硼酸对分光光度法测量溶硅的影响

周 佳 楚建伟 陈伟忠

台山核电合营有限公司 广东 台山 529228

硼酸在常温下是一种弱酸，因其中子俘获截面大，压水堆核电站一回路水中添加硼酸作为中子吸收剂。为防止燃料包壳结垢，必须限制一回路水中溶硅含量，一般采用分光光度硅钼蓝法[1]测量溶硅的含量，由于一回路水中最主要的组分是硼酸，其它杂质含量极低，可以忽略，因此考察硼酸对溶硅测量的影响具有重要意义。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂 紫外-可见分光光度计：Lambda35型，美国PE公司；

硼酸：德国MERCK公司；

硅标准溶液：德国MERCK公司。

1.2 实验方法

1.2.1 标准工作溶液配制 用移液管取定量硅标准溶液加入比色管中并用高纯水定容至100m L，制得一系列Si标准工作标液，用于标准工作曲线建立。

1.2.2 模拟样品配制 取一系列比色管，用移液管依次加入一定量的硅标准溶液和硼酸溶液，定容至100m L，配制成一系列硅浓度相同，不同硼酸浓度以及相同硼酸浓度不同硅浓度的样品。

1.2.3 样品分析 将上述所有样品加入2mL1+1盐酸溶液，4mL 100g/L钼酸铵溶液，3mL100g/L草酸溶液，4mL1.5g/L1-2-4酸还原剂溶液，摇匀后静置5min。建立溶硅的标准工作曲线后，测量样品中溶硅浓度。

2 结果与讨论

2.1 硼酸对显色剂的影响 图1为不同浓度硼酸与溶硅显色剂反应后的吸光度值变化曲线。由图1可知，硼酸不与测量溶硅所使用的显色剂反应，吸光度值与高纯水参比溶液处于同一水平，并且随着硼酸浓度在50mg/kg至1400mg/kg范围内，吸光度值基本保持一致。

图1 不同浓度硼酸与显色剂吸光度值曲线

2.2 硼酸对溶硅吸收峰位置的影响 由于硼酸具有一定的络合效应，可能参与溶硅与显色剂的反应中去。图2为不同硼酸浓度对溶硅与显色剂的影响。通过全波长扫描的谱图可知：不同浓度硼酸的全波长扫描谱图基本重合，硼酸含量的增大时吸收峰的位置没有发生改变酸。

图2 不同浓度硼酸下溶硅吸收峰曲线

2.3 不同硼酸浓度对溶硅测量的影响 图3是选取一系列不同浓度的硼酸，试验对同一浓度溶硅测量的影响。溶硅浓度为0.5mg/L，硼酸浓度范围0-1400mg/kg，溶硅测量的最大允许误差范围为±5%。由图可知：随着硼酸浓度的增加，其吸光度值有轻微的上升趋势，然而所有测量值都在误差允许测量误差范围之内。因此对于实际工作而言，硼酸对溶硅测量的影响可以近似忽略。

2.4 硼酸浓度对不同溶硅测量的影响 图4为硼酸对不同浓度溶硅测量的影响。硼酸浓度分别取500mg/kg及1000mg/kg，溶硅浓度取0.1mg/kg，0.5mg/kg及1mg/kg，最大允许误差范围取5%。由图4可知：1000mg/kg与500mg/kg硼酸浓度下的溶硅标准工作曲线基本重合，且实际测量值均在最大允许误差范围之内；在溶硅实际测量的范围内，硼酸对低浓度及高浓度溶硅均影响较小。1000mg/kg硼酸浓度下的溶硅曲线比500mg/kg硼酸浓度下的稍高一些。其结果与图3中实验的结果是相符的。

图3 不同浓度硼酸下0.5mg/kg溶硅测量值

图4 同一硼酸浓度下不同浓度溶硅测量值曲线

3 结论

本文主要考察了一回路水中硼酸(≤1400mg/kg)对溶硅测量的影响，研究结果表明：采用纯水基体的标准工作曲线测量含硼溶液中硅含量在核电实际运行期间是可行的，硼酸基体对溶硅测量带来的误差是可接受的。