Vajalik on määrata kuivaine kogus ja SCHSPK lisandi töölahuse kogus 1 tonni tsemendi-liiva segu valmistamiseks.
Arvutamiseks võeti vastu järgmine segu koostis (massiprotsent):
liiv - 90, tsement - 10, vesi - 10 (üle 100%), SCHSPK (% tsemendi massist kuivaines). Liiva niiskusesisaldus on 3%.
1 t (1000 kg) segu valmistamiseks aktsepteeritud koostise jaoks on vett vaja 1000 0,1 \u003d 100 kg (l). Täitematerjal (liiv) sisaldab 1000 0,9 0,03 = 27 liitrit vett.
Vajalik veekogus (võttes arvesse selle sisaldust täitematerjalis) on: 100 - 27 = 73 liitrit.
Veevaba SCHSPK lisandi kogus 1 tonni 10% (100 kg) tsemendisisaldusega segu valmistamiseks 1 tonnis segus on: 100 0,020 = 2 kg.
Kuna lisaainet SCHSPK tarnitakse 20–45% kontsentratsiooniga lahuse kujul, on vaja kindlaks määrata kuivaine sisaldus selles. Võtame selle võrdseks 30%. Seetõttu sisaldab 1 kg 30% kontsentratsiooniga lahust 0,3 kg veevaba lisandit ja 0,7 l vett.
Määrame vajaliku koguse SCHSPK 30% kontsentratsiooniga lahust 1 tonni segu valmistamiseks:
6,6 kg kontsentreeritud lisandilahuses sisalduva vee kogus on: 6,6 - 2 = 4,6 liitrit.
Seega on 1 tonni segu valmistamiseks vaja 6,6 kg 30% kontsentratsiooniga lisandilahust ja 68,4 liitrit lahjendamiseks vett.
Sõltuvalt segisti vajadusest ja võimsusest valmistatakse vajaliku mahuga töölahus, mis on defineeritud lisaainelahuse ja vee kulu (1 tonni segu kohta), selle segisti tootlikkuse ja tööaeg (tundides). Näiteks segamistehase võimsusega 100 t/h ühe vahetuse (8 tundi) kohta on vaja valmistada järgmine töölahus: = 54,72 (t) lahjendamiseks vett.
SCHSPK 30% kontsentratsiooniga lahus valatakse vette ja segatakse hästi. Valmistatud töölahuse saab veedosaatoriga segistisse juhtida.
Lisa 27
MULLADE JA TSEMENDIGA TÖÖDELDUD MULLA KVALITEEDI KONTROLLIMISE PÕLDMEETODID
Pinnase rafineerituse astme määramine
Savimuldade purustamise aste määratakse vastavalt standardile GOST 12536-79 keskmiselt 2–3 kg kaaluvatel proovidel, mis sõelutakse läbi 10 ja 5 mm avadega sõela. Mulla niiskus ei tohiks saagipiiril W t ületada 0,4 mulla niiskust. Suurema niiskusesisalduse korral keskmine mullaproov eelnevalt purustatakse ja kuivatatakse õhu käes.
Ülejäänud sõeladel olev pinnas kaalutakse ja määratakse sisaldus proovi massis (%). Vastava suurusega P tükkide sisaldus arvutatakse valemiga
kus q 1 on proovi mass, g;
q on sõela jäägi mass, g.
Muldade ja sideainetega mullasegude niiskusesisalduse määramine
Muldade ja sideainetega mullasegude niiskusesisaldus määratakse keskmise proovi kuivatamisel (konstantse massini):
termostaadis temperatuuril 105 - 110 ° C;
koos alkoholiga;
radioisotoopseadmed VPGR-1, UR-70, RVPP-1 vastavalt GOST 24181-80 nõuetele;
karbiidi niiskusmõõtur VP-2;
niiskusmõõturi süsteem N.P. Kovaljov (need määravad ka märgade muldade tiheduse ja mulla skeleti tiheduse).
Niiskuse määramine keskmise proovi kuivatamise teel alkoholiga
Valage portselantopsi 30–50 g liivase peeneteralise pinnase või 100–200 g jämedateralise pinnase proov (viimase puhul tehakse määramine alla 10 mm suuruste osakeste järgi); proov koos topsiga kaalutakse, niisutatakse alkoholiga ja pannakse tulele; seejärel tass koos prooviga jahutatakse ja kaalutakse. Seda toimingut korratakse (ligikaudu 2 - 3 korda), kuni järgnevate kaalumiste vahe ei ületa 0,1 g Esmakordselt lisatud alkoholi kogus on 50%, teine - 40%, kolmas - 30% massist proovi mullast.
Pinnase niiskus W määratakse valemiga
kus q 1, q 2 - vastavalt märja ja kuivanud pinnase mass, g.
