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微机砷测定仪详细说明书

一．前言

    砷及其化合物具有特殊的性质。它不仅可引起催化剂中毒，也是环保和卫生部门严格要求控制的元素之一。有些地区的原油含砷量较高，能引起重整和加氢中的催化剂中毒。因此原油及其馏分油中砷的含量及存在形式是石油化工分析的重要项目。痕量砷的分析也具有重要意义。

    库仑法测定砷含量是目前较简单快速且准确的方法。该方法适用于汽油，柴油，轻质石脑油，原油，渣油等各种油品及液化气，丙烯气等多种气体和各种催化剂中砷含量的测定，也可用于测定各种水以及食品，饮料等样品中的砷含量。本仪器测量范围从1ppb到百分含量。单次分析（不含样品处理）仅需要几分钟，一般样品一小时左右即可出数据，具有简便，快速，准确等优点，是新一代由计算机控制的砷含量测定仪。

二．测量原理

1． 法拉第定律原理：

在电解池中每通过96500库仑的电量，在电极上即会析出或溶入1摩尔的物质。用公式表示如下：

式中：

W ——析出物质的量，以克计算。

N ——在电极上每析出或溶入一个分子或原子所消耗的电子数目。

M——析出物质的分子或原子量。

Q——电解时通过电极的电量。

    2．测量原理：

用浓硫酸萃取出样品中的有机砷并加热至出现SO₃白烟，使有机砷转化为无机砷。用硼氢化钾(KBH₄)或硼氢化钠(NaBH₄)溶液将砷还原为砷化氢（AsH₃）, 砷化氢与电解池中的滴定剂发生如下反应：

              AsH₃+3I₂+2H₂O=AsO₂^-+7H⁺+6I^-

              AsH₃+8Ibr₂^-+4H₂O=AsO₄^3-+11H⁺+4I₂+16Br^-

参考—测量电极对测量出这个变化并将此信号送给微库仑放大器，由放大器输出一个相应的电流到电解池的电解电极对，在电解阳极上发生如下反应：

              2I^-=I₂+2e

              AsO₂^-+2H₂O=AsO₄^3-+4H⁺+2e

              4Br^-+I₂=2Ibr₂^-+2e

以补充AsH₃所消耗的滴定剂。测量补充滴定剂所消耗的电量，根据法拉弟定律即可求出样品中的砷含量。

 仪器的工作原理见图（一）。

              图（一）LC-6微机砷含量测定仪工作原理图

三、要技术指标

测量范围：1ppb ---- ppm ---- %

滴定方式：微库仑滴定

输入阻抗：不小于10⁶Ω

  输出电压：-30V----+12V

偏    压：0-----500mV

  增    益：2000

  基线漂移：不大于5uV/20min

  数据处理：由计算机处理

分析时间：5----10min(不含样品处理)

电源功率：250W(含电脑)

环境温度：-10℃----+40℃

环境湿度：<80%

四．仪器各部件及其功能

  LC-6微机化砷含量测定仪由主机，滴定池，砷化氢发生系统，计算机，打印机等组成，仪器整体结构如图（二）。

   主机是仪器与计算机通讯和测量电解控制的。除控电解电路外还有搅拌器，载气流量控制器（详见图（二））。

图（二） LC-6微机砷含量测定仪整体结构图

滴定池的结构，滴定池是整个仪器的，标样和样品分析的准确度直接取决于滴定池的灵敏度。因此对滴定池的处理必须十分小心（详见滴定池的操作），滴定池的结构见图（三）。

 图（三）  滴定池的结构

砷化氢发生系统结构如图（四）所示。硼氢化钾溶液注入砷化氢发生瓶后，将样品中的砷转化为砷化氢，经氮气带入滴定池完成反应滴定过程。

  图（四）砷化氢发生系统

计算机通过串行口与主机相连，发出测量电解控制指令并对电解信号进行测量，计算并保存分析数据，通过打印机将数据打印出来。

五．仪器安装和操作

1． 仪器的安装条件：

电    源：220~V±10% ，50HZ

环境温度：-10℃----+40℃

环境湿度：<80%

工作环境要具有良好的通风条件！

2． 仪器的操作：

将信号线红夹子接参考电极、黑夹子接指示电极；电解红夹子接电解阳极、黑夹子接电解阴极，按要求连接好仪器的电源线，地线和气路。连接好电脑，打印机和通讯电缆线。依次打开主机、搅拌器、电脑和打印机开关。单击LC—6微机化砷含量测定仪图标，打开操作系统，进入如下界面：

