Поправочный коэффициент 5 5

Содержание

После приготовления проводят стандартизацию титрованных растворов. Под стандартизацией титрованного раствора понимают процесс нахождения точной концентрации активного реагента в растворе.

Согласно ГФ концентрацию титрованных растворов устанавливают с помощью специальных установочных веществ (первичных стандартов) – исходных стандартных веществ. Их обозначают буквами РО (реактив основной). Исходные стандартные вещества(первичные стандарты) – вещества высокой чистоты. Согласно указаниям ОФС «Титрованные растворы» их готовят из реактивов, подвергая дополнительной очистке (сублимируют, перекристаллизовывают).

В основе стандартизации лежит стехиометрическое взаимодействие титранта и первичного стандартного вещества.

Вещества, используемые в качестве первичных стандартов, должны иметь:

– состав, точно соответствующий формуле;

– высокую чистоту (строгая стехиометричность состава);

– устойчивость на воздухе при комнатной температуре (не должны изменяться при хранении);

– отсутствие гигроскопической влаги (должны быть негигроскопичными);

– по возможности большую молярную массу эквивалента для обеспечения минимальной погрешности взвешивания;

– доступность;

– отсутствие токсичности.

Согласно ОФС «Титрованные растворы» в качестве исходных стандартных веществ (реактивов основных (РО); первичных стандартов) для установки концентрации титрованных растворов в титриметрическом анализе используют:

– калия бромат (РО) KBrO3;

– калия гидрофталат (РО) С8Н5 KO4;

– кислоту бензойную (РО) C7H6O2;

– мышьяка оксид (РО) As2O3;

– натрия карбонат безводный (РО) Na2CO3;

– натрия хлорид (РО) NaСl;

– сульфаниловую кислоту (РО) C6H7NO3S;

– цинк (РО) Zn.

Нередко для стандартизации титрованных растворов используют вторичные стандарты, содержание активного компонента в которых находят с помощью первичных стандартов.

В качестве вторичных стандартов при стандартизации титрованных растворов согласно ГФ выступают титрованные растворы с установленной концентрацией, которые стехиометрически взаимодействуют со стандартизуемым титрованным раствором.

Например, стандартизацию титрованных растворов аммония тиоцианата (аммония роданида) согласно ГФ следует проводить, используя в качестве вторичного стандарта титрованные растворы серебра нитрата.

Для стандартизации заполняют бюретку приготовленным титрованным раствором и титруют точно отмеренный объем стандартного титрованного раствора (вторичный стандарт) или точную навеску исходного стандартного вещества (реактив основной (РО); первичный стандарт). В ряде случаев при стандартизации точно отмеренный объем приготовленного титрованного раствора титруют стандартным титрованным раствором (вторичный стандарт).

Точку конца титрования (ТКТ) при стандартизации приготовленного титрованного раствора определяют тем же методом, которым она будет устанавливаться в методике количественного определения анализируемого ЛС согласно НД – по индикатору, методом потенциометрии, амперометрии и др. При стандартизации титрованного раствора должен быть использован тот же состав среды, в котором он будет использоваться.

Способ приготовления титрованного раствора, методика стандартизации, установочное вещество, температурный режим, скорость титрования (при необходимости), защита от воздействия окружающей среды (титрование в атмосфере инертного газа и др.), способ расчета концентрации и поправочного коэффициента (К) титрованного раствора приводится в статье на титрованный раствор соответствующего наименования в ОФС «Титрованные растворы».

Согласно ГОСТу для расчета концентрации приготовленного титрованного раствора в ГФ приведены 2 способа:

– по навеске химически чистого вещества (первичный стандарт);

– по титрованному раствору известной концентрации (вторичный стандарт).

На основании найденной истинной концентрации рассчитывают поправочный коэффициент к молярной концентрации (К) приготовленного титрованного раствора, который характеризует точность приготовления титрованного раствора.

Поправочный коэффициент показывает отношение реально полученной (экспериментально установленной) концентрации титрованного раствора к теоретически заданной или отношение его истинного и теоретического титров:

; (7)

где Мэ, Мт – соответственно экспериментально установленная и теоретическая концентрация стандартизуемого титрованного раствора, М (моль/л); Тэ, Тт – соответственно истинное и теоретическое содержание растворенного вещества в стандартизуемом титрованном растворе, мг/мл.