Kõigi jämeda pinnase osakeste summaarne niiskusesisaldus määratakse valemiga
W \u003d W 1 (1 - a) + W 2, (2)
kus W 1 on alla 10 mm osakesi sisaldava pinnase niiskusesisaldus,%;
W 2 - ligikaudne mulla niiskusesisaldus, mis sisaldab osakesi, mis on suuremad kui 10 mm,% (vt käesoleva lisa tabelit).
|
Ligikaudne niiskusesisaldus W 2 %, suuremate kui 10 mm osakestega jämedas pinnases, ühiku fraktsioonid |
||||||||
|
Tardne |
||||||||
|
Settekujuline |
||||||||
|
segatud |
||||||||
Niiskuse määramine karbiidist niiskusmõõturiga VP-2
Seadme sisse asetatakse mullaproov või liiva- ja savimuldade segu massiga 30 g või jämeda pinnase proov massiga 70 g (jämeda pinnase niiskusesisaldus määratakse osakestel, mis on väiksemad kui 10 mm); seadmesse valatakse jahvatatud kaltsiumkarbiid. Keerake kork tihedalt instrumendi külge ja raputage seda tugevalt, et reaktiiv materjaliga seguneks. Pärast seda on vaja kontrollida seadme tihedust, mille jaoks tuuakse põlev tikk kõikidesse selle ühendustesse ja välgud puuduvad. Segu segatakse kaltsiumkarbiidiga, raputades instrumenti 2 minutit. Rõhu näit manomeetril tehakse 5 minutit pärast segamise algust, kui selle näidud on alla 0,3 MPa ja 10 minuti pärast, kui manomeetri näidud on üle 0,3 MPa. Mõõtmine loetakse lõpetatuks, kui manomeetri näidud on stabiilsed. Peeneteraliste muldade niiskusesisaldus ja jämedateraliste muldade kõigi fraktsioonide koguniiskusesisaldus määratakse valemitega (1) ja (2).
Loodusliku niiskuse, märja pinnase tiheduse ja pinnase skeleti tiheduse määramine seadmel N.P. Kovaljova
Seade (vt selle lisa joonist) koosneb kahest põhiosast: ujukist 7 koos toruga 6 ja anumast 9. Torule kantakse neli skaalat, mis näitavad muldade tihedust. Ühte skaalat (Vl) kasutatakse märgade muldade tiheduse määramiseks (1,20–2,20 g / cm 3), ülejäänud - tšernozemi (Ch), liivase (P) ja savise (G) pinnase tiheduse määramiseks ( 1,00 kuni 2,20 g / cm3).
Seade N.P. Kovaleva:
1 - seadme kate; 2 - seadme lukud; 3 - kopp-kohver; 4 - proovivõtuseade lõikerõngaga; 5 - nuga; 6 - toru kaaludega; 7 - ujuk; 8 - laevalukud; 9 - laev; 10 - kalibreerimiskaal (plaadid);
11 - kummivoolik; 12 - alumine kate; 13 - ujuklukud; 14 - lõikerõngas (silinder) põhjakattega
Seadme abitarvikute hulka kuuluvad: lõiketerasest silinder (lõikerõngas) mahuga 200 cm 3, otsik lõikerõnga vajutamiseks, nuga rõngast võetud proovi lõikamiseks, kaanega ämber ja lukud.
Seadme kontrollimine. Ujuki 7 alumisse ossa on paigaldatud tühi lõikerõngas 4. Ujuki külge kinnitatakse kolme luku abil anum 9, mis kastetakse ämbrisse 3 valatud vette.
Õigesti tasakaalustatud instrument kastetakse vette kuni "Vl" skaala alguseni, s.o. näidud P (Yo) = 1,20 u/cm3. Kui veetase kaldub ühes või teises suunas, tuleb seadet reguleerida kalibreerimisraskusega (metallplaadid), mis asub ujuki põhjas 12. kaanes.
Proovi ettevalmistamine. Mullaproov võetakse mullakandjaga – lõikerõngaga. Selleks tasandatakse koht katseplatsil ja düüsi abil kastetakse lõikerõngas, kuni rõngas on täielikult 200 cm 3 mahuga täidetud. Kuna lõikesilinder (rõngas) on vee all, eemaldatakse muld noaga. Pärast rõnga täitmist pinnasega, mille ülejääk on 3 - 4 mm, eemaldatakse see, alumine ja ülemine pind puhastatakse ja puhastatakse kleepunud pinnasest.
Edusammud. Tööd tehakse kolmes etapis: määrake märja pinnase tihedus skaalal "Vl"; määrake mulla skeleti tihedus vastavalt ühele kolmest skaalast "Ch", "P", "G" olenevalt pinnase tüübist; arvutage loomulik õhuniiskus.
Märja pinnase tiheduse määramine skaalal "Vl"
Mullaga lõikerõngas paigaldatakse ujuki alumisele kaanele, kinnitades selle lukkudega ujuki külge. Ujuk on kastetud veega ämbrikotti. Juhtumi veetaseme skaalal võetakse näit, mis vastab märja pinnase tihedusele P (Yck). Andmed kantakse tabelisse.
Mulla skeleti tiheduse määramine skaalal "H", "P" või "G"
Mullakandjast (lõikerõngast) võetud mullaproov viiakse täielikult anumasse, täidetakse veega 3/4 mahuti mahust. Muld jahvatatakse vees põhjalikult puidust noa käepidemega, kuni saadakse homogeenne suspensioon. Laev on ühendatud ujukiga (ilma maapealse kandurita) ja sukeldatud veega ämbrikotti. Vesi läbi ujuki ja anuma vahelise pilu täidab järelejäänud laeva ruumi ning kogu ujuk koos anumaga sukeldatakse teatud tasemeni vette. Ühe skaala järgi võetud näit (olenevalt pinnase tüübist) võetakse mullaskeleti tiheduseks Pck (Yck) ja kantakse tabelisse.
Loodusliku niiskuse arvutamine
Loomulik (looduslik) niiskus arvutatakse katsetulemuste põhjal valemite abil:
kus P (Yo) on märja pinnase tihedus skaalal "Vl", g / cm 3;
Pck (Yck) - mulla skeleti tihedus vastavalt ühele skaaladest ("Ch", "P" või "G"), g / cm 3.
