專利名稱：鍋爐水的硬度快速測定方法及其測定儀器的制作方法
技術領域：
本發明屬于鍋爐水硬度的測定方法及其相應的測定裝置，特別是一種利用標準色階比色來測定鍋爐水硬度的測定方法及其測定儀器。
鍋爐水的硬度測定，是其水質重要的控制指標之一，當前測定硬度的方法只有EDTA容量法，這個方法已經用了三十年以上，它雖然經典，但是也有一定的不足之處，如操作復雜，須以精密設備為基礎，操作人員亦須有專業培訓，否則將影響測試結果。因此研究一種鍋爐給水硬度測定的簡便方法，將對鍋爐使用過程中的保護工作有著重要的意義。
本發明的目的在于提供一種鍋爐水硬度的快速測定方法及其測定儀器，它是一種利用色階比色來測定鍋爐水硬度的測定方法，即用金屬離子指示劑作顯色劑，與鍋爐水中的金屬離子發生絡合反應，由生成絡合物的顏色與指示劑顏色不同而表明鍋爐水中金屬離子存在的多少來判定鍋爐水的硬度，與該方法相配合使用的測定儀器為一比色儀及相應的永久標準參比色階。
本發明的技術方案一種鍋爐水硬度的快速測定方法，其特征在于它是一種利用色階比色來測定鍋爐水硬度的測定方法，它包括使用顯色試劑及標準色階溶液，所說的顯色試劑是由PH值緩沖劑和金屬離子指示劑組成，其PH值緩沖劑可選四硼酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉及Trls，其金屬離子指示劑可選;鉻蘭黑T、鉻蘭K或鈣鎂靈，顯色試劑中PH值緩沖劑與金屬離子指示劑的配比可為30-80%∶70-20%;所說色階溶液的組分可為鈷鹽與銅鹽的溶液，配比關系為10-90%∶90-10%(即鈷鹽∶銅鹽)配成五級色階分別為0.00，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05毫克當量/升，可以滿足鍋爐給水硬度測定的范圍。
本方法的操作過程為(1)首先予熱比色光源，使之達正常亮度;(2)取水樣(一般可為5ml)注入封閉的顯色試劑瓶，翻轉數次使反應溶液均勻;(3)將上述溶液移入比色杯放在比色光源的相應位置上;(4)與放在比色光源上的標準色階作比較;(5)根據與色階相同或相近的顏色來定量確定水硬度。
上述方法中所涉及的比色光源是由比色光源燈，標準色階瓶及比色杯所組成，比色光源燈置于燈箱底面上，光源燈的電源導線接于箱外，箱體上可安置電源開關，配制好的標準色階溶液瓶均插入燈箱蓋的相應孔內，燈箱蓋中心為放置比色杯的杯孔，比色杯插于其中。
本發明的工作原理，是本方法具有突破性的依據，本方法中應用的金屬離子指示劑是一種廣譜型絡合劑，除了堿金屬K+、Na+外，其它多價常見的金屬陽離子都能絡合。金屬離子指標劑與水中的金屬離子反應式如下
其中Hln顯示指示劑色，Mln顯示絡合物色，即金屬離子指示劑本是一種有色化合物，當它與金屬離子結合形成絡合物后，絡合物的顏色同指示劑顏色不同，水溶液顏色的改變，表明了金屬離子的存在。
(1)式的反應平衡方程式為(［Mln］［H+])/([Hln] [M]) K………(2)為了簡化起見，把金屬離子的電荷忽略不計，式中[M]代表水中游離的金屬離子濃度;代表金屬離子與指標劑絡合物濃度;代表金屬離子指示劑濃度;代表水中的氫離子濃度;
K代表絡合物穩定常數。
由(2)式轉化成下式M = ([H+])/(K) · ([Mln])/([Hln])log[M]=log ([H+])/(K) +log ([Mln])/([Hln])取負對數-log[M]＝PM則PM＝PH+logK+log ([Hln])/([Mln]) ……(3)
若水中的PH值不變，在反應中PM視為常數，常數項合并得PM＝logK+log ([Hln])/([Mln]) ……(4)從(4)式看到，若K值很大，則PM很大，也就是水溶液中沒有絡合反應，游離的金屬離子很少，如果指示劑把接近全部的金屬離子絡合，則水溶液的顏色由指示劑色向絡合物色過渡，水溶液的顏色決定于[Hln]/[Mln]比值，本方法加入指示劑的量是固定的，隨著水樣含金屬離子量的多少形成不同的過渡色，過渡色同標準色階比較，可以直接測定水樣中金屬離子的含量，即水質總硬度，過渡色這一名詞在金屬離子比色中應用及本比色方法的提出就是基于這個原理。
