(高清版)GB 10735-2008 第一基准试剂 无水碳酸钠

代替GB10735—1989第一基准试剂无水碳酸钠2008-06-18发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布I本标准第4章、5.3.3、5.3.4.1条为强制性，其他条文为推荐性的。本标准代替GB10735—1989《第一基准试剂(容量)无水碳酸钠》,与GB10735—1989相比，主要变化如下：——标准名称改为“第一基准试剂无水碳酸钠”;——增加了规范性引用文件(1989年版的第2章，本版的第2章);——修改了含量测定原理的描述(1989年版的4.1.1,本版的5.3.1);——修改了恒电流库仑装置示意图(1989年版的4.1.3.4,本版的5.3.2.4);——完善了预滴定方法(1989年版的4.1.4.2,本版的5.3.3.3);——修改了加样后通入氮气的条件(1989年版的4.1.4.3,本版的5.3.3.4);——修改了检验规则(1989年版的第5章，本版的第6章);——增加了含量测定结果不确定度的计算方法(本版的附录B);本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由中国石油和化学工业协会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会化学试剂分会归口。本标准负责起草单位：中国计量科学研究院、北京化学试剂研究所。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：第一基准试剂无水碳酸钠相对分子质量：105.9886(根据2005年国际相对原子质量)。本标准规定了第一基准试剂无水碳酸钠的性状、规格、试验、检验规则和包装及标志。本标准适用于第一基准试剂无水碳酸钠的检验。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T602化学试剂杂质测定用标准溶液的制备(GB/T602—2002,ISO6353-1:1982,NEQ)GB/T603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备(GB/T603—2002,ISO6353-1:1982,NEQ)GB/T609化学试剂总氮量测定通用方法(GB/T609—2006,ISO6353-1:1982,NEQ)GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法(GB/T6682—2008,ISO3696:1987,MOD)GB/T9723—2007化学试剂火焰原子吸收光谱法通则GB/T9728化学试剂硫酸盐测定通用方法(GB/T9728—2007,ISO6353-1:1982,NEQ)GB/T9729化学试剂氯化物测定通用方法(GB/T9729—2007,ISO6353-1:1982,NEQ)GB/T9734—2008化学试剂铝测定通用方法(ISO6353-1:1982,NEQ)GB/T9738化学试剂水不溶物测定通用方法(GB/T9738—2008,ISO6353-1:1982,NEQ)GB/T9739化学试剂铁测定通用方法(GB/T9739—2006,ISO6353-1:1982,NEQ)GB15346化学试剂包装及标志HG/T3484化学试剂标准玻璃乳浊液和澄清度标准JJG99砝码JJG116标准电阻器JJG119—2005实验室pH(酸度)计JJG153标准电池JJG1006一级标准物质技术规范3性状本试剂为白色粉末，暴露于空气中逐渐吸水成为一水合物，溶于水，不溶于乙醇。4规格无水碳酸钠的规格见表1。