Tugevuse määramine kiirendatud viisil
Proovide survetugevuse kiirendatud määramiseks segudest, mis sisaldavad väiksemaid kui 5 mm osakesi, võetakse iga 250 m 3 segu kohta umbes 2 kg kaaluvaid proove. Proovid asetatakse niiskuse säilitamiseks tihedalt suletava kaanega anumasse ja toimetatakse laborisse hiljemalt 1,5 tunni pärast.
Segust valmistatakse standardsel tihendusseadmel või pressimise teel kolm proovi suurusega 5 x 5 cm ja sisestatakse metallist hermeetiliselt suletud vormidesse. Proovidega vormid asetatakse termostaati ja hoitakse 5 tundi temperatuuril 105 - 110 °C, misjärel võetakse need termostaadist välja ja hoitakse 1 tund toatemperatuuril. Vananenud proovid eemaldatakse vormidest ja survetugevus (ilma veega küllastumiseta) määratakse vastavalt App. meetodile. 14.
Määramise tulemus korrutatakse koefitsiendiga 0,8 ja proovide tugevusele vastav tugevus saadakse pärast 7-päevast kõvastamist märgades tingimustes ja testitakse veega küllastunud olekus.
Segu kvaliteet määratakse proovide kiirendatud meetodil määratud survetugevuse väärtuste ja võrdlussegust võetud 7 päeva vanuste laboriproovide võrdlemisel. Sel juhul peaks võrdlusnäidiste tugevus olema vähemalt 60% standardist. Tootmis- ja laboriproovide tugevuse kõrvalekalded ei tohiks segude valmistamisel ületada:
karjääri segamistehastes +/- 8%;
ühekäiguline mullasegamismasin +/- 15%;
teefrees +/- 25%.
Pinnasegude puhul, mis sisaldavad suuremaid kui 5 mm osakesi, määratakse survetugevus veega küllastunud proovidel pärast 7-päevast kõvastumist märgades tingimustes ja võrreldakse võrdlusproovide survetugevusega. Segu kvaliteeti hinnatakse sarnaselt pinnase segudele, mis sisaldavad väiksemaid kui 5 mm osakesi.
Lisa 28
OHUTUSJUHISTE KONTROLL-LOETELU
1. Krunt (meister)
2. Perekonnanimi, initsiaalid
3. Mis töö on suunatud
4. Meistri perekonnanimi, initsiaalid (mehaanika)
Sissejuhatav koolitus
Sissejuhatav ohutusalane juhendamine seoses erialaga
Läbiviijaks ___________
Ohutusinstruktaaži läbiviija allkiri
____________ "" _____________ 19__
Töökoha juhendamine
Ohutusalane juhendamine töökohal _______________________
(töökoha nimi)
töökaaslane. _______________________ sai ja õppis.
Töötaja allkiri
Kapteni (mehaaniku) allkiri
Luba
Tov. _____________________ on lubatud iseseisvalt töötada
___________________________________________________________________________
(töökoha nimi)
kui _________________________________________________________________________
"" ___________ 19__
Sektsiooni juhataja (järelevalve) ________________________________________
Määrake proovi analüütiline signaal ( y x) ja sama proovi signaal koos teatud teadaoleva sisaldusega määratud komponendi lisandi lisamisega ( yx +ext), siis on analüüdi teadmata kontsentratsioon:
kus V ext, V proovid on vastavalt lisandi ja proovi mahud.
Analüütilise keemia teine eesmärk on tuvastamise piiri alandamine. Selle põhjuseks on pidevalt kasvavad nõuded kosmose- ja sõjatööstuses kasutatavate materjalide puhtusele.
Under avastamispiir mõista aine minimaalset kontsentratsiooni, mida saab valitud meetodil mõne lubatava veaga määrata. Üsna sageli kasutavad seda terminit analüütilised keemikud « tundlikkus» , mis iseloomustab analüütilise signaali muutumist koos analüüdi kontsentratsiooni muutumisega, s.o. üle avastamispiiri on meetod tundlik määratava komponendi suhtes; allpool avastamispiiri on see tundetu,
Olemas mõned viise reaktsioonide sensibiliseerimine , Näiteks:
1) kontsentratsioon (proovi signaali suurenemine):
2) reaktiivide puhtuse suurendamine (taustsignaali vähendamine).
Reaktsioonide tundlikkus väheneb järgmised tegurid:
1) küte. Reeglina viib see lahustuvuse suurenemiseni ja sellest tulenevalt analüütilise signaali suuruse vähenemiseni;
2) reaktiivi liig. Võib põhjustada kõrvalsaaduste moodustumist, näiteks:
Hg 2+ + 2 I - ® HgI 2¯ (punane sade);
HgI 2 + 2 I - ® 2- (värvitu lahus);
3) söötme happesuse lahknevus. Võib põhjustada analüütilise vastuse puudumise. Seega sõltuvad halogeniidide oksüdatsioonireaktsioonid kaaliumpermanganaadiga happelises keskkonnas oluliselt keskkonna pH-st (tabel 5.1);
4) segavad komponendid. Võib põhjustada kõrvalsaaduste moodustumist.
Tabel 5.1
Söötme optimaalne happesus halogeniidide oksüdeerimisel kaaliumpermanganaadiga
|
oksüdatsioonireaktsioon |
Söötme optimaalne happesus |
|
2 I - ® I 2 + 2 e |
|
|
2 Br - ® Br 2 + 2 e |
|
|
2 Cl - ® Cl 2 + 2 e |
Kolme esimest desensibiliseerivat tegurit saab kontrollida, järgides hoolikalt analüüsiprotseduure.
