如何提高砂中氯離子含量試驗檢測數據的準確

【摘要】本文總結了砂中氯離子含量試驗過程中應該注意的事項，提出了提高檢驗數據的準確性的方法。

【關鍵詞】砂；氯離子；硝酸銀；檢測

1 引言

砂是組成混凝土的主要組成材料之一，而砂中氯離子到達一定量時，就能破壞鋼筋表面鈍化膜而引起鋼筋局部腐蝕，對腐蝕過程具有催化作用，影響鋼筋的穩定性，使鋼筋混凝土構筑物存在長期的安全隱患。而且河沙禁止開采，導致很多施工單位用的砂是淡化的海砂，因此工程建設監督部門希望加強對砂中氯離子含量研究，保證檢測的準確性，從而實現對砂的氯離子含量的監控。

2 試驗的概述和重點

現行砂中氯離子含量的檢驗主要是依據JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》來進行的，可分為4個步驟：試樣的準備、溶液的標定、空白試驗、樣品試驗。筆者認為標定硝酸銀標準溶液的濃度是最重要的，因為標準溶液濃度的不正確直接導致試驗結果出現很大的誤差。

假設，已知兩個砂樣的氯離子含量分別是0.030%和0.060%，筆者配的硝酸銀標準溶液濃度的在0.009-0.011 mol/L范圍內，求試驗結果可能出現的相對誤差？

試驗結果的誤差值會隨著樣品中砂的氯離子含量的增加而增加，且可見得標定硝酸銀標準溶液的濃度的重要性。

3 試樣的準備

（1）筆者用人工四分法縮分：將10kg的樣品置于平板上，在潮濕狀態下拌合均勻，并堆成厚度約為20mm的“圓餅”，然后沿互相垂直的兩條直徑把“圓餅”分成大致相等的四份，取其對角的兩份重新拌勻，再堆成“圓餅”狀。重復上述過程，直至把樣品縮分2kg，再烘干恒重。這樣的準備，使得試樣具有代表性。

（2）試樣的制備過程中，所有的儀器設備一定要用去離子水清洗干凈，以免外來的氯離子根的侵入影響試驗結果。

4標定硝酸銀標準溶液的濃度

4.1基本原理

電位滴定法以銀電極為指示電極。其電勢隨濃度而變化以飽和甘汞電極為參比電極，用電位計或酸度計測定兩電極在溶液中組成原電池的電勢。銀離子與氯離子反應生成溶解度很小的氯化銀白色沉淀。在工作電極的響應區內，電池電勢與陰離子濃度有如下關系：

E=E0-k*lg a陰

式中：E——電池電勢，mV；

E0——其值與所用參比電極，接界電位，膜的內表面膜電位等有關；

k——能斯特議程的斜率，即電極的級差；

a陰——氯離子的活度。

當溫度一定時，電極的E0和k是常數。

在等當點前滴入硝酸銀生成氯化銀沉淀兩電極間電勢變化緩慢，隨著氯化銀的滴入，濃度不斷下降，相應地電池電勢也將隨之升高。等當點時氯離子全部生成氯化銀沉淀，這時滴入小量硝酸銀即引起電勢急劇變化指示出滴定終點。

滴定反應Ag++c1-→AgCl↓（白色沉淀）

如表1：用二次微商法求出滴定終點，由終點所對應的硝酸銀消耗量（毫升數）求得樣品中氯離子的量。

表1硝酸銀標準溶液濃度標定計算與結果表

4.2檢測注意事項和建議

（1）因為硝酸銀不會與玻璃中的硅酸發生反應，且見光會發生分解反應：2AgNO3=△=2Ag+2NO2↑+O2↑，所以配制好的硝酸銀標準溶液 必須存放在棕色玻璃瓶中，且放在不見光的陰涼處。