2GB10735—2008含量(Na₂CO₃),w/%澄清度试验/号水不溶物，w/%氯化物(Cl),w/%硫化合物(以SO₁计),w/%总氮量(N),w/%磷酸盐及硅酸盐(以SiO₃计),w/%≤0.0025镁(Mg),w/%≤0.0005铝(Al),w/%钾(K),w/%钙(Ca),w/%铁(Fe),w/%≤0.0003重金属(以Pb计),w/%≤0.00055试验5.1警告本试验方法中使用的部分试剂具有毒性或腐蚀性，一些试验过程可能导致危险情况，操作者应采取适当的安全和健康措施。5.2一般规定本章中除另有规定外，所用试剂的纯度应在分析纯以上，标准溶液、制剂及制品，均按GB/T602、GB/T603的规定制备，实验用水应符合GB/T6682中二级水规格，样品均按精确至0.01g称量，所用溶液以“%”表示的均为质量分数。氮气应使用高纯气体。5.3含量5.3.1方法原理库仑分析法是通过测定被分析物质定量地进行某一电极反应，或是被分析物质与某一电极反应的产物定量地进行化学反应所消耗的电荷量(库仑)来进行定量分析的方法。库仑分析法的原理是基于法拉第电解定律，电极反应产物的质量(m)数学表达见式(1):M——物质的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol);n——电子转移个数；F——法拉第常数，单位为安培秒每摩尔(A·s/mol);I——电解时通过溶液的电流，单位为安培(A);t——电解的时间，单位为秒(s)。恒电流精密库仑滴定法是以恒定电流通过电解池，使工作电极上电解产生一种滴定剂并与电解池中的被测物质进行定量反应，用电化学方法来指示反应终点，通过电解消耗的电量根据法拉第定律计算滴定剂的用量，从而计算出被测物质的含量。本方法采用铂网电极(表面积60cm²)作阳极，利用阳极上34OH--4e=2H₂O+O₂↑的电极反应测定无水碳酸钠的含量，用酸度计指示反应终点。5.3.2仪器和装置5.3.2.1酸度计：符合JJG119—2005第4章中“0.001级”的要求。5.3.2.2砝码：符合JJG99检定的要求。克组，年变化小于10μg;毫克组，年变化小于4μg。5.3.2.4恒电流库仑装置示意图(见图1)。22156974381——高精密计时恒流源；2—-七位半数字多用表；3——电解池；4——终点指示器(酸度计);5——假负载电阻；6——标准电阻；7——检流计；8——控温标准电池组；9——步进开关；10——恒温油槽。图1恒电流库仑装置示意图a)高精密计时恒流源：稳定性优于十万分之一的动态特性好的直流稳流电源，具有1.0186×100mA和1.0186×10mA两种输出电流，电流值用补偿法确定；计时最小分辨0.1ms,电流与计时同步性小于0.1ms。b)控温标准电池组：应符合JJG153的要求。量程1V,年变化小于5μV。c)标准电阻：应符合JJG116的要求。相对不确定度一般不大于3×10-⁶。d)直流辐射式检流计：内阻<100Ω,临界外阻<1000Ω,分度值<3×10-°A。5.3.2.5电解池装置(见图2)。阳极室(左边)和阴极室(右边)是用石英玻璃制成的直径50mm、高125mm的圆筒。两室之间用4两个中间室各有一根带活塞的支管，用抽气减压和氮气加压方法使电解质溶液出入中间室。小室两片砂芯之间的距离为20mm,大室两片砂芯之间的距离为40mm。阳极室口上紧配一个预先处理好的白橡胶塞1,通过塞子分别插入玻璃电极2、饱和甘汞电极3、氮气进气管4、氮气出气管5、表面积约60cm²的铂网阳极6,阳极室底部有一个密封在聚四氟乙烯管内的约20mm长的搅拌磁铁9,聚乙烯盖10放在铂网阳极顶上。阴极室有一片50mm×75mm铜片作阴极8,其底部浇铸了一个琼脂胶塞7。电解池装置放在有磁力搅拌器的工作台上。注：琼脂胶塞的制备称取3g琼脂，加入50mL水中，煮沸，加入等体积煮沸的硫酸钠溶液(1mol/L),混合均匀，趁热浇铸于阴极室底部。1——白橡胶塞；2——玻璃电极；3——饱和甘汞电极；4——氮气进气管；5——氮气出气管；6——铂网阳极；7——琼脂胶塞；8——铜片阴极；9——搅拌子；10——聚乙烯盖；11——活塞1;12——活塞2。