Võõraioonide (segavate) ioonide mõju pärsitakse kompleksimoodustajate, oksüdeerivate või redutseerivate ainete kasutamisega. Neid aineid nimetatakse maskeerivateks aineteks ja protseduuri ennast segavate ioonide maskeerimiseks.
Seega on Co(II) tuvastamisel reaktsioonil kaaliumtiotsüanaadiga analüütiliseks signaaliks lahuse sinise värvuse ilmumine tetrarodanokoboltaadi(II) iooni moodustumise tõttu:
Co 2+ + 4 SCN - = 2- (sinine lahus).
Kui lahuses on Fe(III) ioone, omandab lahus veripunase värvuse, kuna 3-kompleksi stabiilsuskonstant on palju suurem kui koobalt(II)rodaniidi kompleksi stabiilsuskonstant:
Fe 3+ + 6 SCN - = 3- (tumepunane lahus).
Need. olemasolevad raud(III) ioonid segavad koobalti(II) ioone. Seega on Co(II) määramiseks vaja eelnevalt (enne KSCN lahuse lisamist) maskeerida Fe(III). Näiteks raua(III) ioonide "seotamine" kompleksiks, mis on stabiilsem kui 3-. Seega on kompleksid 3-, 3-, 3- 3- suhtes stabiilsemad. Seetõttu võib maskeerivate ainetena kasutada KF, K 2 HPO 4 või (NH 4) 2 C 2 O 4 lahuseid.
Huvi liitmismeetodi vastu ionomeetrias põhjustab asjaolu, et see mängib teistes analüüsimeetodites suuremat rolli kui liitmismeetod. Ionomeetrilisel liitmismeetodil on kaks peamist eelist. Esiteks, kui ioontugevuse kõikumine analüüsitud proovides on ettearvamatu, siis ühise kalibreerimiskõvera meetodi kasutamine annab suuri määramisvigu. Liitmismeetodi kasutamine muudab olukorda radikaalselt ja aitab minimeerida määramisviga. Teiseks on elektroodide kategooria, mille kasutamine on potentsiaalse triivi tõttu problemaatiline. Mõõduka potentsiaalse triivi korral vähendab liitmismeetod määramisviga oluliselt.
Laiemale avalikkusele on teada järgmised lisandite meetodi modifikatsioonid: standardne lisandmeetod, topeltstandardne lisamismeetod, Grani meetod. Kõik need meetodid saab sortida kahte kategooriasse vastavalt konkreetsele matemaatilisele atribuudile, mis määrab saadud tulemuste täpsuse. See seisneb selles, et mõned lisamismeetodid kasutavad arvutustes tingimata eelnevalt mõõdetud elektroodifunktsiooni kalde väärtust, teised aga mitte. Selle jaotuse järgi kuuluvad standardliitmismeetod ja Grani meetod ühte kategooriasse ning topeltstandardi lisamise meetod teise kategooriasse.
1. Standardne liitmismeetod ja Grani meetod.
Enne liitmismeetodi ühe või teise sordi üksikute tunnuste kirjeldamist kirjeldagem mõne sõnaga analüüsiprotseduuri. Protseduur seisneb sama analüüsitud iooni sisaldava lahuse lisamises analüüsitud proovile. Näiteks naatriumioonide sisalduse määramiseks lisatakse naatriumi standardlahust. Pärast iga lisamist registreeritakse elektroodide näidud. Sõltuvalt sellest, kuidas mõõtetulemusi edasi töödeldakse, nimetatakse seda meetodit standardseks liitmismeetodiks või Grani meetodiks.
Standardse liitmismeetodi arvutus on järgmine:
Cx \u003d D C (10DE / S - 1) -1,
kus Cx on soovitud kontsentratsioon;
DC on lisandi väärtus;
DE on potentsiaali reaktsioon lisaaine DC kasutuselevõtule;
S on elektroodi funktsiooni kalle.
Grani meetodil arvutamine tundub mõnevõrra keerulisem. See seisneb graafiku koostamises koordinaatides (W + V) 10 E / S alates V,
kus V on lisatud lisandite maht;
E - sisestatud lisaainetele vastav potentsiaalne väärtus V;
W on proovi esialgne maht.
Graafik on sirgjoon, mis lõikub x-teljega. Lõikepunkt vastab lisatud lisandi (DV) mahule, mis on samaväärne soovitud ioonikontsentratsiooniga (vt joonis 1). Ekvivalentseadusest tuleneb, et Cx = Cst DV / W, kus Cst on ioonide kontsentratsioon lahuses, mida kasutatakse lisandite sisestamiseks. Lisamisi võib olla mitu, mis loomulikult parandab määramise täpsust võrreldes standardse liitmismeetodiga.
Pole raske märgata, et mõlemal juhul ilmneb elektroodifunktsiooni kalle S. Sellest järeldub, et liitmismeetodi esimeseks sammuks on elektroodide kalibreerimine järgnevaks kalde suuruse määramiseks. Potentsiaali absoluutväärtust arvutustes ei arvestata, kuna usaldusväärsete tulemuste saamiseks on oluline ainult kalibreerimisfunktsiooni kalde püsivus proovist proovini.