按“平衡”检测电解池偏压，如下图。待偏压显示稳定后按确定键仪器进入工作状态。

 按下“CS“键或工作参数和分析参数下任一栏，即出参数修改界面，如下图，此时可对分析类型，样品状态进行选择，并可对标样参数，样品参

数，工作参数，积分门槛等参数进行修改。操作完成后按确定键回到工作状态。

在工作台窗口单击鼠标右键出现快捷菜单，相关选择可对工作参数，单位进行修改选择，还可以进行退出，清屏操作或显示样品或标样数据，或进行取消分析，结束分析，启动，平衡操作。

文件菜单栏下的保存结果，打印预览，文件打印和文件删除菜单可以对分析结果进行处理。

工具菜单栏下的工作参数，打印测试，通讯设置可以对工作参数，打印机工作状态，主机与电脑连接参数进行设置。

六．实验准备

1． 工具和备件的准备：

（1）.砷发生瓶和砷发生瓶盖。

（2）.50ml,100ml,200ml椎形分液漏斗。

（3）.50ml注射器。

（4）.10ul加长微量注射器,针头长120～150mm。

（5）.2ml,5ml,10ml移液管。

（6）.50ml,100ml量筒。

（7）.洗耳球。

（8）.细口瓶。

（9）.9^#注射针头,长80mm。

（10）.坩埚钳和镊子

发生瓶在使用前要用酸，碱处理。

2． 试剂和材料的准备：

(1).KBr（溴化钾）

(2).I₂ （碘）

(3).HAC（冰醋酸）

(4).H₂SO₄（硫酸）

(5).KBH₄（硼氢化钾）或NaBH₄（硼氢化钠）

(6).H₂O₂（双氧水）

(7).二次蒸馏水

(8).砷标准样品

(9).氮气

(10).醋酸铅

         3. 溶液的配制：

（1）.电解液的配制

取0.07gKBr 溶解于800ml水中，再加入150mlHAC,50mlH₂SO₄和少量碘。

（2）.KBH₄溶液的配制

取3gKBH₄(NaBH₄)溶于100ml水中，再加入少量（10粒）NaOH(KOH),使其充分溶解。

(3) .配制85%的硫酸溶液

            (4) .取5g Pb(AC)₂溶于50ml水中，向其中加入10g脱脂棉，浸

泡5min后取出在室温下风干。（此过程应避免H₂S气体的污染）

七．仪器校正

用新鲜电解电液冲洗电解池后向其中加入少许碘粒，打开仪器调整搅拌速度和气流量。将仪器设定到标样分析状态，正确输入各项参数，等基线相对走稳稳即可进行标样分析。

用10ul长针头注射器抽取少量砷标样，注入滴定池，当其测定值与实际值误差小于10%时，即可进行样品分析。

八．样品处理和分析

1． 样品处理

           用待测定的样品冲洗量筒3—5次，根据样品砷的大概含量，参照表（一）取适量样品于分液漏斗中，加入5ml 85%的硫酸，剧烈摇动200次，静置待分层后将酸液倒入砷化氢发生瓶中，再向分液漏斗中加入5ml 水，剧烈摇动100次，待静置分层后将水相合并于砷化氢发生瓶中。

                                 表（一）样品参考取样量  

按照上述步骤，不加油样，进行空白试验。

将含有酸萃取液的砷发生瓶置于电炉上，慢慢调节炉温到砷发生瓶中有白烟产生，并待白烟上升至砷发生瓶颈部且砷发生瓶中液体体积约为1ml时，取下冷却后用水冲洗瓶壁至总体积为10—15ml。（如果样品在加热时产生积碳现象，可向其中滴入2—3滴双氧水，同时在空白样中也加入相应量的双氧水。）

2．样品分析

将空白样的砷发生瓶接入气路，将仪器选在空白档，抽取3mlKBH₄溶液。按下启动键后慢慢将KBH₄溶液注入砷发生瓶中，分析结束后将结果保存。

将含样品的砷发生瓶接入气路，分别输入样品体积和密度，按空白样分析的方法进行样品滴定。结束后将分析结果保存。

    九．注意事项

1．KBH₄溶液必须现配现用，不能长期保存。

2．标样和样品分析均应在通氮气状态下进行。

3．在加热过程中一定不能把砷发生瓶中的溶液烧干。

4. 所有器皿在初次使用前应用洗液浸泡24小时以上，砷发生瓶使用后要用洗液浸泡到下次使用前取出洗净。

5. 严格防止分析过程中不同样品交叉污染。

LC-6微机砷含量测定仪

装箱清单