Для обеспечения точности измерения молярной концентрации и поправочного коэффициента используют калиброванную посуду. При определении поправочного коэффициента проводят не менее трех параллельных титрований. Титрование ведут в конических колбах вместимостью 250 мл.

Если результаты титрования отличаются друг от друга менее чем на 0,05 мл, то для расчета К берут среднее арифметическое из полученных результатов. Если расхождения между отдельными титрованиями превышает 0,05 мл, то титрование повторяют до тех пор, пока не будут получены сходимые результаты.

Расхождение между коэффициентами поправки по каждой навеске установочного вещества (первичного стандарта) или по каждому объему раствора установочного вещества (вторичный стандарт) не должны превышать 0,001. Относительная погрешность определения поправочного коэффициента не должна превышать ±0,2%. Для этого следует титровать не менее 20,0-30,0 мл раствора (0,05·100/25 = 0,2%) и пользоваться мерными колбами и пипетками, предварительно проверенными на точность калибровки. Точность приготовления титрованных растворов является необходимым условием высокой точности титриметрических способов количественного определения фармацевтических субстанций и лекарственных средств.

Поправочный коэффициент нужно определять при 200С. При этой же температуре рекомендуется проводить количественное определение титриметрическими методами с помощью титрованных растворов. Если титрованные растворы применяют при других температурах, то коэффициент поправки устанавливают при соответствующей температуре и используют температурную поправку.

Если титрованный раствор устойчив, соблюдены условия хранения и нет других указаний в НД, то коэффициент поправки проверяют один раз в месяц. В случае изменения титра титрованного раствора в процессе хранения под действием различных факторов окружающей среды (например, реактив Фишера, раствор иодмонохлорида, раствор иода), то согласно НД каждый раз перед применением заново определяют его титр (реактив Фишера) или параллельно проводят контрольный опыт на титрованный раствор.

Поправочный коэффициент согласно ГФ должен укладываться в интервал 0,9–1,1(т.е. отличаться от заданной концентрации не более чемна ±10%). В случаях, когда значения поправочных коэффициентов не укладываются в указанные пределы, растворы необходимо укрепить или разбавить.

Для РАЗБАВЛЕНИЯ титрованных растворов (поправочный коэффициент К больше 1,1) нужно добавить растворитель, рассчитав его объем по формуле:

V, мл = (К — 1,0) · (W – Wi) ; (8)

где V – объем растворителя, который нужно добавить для доведения поправочного коэффициента (К) до нормы, мл; W – заданный для приготовления объем титрованного раствора, мл; Wi – объем приготовленного титрованного раствора, израсходованный при установлении концентрации, мл.

Результат умножения соответствует количеству растворителя в мл, которое нужно прибавить к приготовленному раствору для доведения поправочного коэффициента (К) до требуемого значения.

ПРИМЕР:Поправочный коэффициент 500 мл 0,1 М раствора натрия гидроксида равен 1,15. Приведите расчет доведения поправочного коэффициента (К) до нормы.

РЕШЕНИЕ: Так как поправочный коэффициент (К) больше 1,10, то раствор следует разбавить, добавив воду в количестве:

(1,15 — 1,0) ·500 = 75 (мл).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Раствор следует разбавить, добавив 75 мл воды.

Для УКРЕПЛЕНИЯ титрованного раствора (поправочный коэффициент К меньше 0,9) нужно добавить вещество, рассчитав его количество по формуле:

а, г = (1,0 – К) · m; (11)

где а– количество вещества, которое нужно добавить для доведения поправочного коэффициента до нормы, г; m– навеска вещества, взятая для приготовления заданного объема титрованного раствора, г.

ПРИМЕР:2000 мл 0,1 М раствора натрия гидроксида (Mr 40,0) приготовлены из навески массой 8,0 г (m). Поправочный коэффициент полученного раствора равен 0,85 (К). Приведите расчет доведения поправочного коэффициента (К) до нормы.

РЕШЕНИЕ: Раствор следует укрепить (поправочный коэффициент (К) меньше 1,0), добавив натрия гидроксид в количестве:

а, г = (1,0 – К) · m = (1,0 — 0,85) · 8 = 1,2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Раствор следует укрепить, добавив 1,2 г натрия гидроксида.

После добавления рассчитанного количества растворителя или исходного вещества проводят повторное (трехкратное) определение поправочного коэффициента. При соответствии поправочного коэффициента (К) требованиям ГФ титрованный раствор готов к употреблению.