Lisaainena saab kasutada mitte ainult potentsiaali määravat iooni sisaldavat lahust, vaid ka aine lahust, mis seob määratava prooviiooni mittedissotsieeruvaks ühendiks. Analüüsi protseduur põhimõtteliselt ei muutu. Sel juhul tuleks siiski arvestada mõningate iseloomulike tunnustega. Iseärasused seisnevad selles, et katsetulemuste graafik koosneb kolmest osast, nagu on näidatud joonisel 2. Esimene osa (A) saadakse tingimustes, kus sideaine kontsentratsioon on väiksem kui potentsiaali määrava aine kontsentratsioon. Graafiku järgmine osa (B) saadakse ülaltoodud ainete ligikaudu samaväärse suhtega. Ja lõpuks, graafiku kolmas osa (C) vastab sellistele tingimustele, mille korral sideaine kogus on suurem kui potentsiaalselt määrav. Graafiku A osa lineaarne ekstrapoleerimine x-teljele annab DV väärtuse. Piirkonda B tavaliselt analüütiliseks määramiseks ei kasutata.
Kui tiitrimiskõver on tsentraalselt sümmeetriline, siis saab analüüsi tulemuste saamiseks kasutada ka piirkonda C. Sel juhul tuleks aga ordinaat arvutada järgmiselt: (W+V)10 -E/S .
Kuna Granti meetodil on suuremad eelised kui standardsel lisamismeetodil, puudutavad edasised kaalutlused peamiselt toetuse meetodit.
Meetodi rakendamise eeliseid saab väljendada järgmistes lõikudes.
1. Määramisvea vähendamine 2-3 korda, suurendades mõõtmiste arvu ühes proovis.
2. Lisamismeetod ei nõua analüüsitava proovi ioontugevuse hoolikat stabiliseerimist, kuna selle kõikumised kajastuvad potentsiaali absoluutväärtuse suuruses suuremal määral kui elektroodi funktsiooni kalde suuruses. . Sellega seoses väheneb määramisviga võrreldes kalibreerimiskõvera meetodiga.
3. Mitmete elektroodide kasutamine on problemaatiline, kuna ebapiisavalt stabiilse potentsiaali olemasolu nõuab sagedasi kalibreerimisprotseduure. Kuna enamikul juhtudel mõjutab potentsiaalne triiv kalibreerimisfunktsiooni kaldenurka vähe, siis standardse liitmismeetodi ja Grani meetodi abil tulemuste saamine parandab oluliselt täpsust ja lihtsustab analüüsiprotseduuri.
4. Standardsete lisamiste meetod võimaldab kontrollida iga analüütilise määramise õigsust. Kontroll viiakse läbi katseandmete töötlemise käigus. Kuna matemaatilises töötlemises osalevad mitmed katsepunktid, siis iga kord läbi nende sirgjoone tõmbamine kinnitab, et kalibreerimisfunktsiooni matemaatiline vorm ja kalle pole muutunud. Vastasel juhul ei ole graafiku lineaarne kuju garanteeritud. Seega võime kontrollida analüüsi õigsust igal määramisel suurendab tulemuste saamise usaldusväärsust.
Nagu juba märgitud, võimaldab standardsete liitmiste meetod teha määramisi 2–3 korda täpsemini kui kalibreerimiskõvera meetod. Kuid määratluse sellise täpsuse saavutamiseks tuleks kasutada ühte reeglit. Liiga suured või väikesed lisandid vähendavad määramise täpsust. Lisamise optimaalne kogus peaks olema selline, et see põhjustaks 10-20 mV potentsiaalse vastuse ühekordselt laetud ioonile. See reegel optimeerib analüüsi juhuslikku viga, kuid liitmeetodi sageli kasutatavates tingimustes muutub ioonselektiivsete elektroodide omaduste muutumisega seotud süstemaatiline viga oluliseks. Süstemaatilise vea määrab sel juhul täielikult elektroodi funktsiooni kalde muutusest tulenev viga. Kui katse käigus on kalle muutunud, siis teatud tingimustel on määramisviga ligikaudu võrdne kalde muutusest tuleneva suhtelise veaga.