图2电解池装置5.3.3测定5.3.3.1制剂的制备5.3.3.1.1硫酸钠溶液[1mol/L]称取322.2g硫酸钠(Na₂SO₄·10H₂O)(优级纯),溶于水，稀释至1000mL。5.3.3.1.2硫酸铜溶液[0.5mol/L]称取79.8g五水合硫酸铜，溶于水，稀释至1000mL。55.3.3.2称样将样品置于铂坩埚中，在(270±10)℃下干燥4h,于干燥器中冷却至室温。试样置于聚四氟乙烯小杯中，采用替代法进行称量，精确至0.00001g。试样质量须作浮力校正，校正方法见附录A。5.3.3.3预滴定阴极室中加入100mL硫酸铜溶液[0.5mol/L],阳极室加入1.8g经重结晶的硫酸钠，溶于130mL无二氧化碳的水中。在搅拌下从支管向阳极液通高纯氮40min,除去溶解的二氧化碳，插入玻璃电极和饱和甘汞电极。调节氮气进气管的进气量，维持一个小的氮气流，使阳极室电解质溶液液面上保持高纯氮气氛。打开活塞1和活塞2,让阳极室电解质溶液流进中间室约2mm深，在10.186mA电流下，改变电极极性，对电解质溶液进行预处理。之后，在10.186mA电流下，用增量法作预滴定曲线，预滴定完成后，用加压和减压的方法洗涤中间室数次，并用电解质溶液洗涤电解池内壁，最后使中间室的电解质溶液恢复至2mm深，记录最终的pH值，绘制预滴定曲线(见图3)。图中C点是滴定终点，A点表示电解停止的时间，B点表示完成洗涤后溶液的最终pH值。超过滴定终点部分的电荷量应记入总的电荷量中。取出玻璃电极和饱和甘汞电极，用聚四氟乙烯塞子塞上相应的两个孔。t/s图3预滴定曲线5.3.3.4滴定和求终点依次打开活塞1和活塞2,利用减压让阴极室电解质溶液充满中间室，关闭活塞1及活塞2,将氮气调节到较小的流量，通过进气管向液面上方吹气，使阳极室保持正压以防止空气进入。将称好的试样连同小杯一起投入已预滴定的阳极室电解质溶液中，搅拌溶液。停止搅拌，在假负载电阻上调节电流值为101.86mA,接上两个电极，开始电解。在电解过程中，每隔15min观察一次电流值，如有变化进行调节。当电解时间比试样纯度为100%时所需时间长2s时，停止电解，记下电解的时间。将阳极室中电解质溶液转移至平底石英烧瓶中，将小室中溶液吹回阳极室，用聚乙烯滴管吸取此溶液反复洗涤铂网及其上的聚乙烯盖和橡胶塞，将洗涤液转移至上述平底烧瓶中。将大室中溶液吹回到阳极室，如上法进行洗涤后，将洗涤液再转移至上述平底烧瓶中，一并煮沸10min,除去二氧化碳，待溶液冷却至室温，转移回电解池的阳极室中，通高纯氮40min。在10.186mA电流下，用增量法绘制终点曲线。以铂网为阴极，铜片为阳极，每通过一定电量，记录溶液pH值的变化，直至过终点后再多做几点。同预滴定一样反复洗涤连接管中的砂芯、阳极室内壁及顶盖，直至pH值恒定，绘制pH—t和(△pH/△t)—t的曲线，求出终点。典型的终点滴定曲线见图3。图中C点是滴定终点，A点表示电解停止的时间，B点表示完成洗涤后溶液的最后pH值。6图4终点滴定曲线5.3.4计算5.3.4.1无水碳酸钠质量分数的计算无水碳酸钠的质量分数w,数值以“%”表示，按式(2)计算： Qp——电解试样实际消耗的电荷量，单位为库仑(C);Qr——电解试样所需的理论电荷量，单位为库仑(C);I——电解时通过溶液的电流，单位为安培(A);t——电解试样实际所需要的时间，单位为秒(s);M——无水碳酸钠摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)n——电子转移个数；m——无水碳酸钠质量的数值，单位为克(g);F——法拉第常数，单位为安培秒每摩尔(A·s/mol);E——标准电池的电动势，单位为伏特(V);R——标准电阻的阻值，单位为欧姆(Ω)。式(2)中：Qp=I₁t₁+I₂[tc+(t₄-tg)+tp]……(3I₁——大电流电解的电流值，单位为毫安培(mA);t₁——大电流电解的时间，单位为秒(s);I₂——预滴定和求终点的电流值，单位为毫安培(mA);tc——到达终点的时间，单位为秒(s);tʌ——相应于A点的时间，单位为秒(s);7tp——相应于B点的时间，单位为秒(s);tp——预滴定中BC间相应的时间，单位为秒(s)。