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硅酸根分析仪的原理
发布时间:2011/5/28  阅读次数:12176  字体大小: 【】 【】【
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硅酸根分析仪是分析水中可溶性二氧化硅和硅酸盐含量的仪器,目前普遍采用钼蓝法测量水中微量硅的含量。由于钼蓝法是先将水中的硅化物转变成可溶性正硅酸(H4SiO4),通过分析水中硅酸根含量进行测量的,所以将其称为硅酸根分析仪。
  水中微量硅的含量,通常换算成每立升水中所含二氧化硅(SiO2)的微克数来表示,所以也将其称为二氧化硅分析仪,简称硅表。
  水中硅化物的存在是造成水垢的原因之一。水垢由于其热导率远比金属小,致使影响过滤传热,造成热量损失和燃料浪费,同时也会使锅炉产生局部过热而损坏。水垢还会引起沉积物下面金属的腐蚀,危机锅炉的安全运行。此外,硅化物由于能溶解在高压蒸汽中,而被携带到汽轮机内,在汽轮机的喷嘴和叶片上形成二氧化硅(SiO2)沉积物,危机汽轮机的安全运行。因此,对锅炉给水的处理极为重要。
  在锅炉给水处理中,通过混凝沉淀及离子交换法除硅,但一般难以达到完全纯净的程度,根据锅炉给水水质的标准,要求SiO2<20μg/L。硅表可用来监测除硅过程中的除硅质量,检测锅炉给水中的微量硅含量。
  17.1 钼蓝法硅酸根离子分析仪的测量原理
  在酸性溶液中,水中硅会与显色剂钼酸盐产生显色反应,生成硅钼黄,再与还原剂生成硅钼蓝,使溶液呈蓝色。蓝色的深浅程度又与试剂水中的硅的含量有关,从而可通过光电比色或分光光度法测定吸光度而求得待测试样水中的硅含量。
  根据测定的元素不同,钼蓝法有硅钼蓝和磷钼蓝等。硅钼蓝法用于测定水中硅的含量。磷钼蓝法案用于测定水中磷的含量。硅钼蓝法的分析过程一般可分为三个阶段,即显色、加掩蔽剂和还原。
  ①显色 在加有硫酸的酸性溶液中,使水中硅转变成可溶性正硅酸盐H4SiO4,然后与钼酸盐在微酸性溶液中进行显色反应,生成黄色硅钼杂多酸,称为硅钼黄,其分子式为H4SiMo12O40。
  ②加掩蔽剂 由于水中的铁、磷和申均能与钼酸盐起显色反应,也生成黄色络合物,当加入还原剂时,又会与硅钼黄一起被还原成钼蓝,因而会干扰硅的测定。为此,在对硅钼黄进行还原之前,先加入掩蔽剂(例如酒石酸、草酸),使得干扰离子与掩蔽剂生成无色稳定的络合物,从而达到防止干扰分析的目的。
  ③还原 硅钼黄在还原剂的作用下,会被还原成蓝色的硅钼杂多酸,称为硅钼蓝,其分子式为 .
  硅钼蓝法常用的试剂除H2SO4与水中的硅生成可溶性正硅酸外,作为显色剂的钼酸盐有钼酸铵、钼酸钠;作为掩蔽剂的有酒石酸、草酸;作为还原剂的有1-氨基-2-萘酚-4-磺酸之外,尚有称为罗多耳和万年青糖醇等有机还原剂。
  17.2 硅分析仪的结构和一般工作过程
  硅分析仪一般由采样及预处理、钼蓝法比色测定和操作-控制三部分组成,待测的工业用水经采用及预处理后,成为合乎硅表所要求的试样水,这一段属于采样及预处理部分;对试样水进行显色及比色测定到显示输出,为比色测定部分;操作控制整个系统的开关和电磁阀顺序动作的为操作控制部分。
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