2. FÜÜSIKALISED JA FÜÜSIKALIS-KEEMILISED ANALÜÜSIMEETODID Ettevõtete analüütiline teenus hõlmab tehnoloogiliste protsesside kontrolli, tooraine ja valmistoodangu kontrolli. Tehnoloogiliste protsesside juhtimine peaks reeglina toimuma kiiresti, viivitamatult, vastavalt tehnoloogiliste protsesside kiirusele, kuid paljudel juhtudel piisab selle teostamisest ainult üksikute komponentide puhul. Selleks tuleks kasutada kiireid, sageli pidevaid meetodeid, eelistatavalt täielikult või osaliselt automatiseeritud. Tooraine ja valmistoodete kontroll on sagedamini selektiivne, diskreetne, kuid nõuab suurt täpsust ja mitme komponendi (sageli mitmekümne) üheaegset määramist. Suure tootmismahu ja sellest tulenevalt suure proovivoo juures peab ettevõtete analüüsiteenistusel vajalike probleemide lahendamiseks olema kaasaegne spektraal- ja röntgenspektraalanalüüside labor ning piisav seadmepark selle transportimiseks. välja füüsikalised ja keemilised analüüsimeetodid. Selle tulemusena on viimastel aastakümnetel metallurgia- ja masinaehitusettevõtete analüütilises teenistuses põhjalikult muutunud klassikaliste keemiliste analüüsimeetodite roll: gravimeetria ja titrimeetria, mis on muutunud peamisest mõõtmisteabe allikast igat tüüpi seadmete jaoks. kontroll vahendiks suurte ja keskmiste ainekoguste täppismääramise teostamiseks, samuti instrumentaalmääramise õigsuse hindamise ja etalonmaterjalide (RS) kalibreerimise vahendiks. 41 2.1. ETALONNAIDID Etalonmaterjalid (RM) on spetsiaalselt valmistatud materjalid, mille koostis ja omadused on usaldusväärselt kindlaks tehtud ja ametlikult sertifitseeritud spetsiaalsete riiklike metroloogiaasutuste poolt. Standardproovid (RS) on materjalide keemilise koostise standardid. Neid toodetakse ja sertifitseeritakse spetsiaalsetes metroloogiaasutustes. CRM-i sertifikaat on CRM-i üksikute elementide või komponentide täpse sisu määramine analüüsi teel, kasutades kõige usaldusväärsemaid meetodeid mitmes riigi suurimas ja mainekaimas analüüsilaboris, mis on riiklikul tasemel sertifitseeritud. Neis saadud analüüsitulemusi võrreldakse ja töödeldakse peakontoris. Saadud keskmistatud andmete põhjal koostatakse RM-i pass, mis näitab üksikute elementide sertifitseeritud sisu. Lisaks riigi standardnäidistele on võimalik valmistada võrdlusnäidiseid teatud tööstusharudes, asutustes, laborites. Analüüsi tulemuste õigsuse hindamiseks valitakse mis tahes meetodi kasutamisel SS, mis on koostiselt kõige lähedasem analüüsitavale. 42 2.2. ANALÜÜTILINE SIGNAAL. KONTSENTRATSIOONIDE ARVUTAMISE MEETODID Keemiline analüüs, st tegevuste kogum, mille eesmärk on saada teavet analüüsitava objekti keemilise koostise kohta, olenemata analüüsimeetodist (klassikaline keemiline või instrumentaalne meetod), sisaldab kolme peamist etappi: - proovide võtmine; – proovi ettevalmistamine analüüsiks; – keemiline analüüs komponendi tuvastamiseks või selle koguse määramiseks. Analüüsi käigus mõõdetakse analüüsi viimases etapis analüütilist signaali, mis on mis tahes füüsikalise suuruse S mõõtmiste keskmine, mis on funktsionaalselt seotud määratud komponendi sisaldusega c suhtega S = f (c) . Analüütiliseks signaaliks võib olenevalt analüüsi tüübist olla sette mass gravimeetrias, optiline tihedus neeldumisspektroskoopias, spektrijoone emissiooniintensiivsus, analüütilise joone mustumise aste või heledus emissioonspektroskoopias, hajus. voolutugevus amperomeetrias, süsteemi EMF väärtus jne. Komponendi tuvastamisel registreeritakse analüütilise signaali välimus, näiteks värvi ilmumine, sade lahuses, joon spektris jne. Komponendi koguse määramisel mõõdetakse analüütilise signaali väärtust, näiteks mõõdetakse lademe massi, spektrijoone intensiivsust, voolutugevuse väärtust jne kujul a. valem, tabel või graafik, samas kui analüüdi sisaldust saab väljendada massiühikutes, molides või kontsentratsioonides. 43 Kuna iga analüütiline määramine on komplekssete protsesside terviksüsteem, siis analüütilise signaali mõõtmisel, mis on määratud komponendi sisu funktsioon, mõõdetakse samaaegselt ka tausta analüütilist signaali, mis on funktsionaalselt seotud kaasnevate segavate komponentide sisuga. , samuti mõõteseadmetes tekkiva müra suhtes. Kasulik analüütiline signaal, mis on tõepoolest analüüsitava komponendi sisu funktsioon, on erinevus mõõdetud analüütilise signaali ja tausta analüütilise signaali vahel. Teoreetiliselt on võimatu arvestada kõigi üheaegselt mõjuvate arvukate tegurite mõju analüüsi tulemusele. Nende mõjude eksperimentaalseks arvessevõtmiseks ja kasuliku analüütilise signaali eraldamiseks kasutatakse teatud meetodeid, eelkõige standardeid. Standardidena kasutatakse võrdlusmaterjale (CO) või tavapärasemalt tööstuslike etalonmaterjalide tüüpi laboratoorseid standardeid praegusest tootmisest või kunstlike keemiliste segude kujul. Nende koostis kõigi komponentide puhul vastab täpselt analüüsitud proovi koostisele. Mõõtmistehnika, olenemata