GB/T 7534-2004 沸程測定儀:測定結(jié)果的影響因素與數(shù)據(jù)處理
試樣自身性質(zhì):試樣的純度是影響沸程測定結(jié)果的重要因素。如果試樣中含有較多雜質(zhì),這些雜質(zhì)可能會改變試樣的沸點(diǎn)分布,導(dǎo)致沸程變寬或偏移。例如,純度不高的乙醇中含有少量水分和其他有機(jī)雜質(zhì),其沸程會比純乙醇的沸程范圍大。另外,試樣的狀態(tài)也會產(chǎn)生影響,若試樣處于過熱狀態(tài),即溫度超過其沸點(diǎn)仍未沸騰,一旦開始沸騰,會出現(xiàn)暴沸現(xiàn)象,使蒸汽瞬間大量產(chǎn)生,導(dǎo)致初餾溫度偏高,影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
儀器參數(shù)設(shè)置:加熱功率的控制對測定結(jié)果影響顯著。加熱功率過大,會使試樣升溫過快,可能導(dǎo)致在達(dá)到真正的初餾點(diǎn)前就有部分蒸汽逸出,使初餾溫度測量值偏低;而加熱功率過小,試樣升溫緩慢,蒸餾時間過長,可能會因熱量損失等原因,使末餾溫度測量值偏高。冷凝水的溫度和流速也不容忽視,若冷凝水溫度過高或流速過慢,蒸汽不能及時冷凝,會有部分蒸汽損失,導(dǎo)致餾出液體積測量不準(zhǔn)確,進(jìn)而影響對初餾點(diǎn)和末餾點(diǎn)的判斷;冷凝水溫度過低或流速過快,可能會使冷凝管內(nèi)溫度過低,影響蒸汽溫度的測量。
環(huán)境條件:實(shí)驗(yàn)室的氣壓變化會直接影響物質(zhì)的沸點(diǎn)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101.3kPa)下,物質(zhì)有固定的沸點(diǎn),當(dāng)氣壓降低時,物質(zhì)的沸點(diǎn)會下降;氣壓升高時,沸點(diǎn)則會上升。因此,不同氣壓條件下測定的沸程結(jié)果會有所不同。例如,在高原地區(qū),氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,同一試樣的沸程測定值會比在平原地區(qū)低。實(shí)驗(yàn)室的溫度波動也會產(chǎn)生影響,溫度過高會使試樣易揮發(fā),溫度過低則可能影響冷凝效果,從而間接影響沸程測定結(jié)果。
原始數(shù)據(jù)記錄:在測定過程中,要及時、準(zhǔn)確地記錄各項(xiàng)原始數(shù)據(jù),包括初餾溫度、每餾出一定體積餾出液時的溫度、末餾溫度以及餾出液的總體積等。記錄數(shù)據(jù)時要使用規(guī)范的單位,溫度以攝氏度(℃)為單位,體積以毫升(mL)為單位。同時,要記錄測定時的實(shí)驗(yàn)室溫度和氣壓,以便在后續(xù)數(shù)據(jù)處理中進(jìn)行必要的校正。原始數(shù)據(jù)記錄需清晰、完整,不得隨意涂改,若有錯誤,應(yīng)在錯誤數(shù)據(jù)上劃一條橫線,在旁邊注明正確數(shù)據(jù),并簽名確認(rèn)。
數(shù)據(jù)校正:當(dāng)測定時的氣壓與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相差較大時,需要對沸程結(jié)果進(jìn)行氣壓校正。校正公式可參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),一般來說,氣壓每變化 1kPa,沸點(diǎn)相應(yīng)變化約 0.3℃。例如,測定時氣壓為 100kPa,比標(biāo)準(zhǔn)大氣壓低 1.3kPa,那么測定的初餾溫度和末餾溫度應(yīng)分別加上 1.3×0.3≈0.39℃進(jìn)行校正。如果實(shí)驗(yàn)室溫度不在 20℃±5℃的范圍內(nèi),也需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定對餾出液體積進(jìn)行溫度校正,將實(shí)際溫度下的餾出液體積換算為 20℃時的體積,以保證數(shù)據(jù)的可比性。
結(jié)果計算與表示:沸程的計算方法為末餾溫度減去初餾溫度,得到的差值即為該試樣的沸程。在表示沸程結(jié)果時,需同時注明初餾溫度和末餾溫度,以及測定時的氣壓和溫度校正情況。例如,某試樣在氣壓 101kPa、實(shí)驗(yàn)室溫度 25℃條件下測定,經(jīng)校正后初餾溫度為 78℃,末餾溫度為 82℃,則沸程結(jié)果表示為 78-82℃(101kPa,25℃校正后)。對于平行測定,即對同一試樣進(jìn)行兩次或多次測定,若各次測定結(jié)果的差值在允許誤差范圍內(nèi)(一般為 ±1℃),則取其算術(shù)平均值作為最終結(jié)果;若差值超過允許誤差,需重新進(jìn)行測定。
試樣預(yù)處理:對于含有雜質(zhì)的試樣,在測定前進(jìn)行充分過濾或蒸餾提純,去除雜質(zhì),保證試樣的純度。對于易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象的試樣,可在蒸餾燒瓶中加入幾粒沸石,沸石具有多孔結(jié)構(gòu),能吸附液體中的氣泡,防止試樣過熱和暴沸,使沸騰過程平穩(wěn)進(jìn)行,從而保證初餾溫度測量的準(zhǔn)確性。
儀器校準(zhǔn)與檢查:定期對沸程測定儀進(jìn)行全面校準(zhǔn),包括溫度計的精度校準(zhǔn)、加熱功率的穩(wěn)定性校準(zhǔn)、冷凝管的冷凝效率檢查等。溫度計的校準(zhǔn)可采用與標(biāo)準(zhǔn)溫度計對比的方法,確保其測量誤差在允許范圍內(nèi)。加熱功率的校準(zhǔn)可通過測量不同功率下的升溫速度來進(jìn)行,保證加熱功率調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。
平行實(shí)驗(yàn)與質(zhì)量控制:進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)是提高測定結(jié)果可靠性的有效方法。通過對同一試樣進(jìn)行多次測定,觀察各次結(jié)果的一致性,能夠發(fā)現(xiàn)偶然誤差的影響。同時,在實(shí)驗(yàn)過程中引入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),即已知沸程的試樣,將其測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比,若偏差在允許范圍內(nèi),說明儀器狀態(tài)和操作過程正常,可保證未知試樣測定結(jié)果的準(zhǔn)確性;若偏差較大,則需要查找原因并進(jìn)行調(diào)整。
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