CS264513B1

CS264513B1 - Syntetický referenční materiál pro kalibraci analyzátorů a způsob jeho přípravy

Info

Publication number: CS264513B1
Application number: CS858038A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Csc Cizek; Pavel Ing Borek
Original assignee: Cizek Zdenek; Borek Pavel
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1989-08-14
Also published as: CS803885A1

Abstract

Řešení se týká syntetického referenčního materiálu pro kaíibraci analyzátorů pro stanovení 10-4 až 2.10'1 procent hmotnostních síry v technickém železe a neželezných kovech a způsobu jeho přípravy. Podstata řešení spočívá v tom, že kovový nosič je opatřen mikrovrstvou síranu draselného v množství 5 pg až 10 mg. Podstata způsobu přípravy je v tom, že 30 vysušení roztoku K2SO4 se přidá do kelímku covová taviči přísada, například železo, cín ne30 měď, s nízkým obsahem síry 0,1 až 0,5 ppm v množství 0,5 až 2 g a kelímek se uzavře.

Description

Vynález se týká syntetického referenčního materiálu pro kalibraci analyzátorů pro stanovení 10’⁴ a 2.10'¹ procent hmotnostních síry v technickém železe a neželezných kovech a způsobu jeho přípravy.

Otázka přesného a správného stanovení malých obsahů síry, tj. síry v koncentračním rozmezí cca 0,0001—0,010 procent hmotnostních, v ocelích a různých neželezných kovech úzce souvisí zejména s výrobou řady speciálních typů ocelí, například manganových ocelí pro nemagnetické bandáže turbogenerátorů, a s vývojem, výrobou a ověřováním vlastností různých čistých kovů či slitin, například mědi nebo niklu, s požadovanými obsahy síry na úrovni maximálně několika tisícin procenta. Uvedená problematika je v současné době řešena využíváním poloautomatických analyzátorů detekujících síru ve formě oxidu siřičitého, vzniklého spálením vzorku v proudu kyslíku za přítomnosti vhodného katalyzátoru, například metodou měření absorpce infračerveného záření. Tato analytická technika teoreticky umožňuje stanovovat i stopové obsahy síry na úrovni desetin a jednotek ppm. Plné využití její teoretické citlivosti je však v praxi omezeno řadou faktorů, z nichž vedle faktorů fyzikální a chemické povahy, například optimalizace podmínek a průběhu spalovacího procesu, se jedná především o vyřešení otázky kalibrace používaného analyzátoru.

Dosud běžně používaný způsob kalibrace analyzátorů pomocí kovových referenčních materiálů se zaručeným obsahem síry selhává v případě malých koncentrací síry na naprosto nedostatečné nabídce k tomu účelu vhodných referenčních materiálů; samotná výroba kovových referenčních materiálů se stopovými obsahy síry je přitom velmi složitá a nákladná a naráží na obtížnou problematiku jejich správné atestace. V případě kalibrace čistým plynným oxidem siřičitým je správnost této kalibrace ovlivněna přesností dávkování malých objemů kalibračního plynu a především tím, že experimentální podmínky při kalibraci analyzátoru a při vlastní analýze jsou odlišné. Rovněž kalibrace pomocí roztoku síranu draselného, navržená Svendungem D.: Scand. J. Metallurg. 3, 75, 1974 a později převzatá Kochem a kol.: Arch. Eisenhiittenwes, 53, 395,1982 bez vyřešení vhodné spalovací přísady, nezaručuje optimální průběh spalovacího procesu při analýze a tím univerzální použitelnost tohoto postupu pro získání správných a dobře reprodukovatelných výsledků při kalibraci v koncentračním rozmezí cca 1 — 100 ppm síry pro různé typy kovových materiálů.

Uvedené nedostatky odstraňuje syntetický referenční materiál pro kalibraci analyzátorů pro stanovení 10^-4 až 2.10' procent hmotnostních síry v technickém železe a neželezných kovech a způsob jeho přípravy podle vynálezu. Podstata syntetického referenčního materiálu spočívá v tom, že kovový nosič je opatřen míkrovrstvou síranu draselného v množství 5 pg až 10 mg. Podstata způsobu přípravy syntetického referenčního materiálu, při kterém

CS 264 513 Bl se do kovového kelímku — nosiče přidá 10~⁴až 2.10' procent hmotnostních síry ve formě roztoku síranu draselného definované sloučeniny síry a roztok se vysuší, spočívá v tom, že po vysušení roztoku se přidá do kelímku kovová tavící přísada, například železo, cín nebo měď, s nízkým obsahem síry 0,1 až 0,5 ppm v množství 0,5 až 2 g a kelímek se uzavře.