kasutatavast instrumentaalanalüüsi meetodist, põhineb ühel kolmest võimalikust meetodist: – võrdlusmeetod (standardmeetod); - kalibreerimismeetod (kalibrimise) graafik; - lisamise meetod. Kontsentratsioonide arvutamise lähenemisviisid, mis põhinevad standardikomplekti ja analüüsitud proovi San väärtuste mõõtmisel, ei sõltu samuti konkreetsest kasutatud analüüsimeetodist. Vaatleme kõiki neid arvutusmeetodeid üksikasjalikumalt. Võrdlusmeetodit kasutatakse kõige sagedamini üksikute määramiste jaoks. Selleks mõõta analüütilise signaali väärtus etalonproovis (referentsproovis) Set määratud komponendi 44 komplekti teadaoleva kontsentratsiooniga ja seejärel mõõta analüütilise signaali väärtus uuritavas proovis Sx. Mõõdetud parameeter S on kontsentratsiooniga seotud otseselt proportsionaalse suhtega Sset = k · set ja Sx = k · сx. Kuna proportsionaalsuskoefitsient k on konstantne väärtus, saab Sset / set = Sx / sx ja analüüdi kontsentratsiooni analüüsitud proovis cx arvutada vastavalt valemile cx = (komplekt Sx) / Sset Kalibreerimiskõver meetodit kasutatakse seeriamääramiseks. Sel juhul tehakse 5-8 erineva analüüdi sisaldusega standardi seeriat (lahused või tahked proovid). Kogu seeria jaoks mõõdetakse samadel tingimustel analüütilise signaali väärtusi, mille järel koostatakse koordinaatidesse S - c kalibreerimisgraafik ja sõltumatute muutujate väärtuste väärtused ( c) on kantud piki abstsisstellge ja nende funktsioonid (S) on kantud piki ordinaattelge. Tundmatu kontsentratsioon cx määratakse graafiliselt mõõdetud signaali Sx väärtuse põhjal. Kui saadud sõltuvus S - c on mittelineaarne, siis ehitatakse graafik poollogaritmilistes või logaritmilistes koordinaatides: lgS - c, S - lgc või lgS - lgc. Joonistamine toimub tavaliselt vähimruutude meetodil (LSM). Joone kalle määrab meetodi tundlikkuse. Viga väiksema määramisel, seda suurem on kõvera kaldenurk x-telje suhtes. Kalibreerimiskõverat saab esitada ka lineaarvõrrandina S = a + b c. Lisamise meetodit kasutatakse komponentide väikese sisalduse määramisel meetodi instrumentaalse tundlikkuse piiril, samuti kui määratava komponendi jaoks on raskesti taasesitatav kompleksne taust. Lisamiste arvutusmeetodis mõõdetakse esmalt analüüsitud proovi Sx analüütiline signaal, mille määratud komponendi cx kontsentratsioon on teadmata. Seejärel sisestatakse samasse proovi teadaoleva SET-sisaldusega standardlisand ja mõõdetakse uuesti analüütilise signaali Sx+et väärtus. Tundmatu kontsentratsioon cx leitakse arvutuse teel: Sx = k cx, Sx+et = k (cx + set), kust cx = set Sx / (Sx+et - Sx) Valem kehtib ainult siis, kui lisandi sisseviimisel lahuse kogumaht praktiliselt ei muutu, see tähendab, et lisandina kasutatakse lahuseid, millel on kõrge analüüdi kontsentratsioon. Lisaks arvutuslikule meetodile kasutatakse ka graafilist liitmise meetodit. Tiitrimismeetodid põhinevad analüütiliste signaalide mõõtmistel tiitrimise käigus (vt punkt 1.4), kui kontsentratsiooni muutustega kaasneb mõne füüsikalise omaduse (potentsiaal, voolutugevus, neeldumine, optiline tihedus) muutus. Seda muutust on kujutatud graafiliselt: abstsissteljele on kantud lisatud tiitrimahu väärtused ja piki ordinaattelge kontsentratsiooniga (või selle logaritmiga) seotud väärtused funktsionaalse sõltuvusega. Saadud sõltuvust nimetatakse tiitrimiskõveraks. Sellel kõveral määratakse punkt, mis vastab teatud aine ja tiitri samaväärsele suhtele, see tähendab tiitri ekvivalentpunktile või samaväärsele mahule. Kõver võib olla logaritmiline (potentsiomeetriline tiitrimine) või lineaarne (fotomeetria, amperomeetriline tiitrimine). Kontsentratsioon arvutatakse samamoodi nagu tavalisel tiitrimisel (vt lõik 1.4). 46 2.3. ANALÜÜSI OPTILISED MEETODID Rakendusspektroskoopia meetodid (spektraalmeetodid) põhinevad elektromagnetkiirguse interaktsiooni uurimisel uuritava aine aatomite või molekulidega (ioonidega). Koostoime tulemusena ilmub analüütiline signaal, mis sisaldab teavet uuritava aine omaduste kohta. Signaali sagedus (lainepikkus) oleneb analüüsitava ühendi spetsiifilistest omadustest ehk on kvalitatiivse analüüsi aluseks ning signaali intensiivsus on võrdeline aine kogusega ning on kvantitatiivsete määramiste aluseks. Analüütilistel eesmärkidel kasutatakse spektripiirkonda 106 kuni 1020 Hz. See valdkond hõlmab raadiolaineid, mikrolaineid, infrapuna- (termilist), nähtavat, ultraviolett- ja röntgenkiirgust. Optiline piirkond hõlmab infrapuna- (IR), nähtavat (B-) ja ultraviolettkiirgust (UV). Analüüsimeetodeid, mis põhinevad selle piirkonna elektromagnetilise kiirguse vastasmõjul aine aatomite ja molekulidega, nimetatakse optilisteks spektrimeetoditeks. Spekter (ladina keelest spekter - esitus) on erinevate väärtuste kogum, mida antud füüsikaline suurus võib võtta. Optiline spektraalanalüüs hõlmab neeldumismeetodeid, mis kasutavad molekulide (ioonide) ja aatomite neeldumisspektreid B-, UV- ja IR-piirkondades, ning emissioonimeetodeid, mis kasutavad aatomite ja ioonide kiirgus- (emissiooni)spektreid UV- ja B-piirkonnas. UV- ja B-piirkonna analüüsi neeldumis- ja emissioonimeetodite abil lahendatakse proovi elementaarse koostise määramise probleemid. Molekulide või ioonide spektrite uurimisel põhinevaid neeldumismeetodeid nimetatakse molekulaarseks neeldumiseks ja aatomite spektrite uurimisel - aatomabsorptsiooniks. 