Титрованные растворы, более разбавленные, чем представленные в ОФС «Титрованные растворы» (0,05; 0,02; 0,01; 0,001М), готовят непосредственно перед использованием путем разведения водой, свободной от углерода диоксида. При этом поправочные коэффициенты титрованных растворов для кислотно-основного и осадительного титрования, полученных путем разбавления более концентрированных исходных титрованных растворов, используют такие же, как и у исходных растворов.

Поправочные коэффициенты титрованных растворов для окислительно-восстановительного титрования, полученных путем разбавления более концентрированных исходных титрованных растворов, устанавливают заново.

Титрованные растворы готовят и хранят в стеклянных бутылках, склянках с тубусом, растворы щелочей – в полиэтиленовых бутылках, плотно закрытых пробками. Склянки с тубусом или бутыли для титрованных растворов светочувствительных веществ должны быть темного стекла или окрашены черным лаком.

Титрованные растворы следует тщательно оберегать от потери влаги и от разбавления водой, так как при этом изменяется их титр. Титрованные растворы хранят в помещениях при комнатной температуре в местах, защищенных от попадания прямых солнечных лучей, возможно дальше от источников тепла. При необходимости титрованные растворы защищают от воздействия углерода диоксида и влаги воздуха. При появлении капель испарившейся жидкости в верхней части бутылей с титрованным раствором бутыли необходимо тщательно взболтать. Титрованные растворы, в которых при хранении появились хлопья или осадок, применять нельзя.

На склянках с титрованными растворами должно быть указано название раствора, заданная молярная концентрация, коэффициент поправки, применяемый индикатор, дата (число, месяц, год) и температура установления поправочного коэффициента. Согласно ГОСТу допускается вместо заданной молярной концентрации и коэффициента поправки указывать значение точной молярной концентрации с четырьмя значащими цифрами после запятой.

Ситуация

Работнику предоставлен трудовой отпуск с 30 марта 2019 г. продолжительностью 26 календарных дней.

Данные для расчета

В организации для оплаты труда работников применяется Единая тарифная сетка ра­ботников Республики Беларусь.

Снижение показателя прибыльности повлекло снижение размера тарифной ставки 1-го разряда с 48,00 руб. до 40,00 руб. с 1 июня по 31 августа 2018 г.

В последующем организация улучшила финансовые результаты деятельности. Это по­влекло рост тарифной ставки 1-го разряда. Она составила:

− с 1 сентября 2018 г. – 56,00 руб.;

− с 1 ноября 2018 г. – 60,00 руб.

Расчет

Шаг 1. Определите период, из заработной платы за который рассчитывается средний заработок.

Средний заработок исчислите исходя из заработной платы, фактически начис­ленной за 12 календарных месяцев, отработанных до ухода в отпуск (с марта 2017 г. по февраль 2019 г.).

Шаг 2. Проанализируйте, произошло ли в организации в указанном периоде снижение тариф­ной ставки 1-го разряда.

С 1 января по 31 августа 2018 г. тарифная ставка 1-го разряда была снижена с 48,00 руб. до 40,00 руб. В последующем тарифная ставка 1-го разряда повышалась дважды.

Шаг 3. Проанализируйте, произошло ли в органи­зации в указанном периоде повышение тарифных ставок 1-го разряда.

Тарифная ставка 1-го разряда в организации повышалась дважды (1 сентября и 1 ноября 2018 г.), поэтому средний заработок, сохраняемый за время трудового отпуска, за соответствующий период исчисляется с применением поправочных коэффициентов.

Шаг 4. Рассчитайте поправочные коэффициенты и среднедневной заработок.

Суммы выплат, учитываемые при исчислении среднего заработка, с сентября 2018 г. по февраль 2019 г. откорректируйте на поправочные коэффициенты.

Среднедневной заработок: 35,78 руб. (12 752,80 / 12 / 29,7).

Шаг 5. Рассчитайте средний заработок, сохраняемый работнику за вре­мя трудового отпуска, умножением среднедневного заработка на количе­ство календарных дней отпуска:

35,78 руб. × 26 дней отпуска = 930,28 руб.