5.3.4.2含量测定结果的不确定度及计算含量测定结果的扩展不确定度一般应小于0.02%(k=2),计算方法参见附录B。5.4澄清度试验称取5g样品，溶于100mL水中，其浊度不得大于HG/T3484中规定的澄清度标准2号。5.5水不溶物称取10g样品，溶于200mL水中，按GB/T9738的规定测定。5.6氯化物称取1g试样，溶于10mL水中，滴加硝酸溶液(25%)中和后，按GB/T9729的规定测定。溶液所呈浊度不得大于标准比浊溶液。标准比浊溶液的制备是取含0.01mg的氯化物(Cl)标准溶液，稀释至10mL,与同体积试液同时同样处理。5.7硫化合物称取0.5g样品，溶于10mL水中，加0.3mL“30%过氧化氢”,煮沸数分钟，冷却，用盐酸溶液(20%)调节溶液pH值至5～6,再煮沸，冷却，稀释至20mL,加0.5mL盐酸溶液(20%)酸化后，按GB/T9728的规定测定。溶液所呈浊度不得大于标准比浊溶液。标准比浊溶液的制备是取含0.015mg的硫酸盐(SO₄)标准溶液，稀释至20mL,与同体积试液同时同样处理。5.8总氮量称取2g样品，溶于水，稀释至140mL,按GB/T609的规定测定。溶液所呈黄色不得深于标准比色溶液。标准比色溶液的制备是取含0.02mg的氮(N)标准溶液，与样品同时同样处理。5.9磷酸盐及硅酸盐称取0.5g样品，溶于50mL水中，加2.4mL盐酸溶液(20%),稀释至80mL,加热至沸，冷却。加5mL钼酸铵溶液(100g/L),用氨水溶液(10%)或盐酸溶液(20%)调节溶液pH值至1.8(用酸度计测定),再加热至沸，于水浴上保温20min,冷却。加10mL盐酸，移入分液漏斗中，用25mL4-甲基-2-戊酮(甲基异丁基甲酮)萃取2min。取有机相，用25mL盐酸溶液(0.5%)洗涤。取有机相，加0.2mL新制备的氯化亚锡盐酸溶液(20g/L),加1mL乙醇(无水乙醇),摇匀。有机相所呈蓝色不得深于标准比色溶液。标准比色溶液的制备是取含0.012mg的硅酸盐(SiO₃)标准溶液，加0.6mL盐酸溶液(20%),稀释至80mL,与同体积试液同时同样处理。按GB/T9723—2007的规定测定。5.10.1仪器条件光源：镁空心阴极灯；5.10.2测定方法称取10g试样，溶于水，用盐酸溶液(20%)调节试液pH值至5～6,过量5mL,稀释至100mL。取10mL,共四份。按GB/T9723—2007中7.2.2的规定测定，结果按7.2.3的规定计算。称取1g样品，溶于水，滴加盐酸溶液(20%)调节溶液pH值至5～6,过量0.25mL,煮沸，冷却，用8氨水溶液(10%)调节溶液pH值至中性，稀释至10mL,按GB/T9734—2008中6.1的规定测定。溶液所呈红色不得深于标准比色溶液。标准比色溶液的制备是取含0.01mg的铝(Al)标准溶液，稀释至10mL,与同体积试液同时同样处理。按GB/T9723—2007的规定测定。5.12.1仪器条件5.12.2测定方法同5.10.2。按GB/T9723—2007的规定测定。5.13.1仪器条件5.13.2测定方法称取10g试样，溶于水，用盐酸溶液(20%)调节试液pH值至5～6,过量2.5mL,稀释至100mL。取20mL,共四份。按GB/T9723—2007中7.2.2的规定测定，结果按7.2.3的规定计算。称取1g样品，溶于水，滴加盐酸溶液(20%)调节溶液pH值至5～6,过量0.5mL,煮沸，冷却，稀释至15mL,用氨水溶液(10%)调节溶液pH值至2后，按GB/T9739的规定测定。溶液所呈红色不得深于标准比色溶液。标准比色溶液的制备是取含0.003mg的铁(Fe)标准溶液，加10mL水及0.5mL盐酸溶液(20%),稀释至15mL,与同体积试液同时同样处理。5.15重金属称取6g样品，溶于25mL水中，用硝酸溶液(25%)中和，过量0.5mL,在水浴上蒸干。