分析测试方法在发电厂化验室的合理选用

郝晓丽

摘 要：以目前实验室配置为前提，分别对仪器分析法以及化学分析法的使用情况、优缺点进行了比较，结合电厂化验室实际，对如何在仪器分析法与化学分析法之间的选用进行阐述，以期更好的规范化验室管理，保证化验分析的高效性、出具数据的准确性。

关键词：仪器分析法;化学分析法;优缺点;合理选用

0 引言

在电厂化验室中常用的仪器分析法有分光光度法、色谱法、电位滴定法等;化学分析方法有酸碱滴定、氧化还原滴定、络合滴定以及沉淀滴定等经典化学分析方法。由于化验室承担着水、煤、油、气等专业众多分析项目，快速准确地获得数据一直是分析人员所关注的。近年来新建发电企业化验室中仪器配备更趋向全面、自动化，与传统化学分析方法相比，优点不言而喻，但在很多情况下，仪器故障、性能不稳等在很大程度上给化验人员带来困扰，在此情况下就需要采用化学分析方法。本文以循环冷却水中COD含量测定为例对其仪器分析法、化学分析方法进行对比，以期为化验室合理选用分析方法，规范化验室管理提供参考。

1 方法简介

1.1 仪器与试剂

1.1.1 分光光度法仪器设备及试剂

微波消解器HACH-DRB200，分光光度计HACH-DR1010

COD，配套仪器的试剂药包。

1.1.2 氧化还原滴定法器皿与试剂

球管冷却器、三角烧瓶，带石棉网电炉，微量滴定管，硫酸溶液（量取33mL浓硫酸缓缓注入约60 mL水中，冷却并稀释至100mL），硫酸银--硫酸溶液（10g/L），硝酸银溶液（1g/L），硝酸铋溶液（10g/L），重铬酸标准滴定溶液（c（1/6K2Cr2O7）=0.02400mol/L），邻菲罗啉亚铁指示剂，硫酸亚铁铵标准滴定溶液（≈0.012mol/L），临用前用重铬酸钾标准溶液标定。

1.2 实验原理

1.2.1 分光光度法

在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，在强酸介质下以银盐为催化剂，经过微波消解后，重铬酸钾被还原产生三价铬（Cr3+），试样中的化学耗氧量与三价铬（Cr3+）产生的吸光度呈线性关系，其最大吸光度值在波长600nm波长处。

1.2.2 氧化还原滴定法

在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，在强酸介质下以银盐为催化剂，经沸腾回流后以邻菲罗啉亚铁为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定水样中违背还原的重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁氨的量计算水样中化学耗氧量的质量浓度。测定中应加入适量的硝酸银和硝酸铋以消除氯离子的干扰。

1.3 操作步骤

1.3.1 分光光度法

①打开分光光度计、消解器并将消解温度设到165℃;

②移取10mL水样加入试剂药包皿中，同时做空白试验，将其放入升温好的消解器中计时半小时;③取出样品冷却，在分光光度计COD测定界面用空白试样调零，接着测定水样COD含量并读数。

1.3.2 氧化还原滴定法

①移取10mL水样锥形瓶中，加1.0mL硝酸银溶液摇匀，再加1.0mL硝酸铋溶液摇匀（当氯离子含量在0.50g/L-3g/L时应各加2mL）。移入5.00mL重铬酸钾标准溶液，再加几颗碎瓷块或沸石（预先用硫酸和重铬酸钾煮沸，洗净），装上球形冷凝管并通入冷却水;②从冷凝器顶端管口小心缓慢加入20mL硫酸银--硫酸溶液，摇匀，在管口盖上小烧杯，用带有石棉网的电炉加热，从沸腾算起原水、除盐水、锅炉水加热回流10min，循环冷却水加热回流40min（若回流时水样出现绿色表明耗氧量过高，用除盐水稀释后重新测定）。稍冷后从冷凝器管口加入50mL水洗涤管壁，取下锥形瓶冷却至室温;③滴加邻菲罗啉亚铁指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至颜色从黄绿色突变至浅红棕色即为终点，记录消耗的硫酸亚铁铵标准溶液。同时做空白试验记录消耗的硫酸亚铁铵标准溶液。

1.4 实验结果

1.4.1 分光光度法结果计算

实验结果直接在分光光度计显示面板读出，如果水样稀释过，按照稀释倍数进行换算并记录化验结果。

1.4.2 氧化还原滴定法结果计算

CODCr=1000c（V2-V1）M（O）/V0

式中：

CODCr-重铬酸钾耗氧量（以O计），㎎/L;c-硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，mol/L;V2-样品滴定消耗硫酸亚铁铵溶液的体积，mL;V1-空白消耗硫酸亚铁铵溶液的体积，mL;V0-样品体积，mL;M-氧（O）的摩尔质量8g/mol。

2 方法对比

2.1 分光光度法的优缺点

①所用试剂少，操作步骤简便，省时省力;②分析结果可直接读取，在仪器标定及检验良好的情况下，测定精密度好，准确度高;③使用仪器自带药包成本高;受采购周期长的困扰，存在药包不能及时到货限制测定;药包失效引起浪费;④因仪器自动化程度高出现故障时需厂家维修，周期长影响化验工作。

2.2 氧化还原滴定法的优缺点

①不受仪器故障、药剂失效等制约，可以根据实际需要配制好所需的试剂进行化学分析，不影响现场化验工作;②所需试剂原料存放周期长，可根据需要现用现配，成本较低;③操作中所需的化学试剂种类多，配制与标定时间长，步骤繁琐，对分析人员操作技能要求高，数据的精密度、准确度与化验员操作技能关系很大;④耗费人力大，在分析人员少，化验工作量大的情况下难以满足现场需求。

3 实际应用中两种方法的合理选用

①在成本允许的前提下，配备自动化程度高的仪器及推荐使用的药包，并对化验员的仪器操作技能进行严格培训，会正确使用仪器并在仪器出现简单故障时快速解决问题;②在配备仪器的化验室中，带领化验分析人员进行创新研究，配制替代配套试剂药包的试剂，在进行可行性试验后作为补充试剂进行使用，既可替代试剂药包节约成本，又能在试剂药包失效或者使用完时进行暂时替代，不影响现场生产工作;③加强化验人员技能培训，包括化学试剂性能的熟练掌握，试剂的配制与标定，分析方法的熟练以及操作手法的精准度，在仪器发生故障时及时、快速、准确的采用化学分析法进行樣品分析，保证不出现化验不及时或数据失真;④仪器分析法在使用时会对样品要求更高，一些干扰因素或者前置样品处理需要使用化学方法，处理后的样品方可用仪器进行分析。

4 结语

目前化验室承担的水、油、气各专业分析项目多、任务重，指标要求也更严格，这就要求分析人员既要快速测定又要精准化验结果，所以在人员配置少，可控成本允许的前提下采购先进仪器进行快速、准确测定，同时在仪器故障或者所用配套试剂药包失效时，可以迅速采用化学分析方法进行正确分析，即根据实际需要做到两种方法的相互结合，一切以准确快速完成现场分析工作，得到精确化验结果为目标。

参考文献：

[1] GB/T 14420-2014.锅炉用水和冷却水分析方法化学耗氧量的测定 重铬酸钾快速法[S].中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2014.

[2]武汉大学.分析法化学[M].北京：高等教育出版社，2010

[3]陈浩.仪器分析[M].北京：科学出版社，2019.

[4]上海世禄仪器有限公司（美国哈希公司）.DR1010COD测定仪方法手册[Z].上海：2009

[5]上海世禄仪器有限公司（美国哈希公司）.DRB200用户手册[Z].上海：2013