Комментарий эксперта

Обратите внимание на следующее:

1) в случае, когда в периоде, который принят для исчисления среднего заработка, были снижены базовый оклад, тарифные ставки (оклады), тарифные ставки 1-го разряда, расчет поправочных коэффициентов производится пропорционально отработанному времени отдельно до и после соответствующего снижения (изменения);

2) средний заработок исчисляется с применением поправочных коэффициентов, если в периоде, принятом для исчисления среднего заработка, или в периоде, за который про­изводятся выплаты на основе среднего заработка, повышался размер тарифной ставки 1-го разряда при условии оплаты труда с применением тарифной ставки 1-го разряда.

Обоснование: пп. 26, 27, 28 Инструкции о порядке исчисления среднего заработка, утвержденной постановлением Минтруда Республики Беларусь от 10.04.2000 № 47.

Оксана Пищик, экономист

ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

«НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА

ЦЕНТРАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО АРМАТУРОСТРЕНИЯ»

(«НПФ ЦКБА»)

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЁТУ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ТЕПЛООБМЕНА В АРМАТУРЕ КЛАПАННОГО ТИПА

РД 26-07-31-99

УТВЕРЖДАЮ

Председатель Технического

Комитета ТК-259

М.И. Власов

«17» января 2000 г.

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор

ЗАО «НПФ ЦКБА»

В.А. Айриев

«12» 01 2000 г.

РАССМОТРЕНО

Главный государственный инспектор

СЕО ГОСАТОМНАДЗОРА РОССИИ

В.А. Лавров

«11» января 2000 г.

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

Методические указания по расчёту количественных характеристик теплообмена в арматуре клапанного типа

РД 26-07-31-99

Вводится впервые

Введен в действие указанием от 09.02.2000 г.

Дата введения «1» 03 2000 г.

Настоящий руководящий документ распространяется на запорную, регулирующую и предохранительную арматуру клапанного типа, предназначенную для установки в системах атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторах, в системах и установках химических, нефтехимических и других производств с максимальным рабочим давлением до 20 МПа (200 кгс/см2) и с температурой рабочей среды до 873 К (600 °С) и устанавливает порядок определения количественных характеристик теплообмена в арматуре клапанного типа DN 10 до 200 мм включительно для сред пар, вода, воздух, азот, гелий, нефтепродукты.

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие руководящие документы и стандарты:

РД 302-07-122-89 «Методика расчёта температурных полей арматуры для сред с температурой 873 К (600 °С)»;

РД 26-07-25-97 «Методика расчёта температурных полей трубопроводной арматуры»;

СТП 07.81-631-92 «Методика проведения теплового расчёта высокопараметрической арматуры клапанного типа»;

Общие технические требования «Арматура для оборудования и трубопроводов АЭС» (ОТТ-87).

3. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1. Расчёт количественных характеристик теплообмена (коэффициенты теплоотдачи на внутренних и наружных поверхностях арматуры и скорости изменения температуры рабочей среды) производится с целью определения исходных данных для теплового расчёта, выполняемого по программе на ПЭВМ в соответствии с РД 26-07-25-97.

3.2. Рассчитываются следующие количественные характеристики:

а) коэффициент теплоотдачи в проточной части арматуры (на входе) для заданной скорости движения рабочей среды по формулам теплообмена для определённых режимов течения и типа рабочей среды;

б) коэффициенты теплоотдачи (локальные) по внутренней поверхности проточной части в зоне затвора, в выходном патрубке и горловине;

в) коэффициентов теплоотдачи с наружных поверхностей арматуры при различных условиях эксплуатации, в том числе нормальных условиях эксплуатации (НУЭ), нарушении нормальных условий эксплуатации (ННУЭ).

г) расчет скорости изменения температуры рабочей среды в зоне горловины по заданной скорости изменения температуры рабочей среды в проточной части арматуры.

3.3. Расчёт количественных характеристик теплообмена выполняется при наличии всех исходных данных приведённых в разделе 4.

Расчету предшествует составление расчётной тепловой модели.

4. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

4.1. Для проведения расчёта количественных характеристик теплообмена необходимы следующие данные:

а) температурное поле арматуры на начальный момент времени t = 0, К

б) закон изменения температуры рабочей и окружающей сред;

в) Тн — температура рабочей среды на начальный момент времени t = 0, К;

г) Тк — температура рабочей среды на конец нестационарного режима, К;

д) b — скорость изменения температуры рабочей среды в проточной части, К/с;

е) tк — температура окружающей среды, К;

ж) геометрические размеры расчетного изделия, м;

и) марки материалов деталей;

к) теплофизические характеристики материалов;

л) l — коэффициент теплопроводности материалов деталей, вт/м×К;

м) v — кинематическая вязкость сред (рабочей и окружающей), м2/с.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ РАСЧЁТА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛООБМЕНА В АРМАТУРЕ КЛАПАННОГО ТИПА

5.1.1. При проведении теплового расчёта за начальные условия следует принять температурное поле на начальный момент времени t = 0.