残渣溶于水，用氢氧化钠溶液[c(NaOH)=0.1mol/L]调节溶液pH值至4,稀释至40mL。取30mL,加0.2mL乙酸溶液(30%)及10mL新制备的饱和硫化氢水，摇匀，放置10min。溶液所呈暗色不得深于标准比色溶液。标准比色溶液的制备是取剩余的10mL试样溶液及含0.015mg的铅(Pb)标准溶液，稀释至30mL,与同体积试液同时同样处理。6检验规则对于批量生产的产品，按照JJG1006的要求进行均匀性初检。批量产品经初步检验合格方可进行分装，之后抽取试样进行正式检验。正式检验抽样规则：当总体单元数少于200时，抽取单元数n不少于11个；当总体单元数大于200少于500时，n不少于12个；当总体单元数大于500时，n不少于15个。7包装及标志9包装单位：第3类；外包装形式：用规格为600g/m²的盒板纸制盒，外层裱蓝色电光纸。GB10735—2008(规范性附录)被称量物质质量的空气浮力校正被称物的真空质量(mz),单位为克(g),按式(A.1)计算：……………(A.1)mg——被称量物的质量，单位为克(g);pk——称量时空气的密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);pw——被称量物质的密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);pp——砝码的密度，单位为克每立方厘米(g/cm³)。空气的密度(pk),单位为克每立方厘米(g/cm³),按式(A.2)计算：P₁——大气压的数值，单位为千帕(kPa);P₂——室温下水的蒸气压的数值，单位为千帕(kPa);t——室内温度的数值，单位为摄氏度(℃)。水的蒸气压的数值(P₂),单位为千帕(kPa),按式(A.3)计算：P₂=W×P₃…(A.3)式中：W—-空气的相对湿度的数值，以%表示；P₃——室温下水的饱和蒸气压的数值，单位为千帕(kPa)。水的饱和蒸气压的数值见表A.1。表A.1水的饱和蒸气压(kPa)温度(℃)2.0112.0242.0372.0502.0632.0762.0892.1022.1152.1292.1422.1552.1692.1832.1962.2102.2242.2382.2522.2662.2802.2942.3082.3232.3372.3522.3662.3812.3962.4102.4252.4402.4552.471温度(℃)2.4862.5012.5172.5322.5482.5632.5792.5952.6112.6272.6432.6592.6752.6922.7082.7242.7412.7582.7752.7912.8082.8252.8432.8602.8772.8942.9122.9302.9472.9652.9833.0013.0193.0373.0553.0743.0923.1113.1293.1483.1673.1863.2053.2243.2433.2623.2823.3013.3213.3413.3613.3813.4013.4213.4413.4613.4823.5023.5233.5443.5653.5863.6073.6283.6493.6713.6923.7143.7353.7573.7793.8013.8243.8463.8683.8913.9133.9363.9593.9824.0054.0284.0524.0754.0994.1224.1464.1704.1944.2184.2434.2674.2924.3164.3414.3664.3914.4164.4414.4674.4924.5184.5444.5704.5964.6224.6484.6754.7014.7284.7554.7824.8094.8364.8634.8914.9194.9464.9745.0025.0305.0595.0875.1165.1445.1735.2025.2315.2615.2905.3205.3495.3795.4