庫侖滴定法是定硫儀中常用且原理成熟的工作方法之一
發(fā)布時(shí)間：2025-08-04 點(diǎn)擊次數(shù)：126次庫侖滴定法是定硫儀中常用且原理成熟的工作方法之一。其核心原理基于法拉第電解定律。樣品在高溫（通常在 1150℃左右）和催化劑（如三氧化鎢）的作用下，于氧氣流中燃燒分解。樣品中的硫被氧化成二氧化硫（SO?）氣體，隨后 SO? 氣體隨氧氣流進(jìn)入電解池。電解池內(nèi)裝有碘化鉀 - 溴化鉀 - 冰醋酸溶液，SO? 與溶液中的碘（I?）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：I? + SO? + 2H?O = H?SO? + 2HI。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中的碘濃度逐漸降低。此時(shí)，通過在電解池的陰陽極間施加直流電，使碘離子（I?）在陽極被氧化生成碘（I?），以補(bǔ)充反應(yīng)消耗的碘。根據(jù)法拉第電解定律，電解過程中所消耗的電量與被測硫的質(zhì)量成正比。通過測量電解過程中所消耗的電量，就可以精確計(jì)算出樣品中硫的含量。庫侖滴定法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)硫含量的快速、精準(zhǔn)測定。
紅外吸收法是基于硫化合物對(duì)特定波長紅外光具有吸收特性的原理進(jìn)行測定的。當(dāng)樣品在高溫下燃燒生成 SO? 氣體后，SO? 氣體進(jìn)入紅外檢測池。紅外檢測池內(nèi)有一對(duì)能發(fā)射和接收特定波長紅外光的光學(xué)元件，SO? 分子會(huì)吸收該特定波長的紅外光，導(dǎo)致接收到的紅外光強(qiáng)度減弱。紅外檢測器會(huì)將接收到的紅外光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)的大小與 SO? 氣體的濃度成正比。通過預(yù)先建立的校準(zhǔn)曲線，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為 SO? 氣體的濃度，進(jìn)而根據(jù)樣品的質(zhì)量和燃燒過程中硫的轉(zhuǎn)化率，計(jì)算出樣品中硫的含量。紅外吸收法具有測量速度快、響應(yīng)時(shí)間短、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量等優(yōu)點(diǎn)，適用于在線硫含量分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測。
重量法是一種經(jīng)典的硫含量測定方法，雖然操作相對(duì)繁瑣，但測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，常作為其他測定方法的校準(zhǔn)依據(jù)。在定硫儀中，樣品在高溫下燃燒使硫轉(zhuǎn)化為 SO? 氣體，然后 SO? 氣體被吸收液（如過氧化氫溶液）吸收，生成硫酸（H?SO?）。將吸收液加熱蒸發(fā)至干，使硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸鋇（BaSO?）沉淀。通過過濾、洗滌、干燥和稱量 BaSO? 沉淀的質(zhì)量，根據(jù)硫與 BaSO? 的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，就可以計(jì)算出樣品中硫的含量。重量法雖然測量周期較長，但不受儀器誤差和化學(xué)干擾的影響，能夠提供非常準(zhǔn)確的硫含量數(shù)據(jù)。
高溫爐是定硫儀的核心部件之一，為樣品的燃燒分解提供必要的高溫環(huán)境。它通常采用管式爐結(jié)構(gòu)，爐管由耐高溫、耐腐蝕的材料（如剛玉管）制成。高溫爐配備有精確的溫度控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的樣品和測定方法，將爐溫穩(wěn)定控制在所需的溫度范圍內(nèi)（如庫侖滴定法通常為 1150℃）。溫度控制系統(tǒng)一般采用智能溫控儀，具有溫度顯示、設(shè)定、控制和報(bào)警等功能，能夠確保高溫爐的溫度穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，從而保證樣品燃燒分解的完全性。
燃燒系統(tǒng)包括氣源、氣體流量控制器和燃燒管等部分。氣源通常為高純度的氧氣，為樣品的燃燒提供氧化劑。氣體流量控制器用于精確控制氧氣的流量，確保樣品在適宜的氧氣氛圍中燃燒。燃燒管是樣品燃燒的場所，它與高溫爐相連，樣品在燃燒管內(nèi)于高溫下與氧氣充分反應(yīng)，使硫轉(zhuǎn)化為 SO? 氣體。燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要保證氣體流動(dòng)的均勻性和穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)氣流死角和渦流，以確保樣品燃燒的充分性和 SO? 氣體的順利輸送。
根據(jù)不同的工作原理，定硫儀的檢測系統(tǒng)也有所不同。對(duì)于庫侖滴定法，檢測系統(tǒng)主要是電解池和電解電路。電解池由透明的有機(jī)玻璃或石英材料制成，便于觀察電解過程和溶液的變化。電解池內(nèi)裝有電極和電解液，電極材料通常為鉑或石墨，具有良好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性。電解電路則負(fù)責(zé)為電解過程提供穩(wěn)定的直流電，并精確測量電解過程中所消耗的電量。對(duì)于紅外吸收法，檢測系統(tǒng)包括紅外光源、紅外檢測池和紅外檢測器。紅外光源能夠發(fā)射特定波長的紅外光，紅外檢測池是 SO? 氣體吸收紅外光的場所，紅外檢測器則將接收到的紅外光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
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