（2）氯化鈉基準試劑必須在500-600度燒至恒重來消除水份對濃度的影響，稱量的精度至0.0001g是為了更準確地標定出硝酸銀標準溶液濃度。

（3）飽和溶液的配制方法：例如氯化鉀的30℃的溶解度為37g，稱取40g氯化鉀，加熱攪拌完全溶解在100g的蒸餾水中，待冷卻到30℃，溶液會自然析出氯化鉀晶體，這表明溶液已經達到了飽和狀態。

（4）選用靈敏度高的銀電極和飽和甘汞電極。

銀電極使用前用細砂紙將表面擦亮，然后浸入含有少量硝酸鈉的稀硝酸（1+1）溶液中，直到有氣體放出為止，取出用水洗干凈。

飽和甘汞電極：使用時電極上端小孔的橡皮塞必須拔出，以防止產生擴散電位，影響測定結果。電極內氯化鉀溶液中不能有氣泡，以防止斷路。溶液內應保持有少許氯化鉀晶體，以保證氯化鉀溶液的飽和。注意電極液絡部不被沾污或堵塞，并保證液絡部有適當的滲出流速。

（5）標定過程中，溶液的攪拌速度要求快，攪拌可以加快被測離子到達電極表面的速率，因而可以縮短響應時間。溶液越稀，響應時間越長。由于接近等當點時電勢增加很快此時要緩慢滴加硝酸銀溶液。

5 砂中氯離子含量試驗

5.1 基本原理

鉻酸鉀指示劑法是指在中性溶液中，用K2Cr04作指示劑，用硝酸銀滴定液滴定氯化物的方法。其反應為：

滴定反應Ag++c1-→AgCl↓（白色）

指示終點反應2Ag++Cr042-→Ag2Cr04↓（磚紅色）

終點時，稍過量的Ag+立刻與Cr042-反應，產生磚紅色的Ag2Cr04沉淀，即到達終點。

5.2 檢測注意事項和建議

（1）指示劑的用量。若Cr042-的量過大，會使終點提前，從而使測定結果產生較大的負誤差。若Cr042-的量過小，則使終點推后，使測定結果產生正誤差。在實際滴定時，一般在反應液總體積為50～100ml溶液中加入5%K2Cr04指示劑l～2ml即可。

（2）溶液的酸度。滴定應在中性或弱堿性溶液（pH6.5～10.5）中進行。酸度過高，會破壞Cr042-與H+的平衡，從而使Cr042-濃度降低。

（3）滴定時要劇烈振搖，防止AgCl膠體沉淀吸附Cl-，致使終點提前。

（4）終點的判斷：被測溶液的顏色由黃色變成橙黃色，再變成橙色，最后變成比橙色深一點的顏色，這個顏色就是磚紅色了。滴定過程中，可以觀察硝酸銀標準溶液滴入被測溶液時呈現紅色的快慢，來決定你滴入標準溶液的速度：1、標定溶液滴滴入，沒有紅色的出現，表示標定液滴點速度可以保持或加快，終點還很遠；2、紅色出現但消散得快，表示進入了滴定的中后期，表示滴點速度開始減緩；3、紅色出現但消散得慢，溶液的顏色也慢慢開始轉變成橙色，表示終點快出現了，所以每滴進一點標準溶液，劇烈振搖試樣，觀察是否有磚紅色出現。

（5）空白試樣的終點顏色要和被測試樣的終點顏色要一致，這樣可以保證試驗結果更加準確。

6 結束語

砂中的氯離子含量試驗是一項看似簡單的工作，但要提高檢測數據的準確性，還是要在實踐中不斷進行總結、分析、提高。作者總結出來的經驗，希望對各位想提高砂中氯離子含量試驗檢測數據的準確性也有所提高。

參考文獻

[1]中國建筑科學研究院等.JGJ52-2006 普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法，中國建筑工業出版社，2006.12.

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[3]中華人民共和國建設部等.GB9725-2007 化學試劑電位滴定法通則，中國標準出版社，2008.2

[4]李云巧.實驗室溶液制備手冊，化學工業出版社，2006.4.