本發明的優越性在于(1)方法簡便，操作快捷，且可直觀定量得到水硬度的含量，其準確程度與EDTA絡合滴定比較完全一致;(2)比色光源的使用大大提高了測定靈敏度達到PPb級;(3)標準色階顏色恒定，永不變色;(4)操作人員不需專門培訓。
以下結合附圖及實施例進一步說明本技術。
附
圖1為本發明所涉鍋爐水硬度的快速測定方法的流程示意圖。
附圖2為本發明所涉鍋爐硬度的快速測定方法中所使用的測定儀器-比色光源的結構示意圖。(a為外觀結構，b為內部光源。)
其中1為燈箱蓋，2為燈箱底，3為比色光源燈，4為色階瓶，5為比色杯，6為光源燈的外接電源導線，7為電源開關。
實施例一種鍋爐水硬度的快速測定方法，其特征在于它是一種利用色階比色來測定鍋爐水硬度的測定方法，它包括使用顯色試劑及標準色階溶液，所說的顯色試劑是由PH值緩沖劑和金屬離子指標劑組成，其PH緩沖劑可選Trls使溶液PH值保持9-11;其金屬離子指示劑可選酸性鉻蘭K，與緩沖劑的比例為1∶1;所說標準色階溶液組分可為鈷鹽與銅鹽，按標準水樣顏色適量調配為0.01，0.02，0.03，0.04，0.05毫克當量/升。
本方法的操作過程為(見圖1)(1)首先予熱比色光源燈3，使之達正常亮度;(2)取水樣5ml注入封閉的顯色試劑瓶，翻轉數次使反應溶液均勻;(3)倒入比色杯5，且將其放在比色光源的比色杯孔內;(4)與置于比色光源上的標準色階4作比較;(5)根據與色階相同或相近的顏色即可定量確定水硬度。
上述方法中所涉的比色光源(見圖2)是由蓋1與底2構成的燈箱，箱內的比色光源燈3，標準色階瓶4及比色杯5所組成，比色光源燈3置于燈箱底2的面上，光源燈的電源導線6接于箱外，箱體上可安置電源開關7，配制好的色階溶液瓶4均勻插入燈箱蓋1上的色階瓶孔內，燈箱蓋中心為放置比色杯5的杯孔，比色杯插于其中。
權利要求
1.一種鍋爐水硬度的快速測定方法，其特征在于它是一種利用色階比色來測定鍋爐水硬度的測定方法，它包括使用顯色試劑及標準色階溶液，所說的顯色試劑是由PH緩沖劑和金屬離子指示劑組成，其配比系為PH值緩沖劑∶金屬離子指示劑=30-80%∶70-20%；所說的色階溶液的組分可為鈷鹽與銅鹽，其配比關系為鈷鹽∶銅鹽=10-90%∶90-10%，配成五級色階分別為0.00，0.01.0.02，0.03，0.04，0.05毫克當量/升，本方法的操作過程為(1)首先予熱比色光源，使之達正常亮度；(2)取水樣(一般可為5ml)注入封閉的顯色試劑瓶，翻轉數次使之內的反應溶液均勻；(3)倒入比色杯，且將其放在比色光源的相應位置上；(4)與置于比色光源上的標準色階作比較；(5)根據與色階相同或相近的顏色來定量確定水硬度。
2.由權利要求1所說的鍋爐水硬度快速測定方法，其特征在于所說的顯色試劑中的PH值緩沖劑可選用四硼酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉及Trls。
3.由權利要求1所說的鍋爐水硬度的快速測定方法，其特征在于所說的顯色試劑中的金屬離子指示劑可選鉻蘭黑，鉻蘭K或鈣鎂靈。
4.一種配合鍋爐水硬度的快速測定方法使用的測定儀器，特別是一種比色光源，其特征在于它是由蓋與底構成的燈箱、箱內的比色光源燈、標準色階瓶及比色杯所組成，比色光源燈置于燈箱底面上，光源燈的電源導線接于箱外，箱體上可安置電源開關，配制好的五級標準色階溶液瓶均插入燈箱蓋上的相應孔內，燈箱上蓋中心為比色杯孔，比色杯插于其中。
全文摘要
一種鍋爐水硬度的快速測定方法及其測定儀器，它是一種利用色階比色來測定鍋爐水硬度的測定方法，即用金屬離子指示劑與鍋爐水中的金屬離子發生絡合反應，由生成的絡合物與指示劑顏色不同而表明鍋爐水中的金屬離子存在的多少來判定鍋爐水的硬度，與該方法相配合使用的測定儀器為一比色儀及相應的永久性標準色階。本發明的優越性在于(1)方法簡便，操作快捷，且可直觀定量得到水硬度的含量；(2)比色光源的使用提高了測定靈敏度達ppb級；(3)標準色階顏色恒定，永不變色；(4)操作人員不需專門培訓。
文檔編號G01N21/77GK1087723SQ9310585
公開日1994年6月8日 申請日期1993年5月27日 優先權日1993年5月27日
發明者張技, 陳進生 申請人:天津市鍋爐壓力容器學會設計研究所