интервал за- - :. - Эксперименты с контрольными смеся- сймости Рй2о(т) разбивался на равные 5 ми твердых веществ гадт!вердили высокую астки и в каждом интервале определялаСь точность анализа влаги предлагаемым споннойтемпера!турнойзавйсимости. Грабари-,- . более, чем на 12 .

10;.