CS259066B1

CS259066B1 - Referenční materiál pro kalibraoi analyzátorů pro atanovení vodíku v kovových materiálech

Info

Publication number: CS259066B1
Application number: CS857774A
Authority: CS
Inventors: Pavel Borek; Zdenek Cizek
Original assignee: Pavel Borek; Zdenek Cizek
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS777485A1

Abstract

Řešení ae týká přípravy syntetického referenčního materiálu pro kalibraci analyzátorů pro atanovení obsahu vodíku v kovových materiáleoh. Do nosiče z kovového materiálu a nízkou hodnotou slepé zkoušky obsahu vodíku, například z hliníku, cínu, niklu, mědi a jejich slitin, se odměří vodný roztok sloučeniny, obsahující stanovovaný prvek ve známém steohiometriokém poměru, například alkalického octanu, s výhodou krystalického octanu sodného, roztok se vysuší, nosič z kovového materiálu se uzavře.

Description

Vynález se týká referenčního materiálu pro kallbraoi analyzátorů pro stanovení vodíku v kovových materiálech, pracujících na principu vysokoteplotní reakce vzorku v grafitovém kelímku a následné detekce molekulárního vodíku. Vynález spadá do oboru analytické chemie.

Stanovení obsahu vodíku v ocelích a dalších kovových materiálech se až dosud provádí téměř výhradně tzv. termoevolučníml metodami pomocí přístrojů, pracujících na principu ohřevu nebo roztavení analyzovaného vzorku v grafitovém kelímku v proudu ,, inertního plynu nebo ve vakuu, separace vzniklých plynných řeakěních produktů na chromáte grafické koloně a detekci molekulárního vodíku pomocí tepelně vodivostního detektoru. Zmíněná analytická technika teoreticky umožňuje stanovovat obsahy vodíku od setin ppm až po stovky ppm. Plné využití teoretické citlivosti uvedené techniky je však v praxi omezeno řadou faktorů, z nichž vedle problematiky odběru a přípravy vzorků k analýze nejvýznamnějším je otázka kalibrace analyzátoru.

Běžně používané postupy kalibrace analyzátorů pomocí kovových referenčních materiálů na bázi titanu nebo austenitických ocelí jsou zatíženy značně velkou ohýbou jejich atestace, neboť' metody doposud používané pro atestaci kovových referenčních, materiálů nezaručují i vzhledem ke specifice vazby a chování vodíku v kovovém materiálu i při dobré reprodukovatelnosti_řstanovení . správné hodnoty obsahu vodíku.· Významným problémem je rovněž malá stabilita kovových referenčních materiálů v důsledku postup- , ných změn obsahu vodíku jeho difúzí z materiálu. V případě použití plynného vodíku ke kalibraci analyzátoru je správnost kalibrace ovlivněna přesností dávkování malých objemů kalibračního plynu, a především tím, že experimentální podmínky při kalibraci a Vlastní analýze jsou zcela odlišné. Při kalibraci plynným vodíkem . jsou rovněž kladeny zvýšené nároky na zajištění bezpečnosti práce, Používání kovových referenčních materiálů je mimo to značně' ekonomicky náročné, protože jejich příprava je vzhledem ke specifice existence vodíku v kovových materiálech technologicky velmi složitá. Nedostatkem je rovněž skutečnost, že použití kovových referenčních materiálů neumožňuje provádět kalibraci analyzátorů v potřebně širokém koncentračním rozmezí.

Uvedené nevýhody odstraňuje referenční materiál pro kalibraci analyzátorů pro stanovení vodíku v kovových materiálech na . bázi vysokoteplotní redukce hydridických fází v grafitovém kelímku, termické extrakce atomárního vodíku a následné detekce molekulárního vodíku, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že kovový nosič, například cín, nikl, hliník nebo měň, o obsahu vodíku 0,1 až 0^5 ppm je opatřen mikrovrstvou alkalického . octanu v množství od 0,02 do 5 miligramů. Popsaný referenční materiál, vytvořený syntetickou cestou, se za podmínek analýzy chová jako reálný kovový vzorek. Výzkumem chování systému alkalický octan - kovový nosič - grafit za vysokých teplot v inertní atmosféře bylo zjištěno, že vysokoteplotní redukce octanu uhlíkem . probíhá kvantitativně, přičemž jediným plynným reakčním produktem obsahujícím vodík je molekulární vodík.

