GB/T 11840-2025 二氧化鈾粉(fěn)末和芯(xīn)塊水分含(hán)量測定(dìng)方法(fǎ)

範圍
本文(wén)件描述(shù)了二(èr)氧化鈾(yóu)粉未和芯(xīn)塊(kuài)中水(shuǐ)分含量的(dí)測定方(fāng)法。
本文件(jiàn)適用於(yú)二(èr)氧(yǎng)化鈾粉未和芯塊中(zhōng)水(shuǐ)分含(hán)量的測定。檢出限(xiàn)為(wéi)10μg。

術語和定(dìng)義
本文(wén)件沒有需(xū)要(yào)界(jiè)定(dìng)的術語和定義。

方法原理
卡爾·費休容量法原(yuán)理(lǐ)
樣(yàng)品中(zhōng)的水(shuǐ)分(fēn)與已知滴(dī)定度的卡爾·費(fèi)休(xiū)試劑(jì)(碘，二(èr)氧(yǎng)化(huà)硫，吡啶和甲醇(chún)組成的溶(róng)液(yè))進行定(dìng)量反(fǎn)應(yīng)，通(tōng)過(guò)指示(shì)電(diàn)位的變化判定終(zhōng)點，得(dé)到樣(yàng)品中的水分含(hán)量。
卡(qiǎ)爾(ěr)·費休庫侖法原理(lǐ)
樣品(pǐn)中(zhōng)的水分(fēn)進入到(dào)卡爾·費(fèi)休滴定池(chí)中，滴(dī)定池陽極(jí)生成的碳(tàn)與(yǔ)樣(yàng)品中的(dí)水按(àn)1：1的比(bǐ)例發(fā)生(shēng)反應，當滴(dī)定(dìng)池中的水反應(yīng)消耗(hào)完後，滴定儀(yí)通(tōng)過檢(jiǎn)測過(guò)量(liáng)的(dí)碘(diǎn)產生(shēng)的(dí)電(diàn)信號，確定滴定(dìng)終(zhōng)點。依據(jù)法拉第定律，滴(dī)定(dìng)出水(shuǐ)的量與總積分(fēn)電流(liú)成比(bǐ)例關(guān)係。

試驗環(huán)境條件
環境(jìng)溫度：10°C~30°C；相對濕度：35%~65%。

試(shì)劑(jì)或(huò)材料
容(róng)量法卡爾(ěr)·費(fèi)休(xiū)試劑，市售(shòu)的用於卡(qiǎ)爾(ěr)·費休(xiū)容量滴(dī)定(dìng)的標(biāo)準(zhǔn)試劑(jì)，或(huò)參考附(fù)錄A配(pèi)製(zhì)。
庫侖(lún)法卡(qiǎ)爾(ěr)·費休試(shì)劑(jì)，市(shì)售(shòu)的用(yòng)於卡(qiǎ)爾·費休(xiū)庫(kù)侖(lún)滴定的(dí)標準(zhǔn)試劑，或參考附(fù)錄A配製(zhì)。
水(shuǐ)分(fēn)標(biāo)準(zhǔn)物(wù)質/標(biāo)準(zhǔn)樣品。

儀(yí)器(qì)設備(bèi)
容量法卡爾·費休水(shuǐ)分儀，配(pèi)備卡氏加熱(rè)爐。
庫侖法(fǎ)卡爾·費休(xiū)水分(fēn)儀，配備卡(qiǎ)氏(shì)加(jiā)熱爐。
電子天平(píng)，分度值(zhí)0.1mg。
樣品瓶，配(pèi)有(yǒu)瓶蓋(gài)和(hé)矽膠密封(fēng)墊，使(shǐ)用(yòng)前在溫度(dù)為105°C±5°C的烘(hōng)箱(xiāng)中(zhōng)幹(gān)燥(zào)1h，取(qǔ)出(chū)放(fàng)入(rù)幹燥器(qì)中(zhōng)冷(lěng)卻備(bèi)用。
微量注(zhù)射器(qì)，分度值0.5μL。

樣品
二(èr)氧(yǎng)化鈾粉(fěn)末和芯塊樣(yàng)品無需處(chǔ)理，存放(fàng)於幹燥器(qì)中(zhōng)備用。芯(xīn)塊樣(yàng)品(pǐn)如因(yīn)過長不能放(fàng)入樣品瓶(píng)，使用前可(kě)折(zhē)斷。