47 2.3.1. M(fotoelektrokolorimeetria) Kvantitatiivne neeldumisanalüüs viiakse läbi spektri nähtavates, ultraviolett- ja infrapunapiirkondades. Kvantitatiivne neeldumisanalüüs nendes spektripiirkondades põhineb Bouguer-Lambert-Beeri seadusel. Kui valgust neelavat lahust läbiva langeva monokromaatilise kiirguse intensiivsus on tähistatud I0-ga, siis väljuva kiirguse intensiivsus on I, siis - lg (I / I0) = A = ε l s, kus A on neeldumine (vana tähis on optiline tihedus D) ; c - molaarne kontsentratsioon; l on neelava kihi paksus, cm; ε on molaarne neeldumistegur, mis on võrdne lahuse optilise tihedusega lahuse kontsentratsioonil c = 1 mol/l ja neelduva kihi paksusel l = 1 cm. Neeldumise (optilise tiheduse) mõõtmine toimub seadmetega, mida nimetatakse fotoelektrokolorimeetriteks. Seetõttu nimetatakse meetodit fotoelektrokolorimeetriaks või lihtsalt fotomeetriaks. Fotomeetrilised meetodid on välja töötatud peaaegu kõigi elementide määramiseks väga erinevate objektide analüüsimisel. Peaaegu alati eelneb valguse neeldumise mõõtmisele määratud komponendi muundamine uueks keemiliseks vormiks, mida iseloomustab tugev neeldumine, see tähendab kõrge molaarse neeldumisteguri väärtus. Enamasti on need värvilised kompleksühendid anorgaaniliste või orgaaniliste liganditega. Kuna neeldumise (optilise tiheduse) ja kontsentratsiooni vahel on lineaarne seos, on optilise tiheduse mõõtmisega võimalik arvutada analüüsitava lahuse kontsentratsioon. Selleks saate kasutada võrdlusmeetodit, kalibreerimiskõvera meetodit, liitmismeetodit. 48 Moleelementanalüüsi läbiviimise tehnika hõlmab: – keskmise proovi võtmist; - prooviainest proovi võtmine või vedela proovi jaoks lahuse mahu mõõtmine; - proovi lahustamine (vees, mineraalhapetes või nende segudes, leelises) või proovi lagundamine sulatamise teel koos järgneva lahusesse viimisega; – segavate komponentide eraldamine või nende maskeerimine; – analüütilise reaktsiooni läbiviimine; – analüütilise signaali mõõtmine; – määratud komponendi sisalduse arvutamine. Ülesanne nr 3 käsitleb kalibreerimis- (kalibreerimis-) kõvera meetodi rakendamist, mida tavaliselt kasutatakse mitme järjestikuse määramise korral. Kasvava kontsentratsiooniga standardlahuste seeria saamiseks kasutatakse puhastest metallidest, sooladest, oksiididest ja standardproovidest valmistatud esialgse esmase standardlahuse lahjendamise meetodit. Seejärel fotomeetritakse valmistatud lahused (mõõdetakse nende optiline tihedus) ja fotomeetria tulemuste põhjal koostatakse kalibreerimisgraafik koordinaatidesse optiline tihedus - standardlahuse ruumala, kuna ruumala teisendamine kontsentratsiooniks tekitab paratamatult vajaduse ümardada. andmed graafiku koostamisel ja sellest tulenevalt vähendab määramise täpsust. Koostatud graafiku järgi määratakse elemendi sisaldus analüüsitavas lahuses pärast selle optilise tiheduse mõõtmist. Nii etalonlahused kalibreerimisgraafiku koostamiseks kui ka uuritav lahus tuleks valmistada samal meetodil sama mahutavusega mõõtekolbides ja nende koostis peab olema kõigi komponentide jaoks ligikaudu sama, mis erineb ainult määratava komponendi sisalduse poolest. 49 Konstrueeritud kalibreerimisgraafikut saab kasutada elemendi sisalduse korduvaks määramiseks sama tüüpi proovides. Näide. Ränisisalduse fotoelektrokolorimeetriline määramine terases viidi läbi sinise räni-molübdeeni kompleksi moodustumise alusel kalibreerimiskõvera meetodil. 0,2530 g kaaluv teraseproov lahustati happes ja pärast sobivat töötlemist saadi 100 ml uuritavat lahust. Selle lahuse alikvoot (ekvivalent) mahuga 10 ml pandi 100 ml mahuga mõõtekolbi, lisati kõik vajalikud reagendid ja saadi 100 ml sinise silikomolübdeeni kompleksi värvilist lahust. Selle lahuse optiline tihedus (neeldumine) on Ax = 0,192. Graafiku koostamiseks valmistati standard (võrdlus)lahus ränisisaldusega 7,2 μg/mL (T(Si) = 7,2 μg/mL). Graafiku joonistamiseks võetud standardlahuse mahud V on 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 ml. Nende lahuste optiliste tiheduste Aet mõõdetud väärtused vastavad järgmistele väärtustele: 0,060; 0,105; 0,150; 0,195; 0,244; 0,290. Määrata uuritava terase proovis oleva räni sisaldus (massiosa). Lahendus Ülesande lahendus sisaldab järgmisi samme: 1. Kalibreerimisgraafiku koostamine. 2. Ränisisalduse määramine kalibreerimiskõvera järgi, mis vastab uuritava lahuse optilise tiheduse mõõdetud väärtusele. 3. Räni sisalduse (massiosa) arvutamine analüüsitud teraseproovis, võttes arvesse analüüsitava lahuse lahjendust. 50