Если на момент времени t = 0 температура рабочей среды равна температуре окружающей среды, то температурное поле арматуры клапанного типа на начальный момент времени принимается одинаковым во всех точках и равным температуре окружающей среды.

Если на момент времени t = 0 температура рабочей среды не равна температуре окружающей среды, то начальное температурное поле арматуры клапанного типа принимается по расчету соответствующего стационарного распределения температур.

5.2. Расчет коэффициента теплоотдачи от рабочей среды к внутренней поверхности проточной части арматуры клапанного типа (на входе) производится по формуле

aн = Nu × l/d, (1)

где l — коэффициент теплопроводности рабочей среды, Вт/м×К;

d — диаметр входного патрубка, м;

Nu — критерий Нуссельта, определяемый в зависимости от характера рабочей среды и режима ее течения по соответствующим формулам.

5.2.1. Формулы для жидких сред при различных режимах течения в трубах:

а) ламинарный режим течения, когда l/d > 10; Reж > 10

Nuж = 1,4(Reжd/l)0,4 × Рrж0,33 × (Рrж/Рrc)0,25, (2)

где Nuж = aнd/lж; Reж = w × d/v; Prж = vж/аж; Рrс = vс/аc;

v — коэффициент кинематической вязкости рабочей среды, м2/с;

Рrж, Рrc — критерий Прандтля для жидкости и стенки соответственно;

I — характерный геометрический размер-длина участка, м;

w — скорость движения рабочей среды (жидкости), м/с;

а — коэффициент температуропроводности рабочей среды (жидкости), м2/с;

а, v, Рr — выбираются по справочной литературе.

Индексы «ж» и «с» означают, что физические свойства выбираются по средней температуре жидкости и стенки соответственно.

За определяющую температуру принимать среднюю температуру жидкости tж (рабочей среды).

б) турбулентный режим течения, когда l/d > 50; Reж = 1 × 104 … 5 × 106

Nuж = 0,021Reж0,8 × Prж0,43 × (Рrж/Рrc)0,25, (3)

5.2.2. Формулы для газообразных сред при различных характерах течения в трубах:

а) ламинарный режим течения

Nu = 1,24(Re d/l)0,4 (4)

б) турбулентный режим течения

Nu = 0,018Re0,8 (5)

5.3. Расчёт коэффициента теплоотдачи от рабочей среды к внутренней поверхности проточной части (зона золотника и в выходном патрубке) и горловины арматуры клапанного типа производится по формуле:

ar = K1 ´ ar, (6)

где К1 — поправочный коэффициент для различных зон проточной части и горловины. Выбор поправочного коэффициента производится по таблицам 1 … 4 в зависимости от конструктивных особенностей рассчитываемой арматуры с учётом зон теплообмена. На рисунках 1 … 3 представлены схемы зон теплообмена арматуры клапанного типа.

Таблица 1

Величина поправочных коэффициентов К1 и К2 при ширине кольцевой щели между золотником и стенкой горловины 0,2 … 7,0 мм, рис. 1.

Поправочный коэффициент

Зона теплообмена

К1

1,0

2,0

3,0

0,25 … 0,65

0,1 … 0,25

К2

1,0

1,0

1,0

1,0

0,035 … 0,1

Таблица 2

Величина поправочных коэффициентов К1 и К2 при ширине кольцевой щели между золотником и стенкой горловины 7,0 … 12,0 мм, рис. 1

Поправочный коэффициент

Зона теплообмена

К1

1,0

2,0

3,0

0,65 … 1,0

0,15 … 0,35

К2

1,0

1,0

1,0

1,0

0,1 … 1,0

Таблица 3

Величина поправочных коэффициентов К1 и К2 при ширине кольцевой щели между золотником и стенкой горловины более 12,0 мм, рис. 2.

Поправочный коэффициент

Зона теплообмена

К1

1,0

2,0

3,0

1,0

0,25 … 0,6

К2

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

Таблица 4

Величина поправочных коэффициентов К1 и К2 при конструкции клапана по типу, приведенному на рис 3.

