GB/T 11840-2025 二氧化鈾粉末和芯塊水分含量測(cè)定方法

范圍
本文件描述了二氧化鈾粉未和芯塊中水分含量的測(cè)定方法。
本文件適用于二氧化鈾粉未和芯塊中水分含量的測(cè)定。檢出限為10μg。

術(shù)語(yǔ)和定義
本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。

方法原理
卡爾·費(fèi)休容量法原理
樣品中的水分與已知滴定度的卡爾·費(fèi)休試劑(碘、二氧化硫、吡啶和甲醇組成的溶液)進(jìn)行定量反應(yīng)，通過(guò)指示電位的變化判定終點(diǎn)，得到樣品中的水分含量。
卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖法原理
樣品中的水分進(jìn)入到卡爾·費(fèi)休滴定池中，滴定池陽(yáng)極生成的碳與樣品中的水按1：1的比例發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)?shù)味ǔ刂械乃磻?yīng)消耗完后，滴定儀通過(guò)檢測(cè)過(guò)量的碘產(chǎn)生的電信號(hào)，確定滴定終點(diǎn)。依據(jù)法拉第定律，滴定出水的量與總積分電流成比例關(guān)系。

試驗(yàn)環(huán)境條件
環(huán)境溫度：10°C~30°C；相對(duì)濕度：35%~65%。

試劑或材料
容量法卡爾·費(fèi)休試劑，市售的用于卡爾·費(fèi)休容量滴定的標(biāo)準(zhǔn)試劑，或參考附錄A配制。
庫(kù)侖法卡爾·費(fèi)休試劑，市售的用于卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖滴定的標(biāo)準(zhǔn)試劑，或參考附錄A配制。
水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品。

儀器設(shè)備
容量法卡爾·費(fèi)休水分儀，配備卡氏加熱爐。
庫(kù)侖法卡爾·費(fèi)休水分儀，配備卡氏加熱爐。
電子天平，分度值0.1mg。
樣品瓶，配有瓶蓋和硅膠密封墊，使用前在溫度為105°C±5°C的烘箱中干燥1h，取出放入干燥器中冷卻備用。
微量注射器，分度值0.5μL。

樣品
二氧化鈾粉末和芯塊樣品無(wú)需處理，存放于干燥器中備用。芯塊樣品如因過(guò)長(zhǎng)不能放入樣品瓶，使用前可折斷。

試驗(yàn)步驟
卡爾·費(fèi)休容量法測(cè)定步驟
儀器準(zhǔn)備
啟動(dòng)容量法水分測(cè)定儀主機(jī)。打開(kāi)攪拌裝置，速度調(diào)至600r/min，設(shè)定卡式爐加熱溫度150°C±2°C，載氣流量50mL/min。使用空樣品瓶，平衡系統(tǒng)水分。
卡爾·費(fèi)休試劑的標(biāo)定
用微量注射器移取一定量的水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品，在電子天平上稱量，精確至0.1mg，待將水分標(biāo)準(zhǔn)溶液注入滴定反應(yīng)池后，再次稱量微量注射器，精確至0.1mg，用減量法得到水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品質(zhì)量，記為m_標(biāo)；用容量法卡爾·費(fèi)休試劑滴定，指示電位穩(wěn)定至少30s無(wú)明顯漂移，即為終點(diǎn)，卡爾·費(fèi)休試劑消耗體積記為V₀；卡爾·費(fèi)休試劑對(duì)水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品的滴定度記為T。
空白測(cè)定
將預(yù)先烘干并存放在干燥器中的空白樣品瓶密封后放在卡氏加熱爐上，用卡爾·費(fèi)休試劑滴定到終點(diǎn)，穩(wěn)定電位至少30s無(wú)明顯漂移，即為終點(diǎn)，卡爾·費(fèi)休試劑消耗體積記為V₁。
樣品測(cè)定
稱取0.2g~2.0g樣品(精確到0.1mg)記為m，將其置于樣品瓶中并密封，將樣品瓶置于卡氏加熱爐上。用卡爾·費(fèi)休試劑滴定到終點(diǎn)，穩(wěn)定電位至少30s無(wú)明顯漂移，即為終點(diǎn)，卡爾·費(fèi)休試劑消耗體積記為V。按公式(2)計(jì)算樣品中的水分含量。
卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖法測(cè)定步驟
儀器準(zhǔn)備
開(kāi)啟儀器，滴定池中加入約200mL庫(kù)侖法卡爾·費(fèi)休試劑。打開(kāi)磁力攪拌裝置，調(diào)整攪拌速度為600r/min，卡式爐加熱溫度設(shè)置為150°C±2°C，載氣流量調(diào)為50mL/min。等待漂移穩(wěn)定，預(yù)滴定滴定池里殘余的微量水直至達(dá)到系統(tǒng)平衡。
空白測(cè)定
將預(yù)先烘干并存放在干燥器中的空樣品瓶密封后放在卡氏加熱爐上，滴定空樣品瓶中的水分至終點(diǎn)，記為m₀。
樣品測(cè)定
稱取5.0g~10g樣品(精確到0.1mg)記為m₁，將其置于樣品瓶中并密封，將樣品瓶置于卡氏加熱爐上。滴定樣品瓶中的水分至終點(diǎn)，記為m₂。按公式(3)計(jì)算樣品中的水分含量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
容量法卡爾·費(fèi)休試劑的滴定度T ，以mg/mL表示，按公式(1)計(jì)算：

式中：
T ——卡爾·費(fèi)休試劑對(duì)水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
m_標(biāo)——水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品質(zhì)量，單位為克(g)；
V₀——滴定時(shí)消耗卡爾·費(fèi)休試劑的體積，單位為毫升(mL)。
容量法測(cè)定樣品中水分的含量如，以百分?jǐn)?shù)(%)表示，按公式(2)計(jì)算：

式中：
ω₁——如容量法測(cè)定樣品中水分的含量，以百分?jǐn)?shù)(%)表示；
T ——卡爾·費(fèi)休試劑對(duì)水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
V ——樣品消耗卡爾·費(fèi)休滴定劑的體積，單位為毫升(mL)；
V₁——空白消耗卡爾·費(fèi)休滴定劑的體積，單位為毫升(mL)；
m ——樣品質(zhì)量，單位為克(g)。
庫(kù)侖法測(cè)定樣品中水分的含量ω₂，以μg/g 表示，按公式(3)計(jì)算：

式中：
ω₂——庫(kù)侖法測(cè)定樣品中水分的含量，單位為微克每克(μg/g)；
m₂——滴定出樣品中的水的質(zhì)量，單位為微克(μg)；
m₁——樣品的取樣量，單位為克(g)；
m₀——滴定出空白中的水的質(zhì)量，單位為微克(μg)。

精密度
平行測(cè)定水分含量約為0.05％ 的二氧化鈾粉末樣品6次，卡爾·費(fèi)休容量法和卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均優(yōu)于5% ；當(dāng)平行測(cè)定水分含量約為10μg/g的二氧化鈾芯塊樣品6次，卡爾·費(fèi)休庫(kù)侖法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為10%。


京都電子KEM 容量法卡爾·費(fèi)休水分儀 MKV-710S
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