095.4395.4705.5005.5315.5615.5925.6235.6545.6865.7175.7495.7815.8135.8455.8775.9095.9425.9756.0076.0406.0746.1076.1406.1746.2086.2426.2766.3106.3456.3796.4146.4496.4846.5196.5556.5906.6266.6626.6986.7346.7716.8076.8446.8816.9186.9566.9937.0317.0687.1067.1457.1837.2217.2607.2997.3387.3777.4177.4567.4967.5367.5767.6177.6577.6987.7397.7807.8217.8637.9047.9467.9888.0308.0738.1158.1588.2018.2448.2888.3318.3758.4198.4638.5088.5528.5978.6428.6878.7328.7788.8248.8708.9168.9629.0099.0569.1039.1509.1989.2459.2939.3419.3909.4389.4879.536GB10735—2008(资料性附录)含量测定结果不确定度的计算B.1含量测定结果的A类标准不确定度分量的计算A类标准不确定度分量[uʌ(w)]按式(B.1)计算：…………(B.1)式中：s(w)——n次测定结果的标准偏差，数值以“%”表示。B.2含量测定结果的B类相对合成标准不确定度分量的计算按式(B.2)计算：根据第5章式(2)含量测定结果的B类相对合成标准不按式(B.2)计算：uma(w)=√ua(I)+ue()+ue(m)+ue(M)+u(F)+ug(x)式中：ure(I)——电流相对标准不确定度分量；urg(t)——时间的相对标准不确定度分量；urei(m)—-无水碳酸钠质量数值的相对标准不确定度分量；urel(M)——无水碳酸钠摩尔质量数值的相对标准不确定度分量；ure(F)——法拉第常数的相对标准不确定度分量；url(x)——终点判断的相对标准不确定度分量。B.2.1电流相对标准不确定度分量计算电流相对标准不确定度分量[u(I)]按式(B.3)计算：式中：u(I)——电流的标准不确定度分量，单位为安培(A);I——电流的数值，以标准电池的电压值除以标准电阻的数值得到，单位为安培(A)。式(B.3)中：…式中：u(rep)—-电流稳定性的标准不确定度分量，单位为安培(A);u(V)—-控温标准电池组的电压的标准不确定度分量，单位为伏特(V);V——控温标准电池组的电压的数值，单位为伏特(V);u(R)—-标准电阻的标准不确定度分量，单位为欧姆(Ω);R——标准电池电阻的数值，单位为欧姆(Ω)。式(B.4)中：式中：……(B.5)GB10735—2008△I——电流示值瞬间噪声，由7位半数字多用表观察电流波动性区间，单位为安培(A)。式中：Uy——控温标准电池组的电压的扩展不确定度，单位为伏特(V);k——包含因子。……………式中：Ug——标准电阻的扩展不确定度，单位为欧姆(Ω);k——包含因子。B.2.2时间相对标准不确定度分量计算时间相对标准不确定度分量[u(t)]按式(B.8)计算：式中：u(t)——时间的标准不确定度分量，单位为秒(s);t——时间的数值，单位为秒(s)。))式中：u(t₀)——计时时间间隔的标准不确定度分量，单位为秒(s);u(t;)——多次启动、停止电解操作中，电解与计时同步性的标准不确定度分量，单位为秒(s)。式中：△t——计时时间间隔的误差，单位为秒(s)。式中：△t;——电解与计时同步性的误差，单位为秒(s)。B.2.3无水碳酸钠质量数值的相对标准不确定度分量计算无水碳酸钠质量数值的相对标准不确定度分量[u(m)]按式(B.12)计算：式中：u(m)—-无水碳酸钠质量数值的标准不确定度分量，单位为克(g);m——无水碳酸钠质量的数值，单位为克(g)。GB1