Výhodou uvedeného řešení podle vynálezu je velmi snadná příprava referenčních materiálů přímo v laboratorních podmínkách, . možnost pokrytí libovolného koncentračního rozsahu přístroje dostatečným počtem kalibračních bodů a postižení v podstatě stejných reakčních podmínek, jaké jsou při analýze reálného kovovér ho vzorku. Přínosem je rovněž možnost provedení prakticky absolutní kalibrace analyzátoru, což je pomocí kovových referenčních materiálů nemožné.

Vlastní praktické provedení přípravy referenčních materiálů *pro kalibraci analyzátorů je velmi jednoduché. Dávkování odstupňovaného množství alkalického octanu se provede ve formě mikroobjemů 2 až 100 ^ul jeho standardního roztoku ve vodě s výhodou . o koncentraci 10 až 200 g . 1”^ pomocí mikrobyrety nebo mikropipet. Odstupňovaná množství standardního roztoku octanu se dávkují do kovových nosičů ve tvaru mikrokelímků z definovaného kovu o hmotnosti asi 0,1 g a objemu asi 0,2 až 0,5 ml. Kelímky lze snadno připravit z kovové fólie, například z tzv, alobalu, jejím vytvarováním. Po nadávkování se vzniklé kalibrační vzorky suší hodinu při teplotě 16O°C. Kalibrace analyzátoru pomocí vytvo259066 .

- 3 řených referenčních materiálů se provede zcela běžným postupem^ sada připravených referenčních materiálů se zanalyzuje a dle výsledků analýz se upraví parametry přístroje.

Příklad provedení

Při přípravě, sady referenčních materiálů pro kalibraci analyzátoru LEČO RH-1B pro stanovení vodíku v ocelích se postupuje následovně: Rozpuštěním 17,887 g krystalického octanu sodného CH^COONa · 3 HgO ve 100 ml destilované vody se připraví roztok, jehož 1 ml obsahuje 107,8 mg bezvodého octanu, tj. 3,95 mg °reaktivního vodíku, tj. roztok A. Desetinásobným zředěním roztoku A se připraví roztok B, jehož 1 ml obsahuje 10,78 mg octanu sodného, tj, 0,395 mg reaktivního vodíku. Do kovových nosičů, z cínu o obsahu 0,4 ppm vodíku a hmotnosti. 0,1 g ve tvaru mikrokelímků se nadávkují odstupňované přídavky roztoků A a B v obr jemech 2 až 50 /il, což v přepočtu na obvykle používanou navážku 2,5 g vzorku odpovídá kalibraci analyzátoru v koncentračním rozmezí přibližně 0,3 až 80 ppm vodíku. Nadávkované vzorky se vysuší 1 hodinu.při teplotě 16O°C a uzavřou se. Pomocí takto, připravených referenčních materiálů se provede kalibrace analyzátoru. Pokud jsou připravené referenční materiály skladovány déle než jeden den, je zapotřebí je těsně před použitím opět sušit při teplotě 160°C po dobu 30 až 60 minut.

V následující tabulce jsou uvedeny výsledky opakovaných/ analýz dvou referenčních materiálů připravených popsaným způsobem:

Dáno ppm Hg	Nalezeno - ppm Hg
2,00	1,90 1,85 2,02 _{0 lt96 + 0},10
10,0	2,10 1,94 2,00 0 ' . ' 9,90 10,05 9,75 :
	10,15 10,05 10,10 ^{0 10,05} +0,2 10,20

259066 .

Claims

Referenční materiál pro kalibraci analyzátorů pro stanover ní vodíku v kovových materiálech na bázi vysokoteplotní redukce hydridických fází v grafitovém kelímku, termické extrakce atomárního vodíku a následné detekce molekulárního vodíku, vyznačený tím, že kovový nosič, například cín, hliník, nikl nebo měS, o obsahu vodíku 0,1 až 0,5 ppm je opatřen mikrovrstvou alkalického octanu v množství od 0,02 mg do 5 mg·