如何提高砂中氯离子含量试验检测数据的准确

【摘 要】本文总结了砂中氯离子含量试验过程中应该注意的事项,提出了提高检验数据的准确性的方法.

【关 键 词】砂；氯离子；硝酸银；检测

1引言

砂是组成混凝土的主要组成材料之一,而砂中氯离子到达一定量时,就能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用,影响钢筋的稳定性,使钢筋混凝土构筑物存在长期的安全隐患.而且河沙禁止开采,导致很多施工单位用的砂是淡化的海砂,因此工程建设监督部门希望加强对砂中氯离子含量研究,保证检测的准确性,从而实现对砂的氯离子含量的监控.

2试验的概述和重点

现行砂中氯离子含量的检验主要是依据JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》来进行的,可分为4个步骤：试样的准备、溶液的标定、空白试验、样品试验.笔者认为标定硝酸银标准溶液的浓度是最重要的,因为标准溶液浓度的不正确直接导致试验结果出现很大的误差.

检测设,已知两个砂样的氯离子含量分别是0.030%和0.060%,笔者配的硝酸银标准溶液浓度的在0.009-0.011mol/L范围内,求试验结果可能出现的相对误差?

试验结果的误差值会随着样品中砂的氯离子含量的增加而增加,且可见得标定硝酸银标准溶液的浓度的重要性.

3试样的准备

（1）笔者用人工四分法缩分：将10kg的样品置于平板上,在潮湿状态下拌合均匀,并堆成厚度约为20mm的“圆饼”,然后沿互相垂直的两条直径把“圆饼”分成大致相等的四份,取其对角的两份重新拌匀,再堆成“圆饼”状.重复上述过程,直至把样品缩分2kg,再烘干恒重.这样的准备,使得试样具有代表性.

（2）试样的制备过程中,所有的仪器设备一定要用去离子水清洗干净,以免外来的氯离子根的侵入影响试验结果.

4标定硝酸银标准溶液的浓度

4.1基本原理

电位滴定法以银电极为指示电极.其电势随浓度而变化以饱和甘汞电极为参比电极,用电位计或酸度计测定两电极在溶液中组成原电池的电势.银离子与氯离子反应生成溶解度很小的氯化银白色沉淀.在工作电极的响应区内,电池电势与阴离子浓度有如下关系：

E等于E0-k*lga阴

式中：E——电池电势,mV；

E0——其值与所用参比电极,接界电位,膜的内表面膜电位等有关；

k——能斯特议程的斜率,即电极的级差；

a阴——氯离子的活度.

当温度一定时,电极的E0和k是常数.

在等当点前滴入硝酸银生成氯化银沉淀两电极间电势变化缓慢,随着氯化银的滴入,浓度不断下降,相应地电池电势也将随之升高.等当点时氯离子全部生成氯化银沉淀,这时滴入小量硝酸银即引起电势急剧变化指示出滴定终点.

滴定反应Ag++c1-→AgCl↓（白色沉淀）

如表1：用二次微商法求出滴定终点,由终点所对应的硝酸银消耗量（毫升数）求得样品中氯离子的量.

表1硝酸银标准溶液浓度标定计算与结果表

4.2检测注意事项和建议

（1）因为硝酸银不会与玻璃中的硅酸发生反应,且见光会发生分解反应：2AgNO3等于△等于2Ag+2NO2↑+O2↑,所以配制好的硝酸银标准溶液必须存放在棕色玻璃瓶中,且放在不见光的阴凉处.

（2）氯化钠基准试剂必须在500-600度烧至恒重来消除水份对浓度的影响,称量的精度至0.0001g是为了更准确地标定出硝酸银标准溶液浓度.

（3）饱和溶液的配制方法：例如氯化钾的30℃的溶解度为37g,称取40g氯化钾,加热搅拌完全溶解在100g的蒸馏水中,待冷却到30℃,溶液会自然析出氯化钾晶体,这表明溶液已经达到了饱和状态.

（4）选用灵敏度高的银电极和饱和甘汞电极.

银电极使用前用细砂纸将表面擦亮,然后浸入含有少量硝酸钠的稀硝酸（1+1）溶液中,直到有气体放出为止,取出用水洗干净.

饱和甘汞电极：使用时电极上端小孔的橡皮塞必须拔出,以防止产生扩散电位,影响测定结果.电极内氯化钾溶液中不能有气泡,以防止断路.溶液内应保持有少许氯化钾晶体,以保证氯化钾溶液的饱和.注意电极液络部不被沾污或堵塞,并保证液络部有适当的渗出流速.

（5）标定过程中,溶液的搅拌速度要求快,搅拌可以加快被测离子到达电极表面的速率,因而可以缩短响应时间.溶液越稀,响应时间越长.由于接近等当点时电势增加很快此时要缓慢滴加硝酸银溶液.

5砂中氯离子含量试验

5.1基本原理

铬酸钾指示剂法是指在中性溶液中,用K2Cr04作指示剂,用硝酸银滴定液滴定氯化物的方法.其反应为：

滴定反应Ag++c1-→AgCl↓（白色）

指示终点反应2Ag++Cr042-→Ag2Cr04↓（砖红色）

终点时,稍过量的Ag+立刻与Cr042-反应,产生砖红色的Ag2Cr04沉淀,即到达终点.

5.2检测注意事项和建议

（1）指示剂的用量.若Cr042-的量过大,会使终点提前,从而使测定结果产生较大的负误差.若Cr042-的量过小,则使终点推后,使测定结果产生正误差.在实际滴定时,一般在反应液总体积为50～100ml溶液中加入5%K2Cr04指示剂l～2ml即可.

（2）溶液的酸度.滴定应在中性或弱碱性溶液（pH6.5～10.5）中进行.酸度过高,会破坏Cr042-与H+的平衡,从而使Cr042-浓度降低.

（3）滴定时要剧烈振摇,防止AgCl胶体沉淀吸附Cl-,致使终点提前.

（4）终点的判断：被测溶液的颜色由变成橙,再变成橙色,最后变成比橙色深一点的颜色,这个颜色就是砖红色了.滴定过程中,可以观察硝酸银标准溶液滴入被测溶液时呈现红色的快慢,来决定你滴入标准溶液的速度：1、标定溶液滴滴入,没有红色的出现,表示标定液滴点速度可以保持或加快,终点还很远；2、红色出现但消散得快,表示进入了滴定的中后期,表示滴点速度开始减缓；3、红色出现但消散得慢,溶液的颜色也慢慢开始转变成橙色,表示终点快出现了,所以每滴进一点标准溶液,剧烈振摇试样,观察是否有砖红色出现.

（5）空白试样的终点颜色要和被测试样的终点颜色要一致,这样可以保证试验结果更加准确.

6结束语

砂中的氯离子含量试验是一项看似简单的工作,但要提高检测数据的准确性,还是要在实践中不断进行总结、分析、提高.作者总结出来的经验,希望对各位想提高砂中氯离子含量试验检测数据的准确性也有所提高.