試(shì)驗步(bù)驟
卡爾·費休容量(liáng)法測定(dìng)步(bù)驟(zhòu)
儀器準備(bèi)
啟(qǐ)動容(róng)量法(fǎ)水(shuǐ)分測(cè)定儀(yí)主(zhǔ)機。打(dǎ)開攪拌(bàn)裝(zhuāng)置，速(sù)度(dù)調至600r/min，設定卡(qiǎ)式爐加熱(rè)溫度150°C±2°C，載氣(qì)流量50mL/min。使(shǐ)用空樣(yàng)品(pǐn)瓶(píng)，平衡係(xì)統水(shuǐ)分(fēn)。
卡爾·費休試(shì)劑(jì)的標(biāo)定
用(yòng)微量注(zhù)射器(qì)移取一定量的(dí)水(shuǐ)分(fēn)標準(zhǔn)物(wù)質/標準樣品，在(zài)電子天(tiān)平(píng)上稱(chēng)量，精確(què)至(zhì)0.1mg，待將(jiāng)水(shuǐ)分標(biāo)準(zhǔn)溶(róng)液注(zhù)入(rù)滴定反(fǎn)應(yīng)池後，再(zài)次稱(chēng)量微(wēi)量(liáng)注射(shè)器，精(jīng)確至(zhì)0.1mg，用減(jiǎn)量法(fǎ)得(dé)到(dào)水(shuǐ)分(fēn)標準物質/標(biāo)準(zhǔn)樣品質量，記為m_標；用(yòng)容量法卡(qiǎ)爾(ěr)·費(fèi)休試(shì)劑滴定(dìng)，指示(shì)電(diàn)位(wèi)穩定(dìng)至少(shǎo)30s無明(míng)顯(xiǎn)漂移，即為終點，卡(qiǎ)爾·費休(xiū)試劑(jì)消耗體(tǐ)積記(jì)為(wéi)V₀；卡(qiǎ)爾(ěr)·費休(xiū)試劑(jì)對水分(fēn)標準(zhǔn)物質/標(biāo)準(zhǔn)樣品的滴(dī)定度(dù)記(jì)為T。
空白(bái)測(cè)定(dìng)
將(jiāng)預先(xiān)烘(hōng)幹並存(cún)放在幹燥(zào)器中的(dí)空(kōng)白樣品(pǐn)瓶密封(fēng)後放(fàng)在卡氏加熱(rè)爐(lú)上，用(yòng)卡爾(ěr)·費休試(shì)劑滴定到終(zhōng)點(diǎn)，穩定電位(wèi)至(zhì)少30s無明顯漂(piāo)移，即(jí)為(wéi)終(zhōng)點(diǎn)，卡爾·費休(xiū)試劑(jì)消(xiāo)耗體(tǐ)積(jī)記為V₁。
樣品(pǐn)測(cè)定(dìng)
稱(chēng)取0.2g~2.0g樣品(pǐn)(精(jīng)確到0.1mg)記為m，將其置於樣品瓶(píng)中(zhōng)並(bìng)密封，將(jiāng)樣(yàng)品瓶置於(yú)卡(qiǎ)氏(shì)加(jiā)熱爐(lú)上。用卡(qiǎ)爾·費(fèi)休試劑滴定(dìng)到終點，穩(wěn)定電位至(zhì)少30s無(wú)明顯(xiǎn)漂(piāo)移，即(jí)為(wéi)終(zhōng)點(diǎn)，卡爾·費休試(shì)劑消耗體(tǐ)積記為(wéi)V。按公(gōng)式(2)計算樣(yàng)品(pǐn)中(zhōng)的(dí)水分含量(liáng)。
卡(qiǎ)爾(ěr)·費(fèi)休(xiū)庫(kù)侖法測定(dìng)步(bù)驟
儀器準(zhǔn)備(bèi)
開(kāi)啟(qǐ)儀(yí)器(qì)，滴定(dìng)池中加入約200mL庫(kù)侖(lún)法卡爾·費(fèi)休試(shì)劑。打開磁力(lì)攪拌裝(zhuāng)置(zhì)，調整攪拌速度(dù)為600r/min，卡式爐(lú)加(jiā)熱溫度設(shè)置為(wéi)150°C±2°C，載(zǎi)氣(qì)流量調(tiáo)為50mL/min。等待漂(piāo)移穩(wěn)定，預滴(dī)定滴定池(chí)裏殘(cán)餘(yú)的微量水(shuǐ)直至達到係統平衡。
空白測定
將(jiāng)預(yù)先烘幹(gān)並存放在(zài)幹(gān)燥(zào)器中的空(kōng)樣品(pǐn)瓶密封(fēng)後放在卡(qiǎ)氏(shì)加(jiā)熱爐上，滴定空樣品(pǐn)瓶(píng)中(zhōng)的水分(fēn)至(zhì)終點(diǎn)，記為(wéi)m₀。
樣(yàng)品(pǐn)測定
稱取5.0g~10g樣品(pǐn)(精確(què)到0.1mg)記(jì)為m₁，將其置(zhì)於樣(yàng)品瓶(píng)中(zhōng)並密封(fēng)，將樣品瓶(píng)置於(yú)卡(qiǎ)氏加熱(rè)爐上。滴定樣品瓶(píng)中的水(shuǐ)分至終點，記為m₂。按(àn)公式(shì)(3)計(jì)算樣品(pǐn)中的水(shuǐ)分含(hán)量(liáng)。

