硼酸對分光光度法測量溶硅的影響

周 佳 楚建偉 陳偉忠

臺山核電合營有限公司 廣東 臺山 529228

硼酸在常溫下是一種弱酸，因其中子俘獲截面大，壓水堆核電站一回路水中添加硼酸作為中子吸收劑。為防止燃料包殼結垢，必須限制一回路水中溶硅含量，一般采用分光光度硅鉬藍法[1]測量溶硅的含量，由于一回路水中最主要的組分是硼酸，其它雜質含量極低，可以忽略，因此考察硼酸對溶硅測量的影響具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑 紫外-可見分光光度計：Lambda35型，美國PE公司；

硼酸：德國MERCK公司；

硅標準溶液：德國MERCK公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準工作溶液配制 用移液管取定量硅標準溶液加入比色管中并用高純水定容至100m L，制得一系列Si標準工作標液，用于標準工作曲線建立。

1.2.2 模擬樣品配制 取一系列比色管，用移液管依次加入一定量的硅標準溶液和硼酸溶液，定容至100m L，配制成一系列硅濃度相同，不同硼酸濃度以及相同硼酸濃度不同硅濃度的樣品。

1.2.3 樣品分析 將上述所有樣品加入2mL1+1鹽酸溶液，4mL 100g/L鉬酸銨溶液，3mL100g/L草酸溶液，4mL1.5g/L1-2-4酸還原劑溶液，搖勻后靜置5min。建立溶硅的標準工作曲線后，測量樣品中溶硅濃度。

2 結果與討論

2.1 硼酸對顯色劑的影響 圖1為不同濃度硼酸與溶硅顯色劑反應后的吸光度值變化曲線。由圖1可知，硼酸不與測量溶硅所使用的顯色劑反應，吸光度值與高純水參比溶液處于同一水平，并且隨著硼酸濃度在50mg/kg至1400mg/kg范圍內，吸光度值基本保持一致。

圖1 不同濃度硼酸與顯色劑吸光度值曲線

2.2 硼酸對溶硅吸收峰位置的影響 由于硼酸具有一定的絡合效應，可能參與溶硅與顯色劑的反應中去。圖2為不同硼酸濃度對溶硅與顯色劑的影響。通過全波長掃描的譜圖可知：不同濃度硼酸的全波長掃描譜圖基本重合，硼酸含量的增大時吸收峰的位置沒有發生改變酸。

圖2 不同濃度硼酸下溶硅吸收峰曲線

2.3 不同硼酸濃度對溶硅測量的影響 圖3是選取一系列不同濃度的硼酸，試驗對同一濃度溶硅測量的影響。溶硅濃度為0.5mg/L，硼酸濃度范圍0-1400mg/kg，溶硅測量的最大允許誤差范圍為±5%。由圖可知：隨著硼酸濃度的增加，其吸光度值有輕微的上升趨勢，然而所有測量值都在誤差允許測量誤差范圍之內。因此對于實際工作而言，硼酸對溶硅測量的影響可以近似忽略。

2.4 硼酸濃度對不同溶硅測量的影響 圖4為硼酸對不同濃度溶硅測量的影響。硼酸濃度分別取500mg/kg及1000mg/kg，溶硅濃度取0.1mg/kg，0.5mg/kg及1mg/kg，最大允許誤差范圍取5%。由圖4可知：1000mg/kg與500mg/kg硼酸濃度下的溶硅標準工作曲線基本重合，且實際測量值均在最大允許誤差范圍之內；在溶硅實際測量的范圍內，硼酸對低濃度及高濃度溶硅均影響較小。1000mg/kg硼酸濃度下的溶硅曲線比500mg/kg硼酸濃度下的稍高一些。其結果與圖3中實驗的結果是相符的。

圖3 不同濃度硼酸下0.5mg/kg溶硅測量值

圖4 同一硼酸濃度下不同濃度溶硅測量值曲線

3 結論

本文主要考察了一回路水中硼酸(≤1400mg/kg)對溶硅測量的影響，研究結果表明：采用純水基體的標準工作曲線測量含硼溶液中硅含量在核電實際運行期間是可行的，硼酸基體對溶硅測量帶來的誤差是可接受的。