Поправочный коэффициент

Зона теплообмена

К1

1,0

2,0

3,0

1,0

1,0

К2

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

Примечание.

Зоны теплообмена:

1. Входной патрубок.

2. Под седлом затвора (для корпуса со смещенными патрубками).

3. Выходной патрубок.

4. Кольцевая щель между золотником и корпусом (горловиной).

5. Внутренняя полость горловины

Рисунок 1. Зоны теплообмена в конструкциях арматуры
типа клапана сильфонного С 96654

Рисунок 2. Зоны теплообмена в конструкциях арматуры
типа клапана запорного У 26421.

Рисунок 3. Зоны теплообмена в конструкциях арматуры
типа клапана регулирующего И 65248.

5.4. Расчет коэффициентов теплоотдачи с наружных поверхностей арматуры клапанного типа

5.4.1. Расчет при нормальных условиях эксплуатации

5.4.1.1. Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности трубопроводной арматуры ai определяется как сумма коэффициентов теплоотдачи излучением aл и конвекцией aк

ai = aл + aк (7)

5.4.1.2. Коэффициент теплоотдачи излучением aл рассчитывается по формуле:

aл = :(Тi — Тa) (8)

где Тi = tw + 273 — абсолютная температура изделия или его ступени (части), К;

Та = tв + 273 — абсолютная температура окружающей среды, К;

ta — температура окружающей среды, °С;

tw — средняя температура изделия или ступени, °С. Определяется как 1/2 суммы температур рабочей и окружающей сред (по экспериментальным или расчётным аналогам);

с — 5,77 Вт/м2×К — коэффициент лучеиспускания абсолютно чёрного тела;

e — степень черноты излучающего тела.

5.4.1.3. Коэффициент теплоотдачи конвекцией aк рассчитывается по формулам:

aci = Nuil0/di (9)

Nui = c(Cr × Pr)n (10)

Cr = b × g × ai3 × Dti/g2 (11)

Dti = tт — tо (12)

где аi — характерный или определяющий размер (высота или диаметр), м;

g = 9,8 м/с2 — ускорение силы тяжести;

b = 1/to + 273 — коэффициент объемного расширения воздуха, 1/град.

5.4.1.4. Коэффициенты «с» и «n» в формуле (5.10) являются функцией Gr × Pr и выбираются в зависимости от численного значения этого аргумента. Их значения приведены в таблице 5.

Таблица 5

№ п/п

Значения комплекса

Коэффициенты

Примечания

5 × 102 < Gr × Pr < 2 × 107

0,5

0,25

При горизонтальном расположении арматуры. Режим ламинарный, характерный размер — диаметр

5 × 102 < Gr × Pr < 2 × 107

0,78

0,25

При вертикальном расположении арматуры. Режим ламинарный, характерный размер — высота

2 × 107 < Gr × Pr < 1 × 1013

0,15

0,33

При вертикальном расположении арматуры. Режим турбулентный, характерный размер — высота

5.4.1.6. Для ступеней с характерным размером теплообменной поверхности «а» от 10 до 200 мм коэффициент aк можно брать из графиков на рис. 4 … 8.

5.4.1.7. Коэффициент теплоотдачи с торцевой поверхности арматуры определяется так же, как и a (7). Полученное по формуле (9) значение коэффициента теплоотдачи конвекцией необходимо увеличить на 30 %, если теплоотдающая поверхность обращена кверху, и уменьшить на 30 %, если вниз. В качестве определяющего размера для коэффициента теплоотдачи с торцевой поверхности a берется диаметр торцевой части изделия.

Пример определения коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности клапана типа У26549-050 приведён в приложении.

5.4.2. Расчёт коэффициентов теплоотдачи с наружных поверхностей арматуры клапанного типа в условиях аварии (АР)

Скорость движения окружающей среды в условиях АР w £ 20 м/с. Теплоотдача при турбулентном режиме.

5.4.2.1. Расчёт теплоотдачи между поверхностью арматуры и окружающей среды производится при условии вынужденного движения окружающей среды по формуле:

Nu = 0,021 × Re0,8 × Рr0,43 × (Рrж/Рrc)0,25 × ei, (13)

где ei — коэффициент, учитывающий изменение коэффициента теплоотдачи по длине канала (принят равным I);

(Рrж/Рrc)0,25 — множитель, представляющий собой поправку, учитывающую зависимость физических свойств рабочей среды от температуры;

Re, Рr — рассчитываются аналогично указаний раздела 5.2. За определяющую температуру tж принимается заданная температура окружающей среды, а определяющий размер — эквивалентный диаметр, рассчитываемый по формуле:

dэкв = 4f/U, (14)

где f — площадь поперечного сечения канала, в котором имеет место вынужденное движение окружающей среды;

U — полный периметр канала.