Při použití podle vynálezu připravených syntetických kalibračních vzorků má kalibrace analyzátoru prakticky univerzální charakter, nezávislý na matrici analyzovaného materiálu, a spolehlivě ji lze využít v koncentračním rozsahu od cca 0,0002 do 0,2 procent hmotnostních síry pro všechny typy kovů, slitin i některých dalších anorganických látek. Výhodou použití tavící přísady čisté mědi je obykle velmi nízká hodnota slepé zkoušky na obsah síry a rovnoměrný průběh spalovacího procesu, vyznačující se jediným maximem v průběhu detekce síry jako oxidu siřičitého.

Velikost používaného kovového kelímku — nosiče, zhotoveného například z hliníku, cínu, niklu, je dána velikostí keramického spalovacího kelímku, do kterého se nosič vkládá. Obvykle má tento kovový kelímek hmotnost 0,05—0,2 g, průměr cca 12 mm a výšku cca 10 mm. Materiál kelímku má mít velmi nízkou hodnotu slepé zkoušky obsahu síry, tj. méně než 2 ppm. Spalovací keramické kelímky se před použitím žíhají cca 1 hodinu při teplotě 1 000 °C. Chemická sloučenina, používaná jako zdroj síry, není jednoznačně určena, avšak musí mít konstantní a zaručený obsah síry. Koncentrace použitého roztoku sloučeniny závisí na koncentračním rozmezí obsahu síry, ve kterém má být analyzátor kalibrován. Například v čistém niklu a jeho slitinách se jedná o koncentrační rozmezí cca 0,0005—0,020 procent hmotnostních síry. Použité mikroobjemy roztoku sloučeniny síry ke kalibraci se pohybují v rozmezí 5—300 μΐ. Jejich dávkování je možné provést pomocí známých postupů mikropipetami nebo pístovou mikrobyretou. Dávkovaný roztok v kovovém kelímku — nosiči se vhodným způsobem vysuší, například v případě použití síranu draselného se suší cca 1 hodinu při teplotě 150 °C a následně žíhá při teplotě 500 °C po dobu 1 hodiny.

Příklady provedení

Při přípravě syntetických referenčních materiálů pri kalibraci poloautomatického analyzátoru pro stanovení malých obsahů síry v technickém železe a neželezných kovech se postupuje následovně.

Rozpuštěním 2,7175 g síranu draselného čistoty p. a. ve 100 ml destilované vody se připraví standardní roztok, jehož 1 ml obsahuje 5,0 mg síry, roztok A. Naředěním roztoku A se připraví standardní roztok, jehož 1 ml obsahuje 0,200 mg síry, roztok B. Do kovových kelímků — nosičů, které lze snadno připravit v laboratorním měřítku vytvarováním z tenké, například hliníkové fólie, se mikrobyretou nadávkují odstupňovaná množství roztoků A a B v objeCS 264 513 Bl mech od 5 do 300 μΐ, což v přepočtu na použitou navážku vzorku 1 g odpovídá kalibraci v koncetračním rozmezí od 0,0001 do 0,15 procent hmotnostních síry, a po vysušení při 150 °C/1 hod. a vyžíhání při 500 °C/1 hod. se přidá po l,5g přežíhané mědi, čisté. Kovové kelímky — nosiče se vloží do spalovacích keramických kelímků, vyžíhaných při teplotě 1 000°C/l hod., a provede se kalibrace analyzátoru.

Claims

PŘEDMĚT

VYNÁLEZU

1. Syntetický referenční materiál pro kalibraci analyzátorů pro stanovení 10“⁴ až 2.10'¹procent hmotnostních síry v technickém železe a neželezných kovech, vyznačený tím, že kovový nosič je opatřen mikrovrstvou síranu draselného v množství 5 pg až 10 mg.

_x 2. Způsob přípravy syntetického referenčního materiálu podle bodu 1, při kterém se do kovového kelímku — nosiče přidá 10⁴ až 2.10^_1procent hmotnostních síry ve formě roztoku síranu draselného definované sloučeniny síry a roztok se vysuší, vyznačující se tím, že po vysušení roztoku se přidá do kelímku kovová taviči přísada, například železo, cín nebo měď, s nízkým obsahem síry 0,1 až 0,5 ppm v množství 0,5 až 2 g a kelímek se uzavře.