試驗數(shù)據處理
容量(liáng)法卡(qiǎ)爾·費(fèi)休(xiū)試(shì)劑的滴定度T ，以mg/mL表示，按公式(1)計算(suàn)：

式(shì)中：
T ——卡爾(ěr)·費休試劑對水分(fēn)標準物質/標(biāo)準(zhǔn)樣品(pǐn)的(dí)滴定度，單位為毫克每(měi)毫(háo)升(shēng)(mg/mL)；
m_標——水分(fēn)標準物(wù)質(zhì)/標準(zhǔn)樣(yàng)品(pǐn)質量，單位為(wéi)克(g)；
V₀——滴(dī)定時消耗卡爾·費休(xiū)試劑的體積，單位為(wéi)毫升(mL)。
容量法測定樣(yàng)品中(zhōng)水(shuǐ)分(fēn)的含量(liáng)如(rú)，以百(bǎi)分數(shù)(%)表示，按公式(shì)(2)計(jì)算：

式中：
ω₁——如容量(liáng)法(fǎ)測定(dìng)樣品(pǐn)中(zhōng)水(shuǐ)分的含(hán)量(liáng)，以(yǐ)百(bǎi)分(fēn)數(%)表(biǎo)示(shì)；
T ——卡爾·費休(xiū)試劑對(duì)水分標(biāo)準物質/標(biāo)準樣品的滴定(dìng)度，單位為(wéi)毫(háo)克(kè)每毫(háo)升(mg/mL)；
V ——樣(yàng)品消耗(hào)卡爾·費(fèi)休(xiū)滴定劑的(dí)體(tǐ)積，單位為(wéi)毫升(mL)；
V₁——空白消耗卡(qiǎ)爾·費休滴定劑的(dí)體積，單(dān)位為(wéi)毫(háo)升(mL)；
m ——樣(yàng)品質量(liáng)，單(dān)位為(wéi)克(g)。
庫(kù)侖法(fǎ)測定(dìng)樣品(pǐn)中水分(fēn)的(dí)含量(liáng)ω₂，以(yǐ)μg/g 表示(shì)，按(àn)公式(3)計(jì)算：

式(shì)中：
ω₂——庫(kù)侖法(fǎ)測(cè)定樣(yàng)品中水(shuǐ)分的含(hán)量，單位為微(wēi)克(kè)每(měi)克(μg/g)；
m₂——滴(dī)定出樣(yàng)品(pǐn)中(zhōng)的(dí)水的質(zhì)量，單位為微克(kè)(μg)；
m₁——樣(yàng)品(pǐn)的取(qǔ)樣量(liáng)，單位為克(kè)(g)；
m₀——滴定(dìng)出(chū)空白中(zhōng)的水(shuǐ)的質量(liáng)，單位為微(wēi)克(μg)。

精(jīng)密度(dù)
平(píng)行(háng)測定水(shuǐ)分含量約(yuē)為(wéi)0.05％ 的(dí)二(èr)氧化鈾粉末樣品6次(cì)，卡(qiǎ)爾(ěr)·費休容量法和卡爾·費(fèi)休(xiū)庫(kù)侖法(fǎ)的相對標準偏(piān)差均(jūn)優於(yú)5% ；當(dāng)平(píng)行(háng)測定(dìng)水(shuǐ)分(fēn)含量(liáng)約為10μg/g的(dí)二氧(yǎng)化鈾芯塊(kuài)樣(yàng)品6次，卡爾(ěr)·費休庫侖法(fǎ)的(dí)相(xiāng)對標準偏(piān)差(chà)為(wéi)10%。