Индексы «ж» и «с» означают, что физические свойства рабочей среды (v, Рr, l) выбираются по средней температуре рабочей среды Тж и температуры внутренней поверхности стенки Тс.

На рисунке 9 представлено как обоснование правильности выбора характера теплоотдачи в условиях вынужденного движения среды, расчетно-экспериментальное распределение температуры по наружной поверхности сильфонного клапана С26416-025 в аварийных условиях.

Рисунок 4. Зависимость aк от v при температуре воздуха tа = 20 °С
для комплекса Gr × Pr от 5 × 102 до 2 × 107; с = 0,76; n = 0,25
(при вертикальном расположении конструкции).

Рисунок 5. Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 50 °С
для комплекса Gr × Pr от 5 × 102 до 2 × 107; с = 0,76; n = 0,25
(при вертикальном расположении конструкции).

Рисунок 6. Зависимость aк от v при температуре воздуха tа = 20 °С
для комплекса Gr × Pr от 5 × 102 до 2 × 107; с = 0,5; n = 0,25
(при горизонтальном расположении конструкции).

Рисунок 7. Зависимость aк от v при температуре воздуха ta = 50 °С
для комплекса Gr × Pr от 5 × 102 до 2 × 107; с = 0,5; n = 0,25
(при горизонтальном расположении конструкции).

Рисунок 8. Зависимость aк от v при температуре воздуха ta =20 °С
для комплекса Gr × Pr от 2 × 107 до 1 × 1013; с = 0,15; n = 0,33
(при вертикальном расположении конструкции).

Рисунок 9. Расчетно-экспериментальное распределение температуры
по поверхности клапана сильфонного С26416-025 в аварийных условиях
(tраб.ср. = 220 °С, tокр.ср. = 155 °С)

5.5. Расчёт скорости изменения температуры рабочей среды в расчётной зоне теплообмена производится по формуле:

bг = K2 ´ bп, (15)

где bп — скорость изменения температуры рабочей среды в проточной части (на входе) арматуры, К/с. Задается в техническом задании на проведение теплового расчета;

K2 — поправочный коэффициент для различных зон проточной части и горловины. Выбор поправочного коэффициента производится по таблицам 1 … 4 в зависимости от конструктивных особенностей рассчитываемой арматуры с учётом зон теплообмена. На рис. 1 … 3 представлены схемы зон теплообмена характерных конструкций арматуры клапанного типа.

6. ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ

Тепловая модель рассчитываемой арматуры клапанного типа составляется согласно выбранному методу расчёта. При использовании метода конечных разностей соблюдать рекомендации, содержащиеся в РД 26-07-25-97 «Методика расчёта температурных полей трубопроводной арматуры».

Первый заместитель генерального директора

АОЗТ «НПФ ЦКБА» Ю.И. Тарасьев

Начальник отдела 161 А.А. Косарев

Начальник лаборатории 154 В.В. Никитин

Начальник сектора Г.И. Сергевнина

Ведущий инженер-исследователь Н.С. Косых

Приложение А

(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ НА НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КЛАПАНА ТИПА У 26549-050

1. Условия расчета

1.1. Тепловая модель клапана представляется в виде сплошного ступенчатого стержня, нагреваемого в основании до температуры, равной температуре рабочей среды.

Тепловая модель выполняется для выступающей части клапана и представлена на рисунке 10.

Примечание. При расчётах коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности трубопроводной арматуры часто задаются характерным размером, равным осредненному наружному диаметру конструкции. В приведённом расчёте показано, что при изменении наружного диаметра ступеней тепловой модели di/di+1 < 1,5 представляется возможным использовать в качестве определяющего размера в расчёте характеристики теплообмена «m» осреднённый диаметр:

dср = (d1 + d2 + … di)/i,

где d1, d2… di — один из наружных диаметров ступени тепловой модели.

При отношении di/di+1 > 1,5 требуется рассчитывать коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности отдельно для каждой ступени тепловой модели арматуры Рассчитанные значения этих коэффициентов a1, a2, … ai задаются как часть граничных условий теплового расчёта.

Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности изолированных или обогреваемых поверхностей арматуры задаётся равным 11,6-4 Вт/м2 (10-4 ккал/м2×ч×°С.)

1.2. Принимается допущение, что температура в радиальном направлении не изменяется.

1.3. Температура в сечении, проходящем через верхний торец сильфона, принимается равной температуре рабочей среды.

1.4. Расчёт ведётся методом последовательных приближений. Определяется температура на границах участков, имеющих постоянное сечение и, соответственно, постоянные для каждого участка характеристики

1.5. По варианту 1 рассчитываются коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности и температуры по высоте клапана для двух ступеней модели.

По варианту 2 рассчитываются коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности и температура по высоте для всей конструкции без разбивки (См. Таблицу 1).

2. Исходные данные

Рабочая среда — вода

Температура рабочей среды Т, °С — 200

Температура окружающей среды Т, °С — 20

Кинематическая вязкость воздуха (окружающая среда) v, м2/с — 15,06 × 106

Материал основных деталей — сталь 25Л

Коэффициент теплопроводности материала l, Вт/м×°С — 48,0

3. Расчет

3.1 Избыточные температуры на границах участков рассчитываются по формуле для стержня бесконечной длины

qл = q0×еmx

где qх — избыточная температура на границе участка на расстоянии х, К;

q0 = t0 — tа — избыточная температура в начале участка в сечении 0-0, К;

t0 — температура в начале участка, К;

ta — температура окружающей среды, К;

— характеристика теплообмена, 1/м;

di — диаметр расчетной ступени или осредненный диаметр конструкции, м;

l — коэффициент теплопроводности материала конструкции, Вт/м×К;

е = 2,7183 — оснований натуральных логарифмов.

3.2. Средние температуры для каждого участка определяются по формуле:

tср = (t0 + tх)/2,

где tx — температура на границе участка на расстоянии х, К.

3.3. Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности (aн) определяется как сумма коэффициентов теплоотдачи излучением (aл) и конвекцией (aк):

aн = aл + aк, (1)

3.4. Коэффициент теплоотдачи излучением вычисляется по формуле:

aл = : (Ti -Tл) (2)

где Тi = tк + 273 — абсолютная температура изделия или части его, К;

Тa = t0 + 273 — абсолютная температура окружающей среды;

С0 = 5,77 вт/м2×К — коэффициент лучеиспускания абсолютно чёрного тела;

e — степень черноты излучающего тела.

3.5. Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется по формулам:

aк = Nui × lк/di (3)

Nui = c(Gri × Pr)n (4)

Gri = b × g × a3 × Dti/g2 (5)

где Dti = ti+1 — t0 — перепад температуры между i-той ступенью и окружающей средой;

аi — характерный (определяющий) размер ступени (высота или диаметр), м;

g = 9,8 м/с2 — ускорение силы тяжести;

b = 1/tл + 273 — коэффициент объемного расширения воздуха, 1/град.

3.6. Коэффициенты «с» и «n» в формуле (4) являются функцией аргумента Gr × Pr и выбираются в зависимости от численного значения этого аргумента. Их значения приведены в таблице 5.4 настоящего стандарта.

3.7. Значения физических параметров, входящих в формулы 3, 4, 5 выбираются по температуре окружающей среды to из справочной литературы .

3.8. Для ступеней с характерным размером «а» от 10 до 200 мм коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности конвекцией aк можно брать из графиков, представленных на рисунках 4 … 8 настоящего стандарта.

3.9. Коэффициент теплоотдачи с торцевой поверхности арматуры aт определяется по тем же формулам (3 … 5), что и коэффициент теплоотдачи конвекцией aк. Вычисленное значение коэффициента теплоотдачи конвекцией необходимо увеличить на 30 %, если теплоотдающая поверхность обращена кверху, или уменьшить на 30 %, если книзу. В качестве определяющего размера в этом случае берётся диаметр торцевой части модели изделия.

3.10. Приближённый расчёт температуры в любом сечении тепловой модели можно произвести с использованием формулы для избыточной температуры:

qi+1 = qi × еmh,

где — характеристика теплообмена, 1/м;

di — диаметр расчётной ступени или осредненный диаметр конструкции, мм;

lм — теплопроводность металла конструкции, Вт/м × К.

Температура в заданном сечении определяется по формуле:

ti+1 = qi+1 + to,

где to — температура окружающей среды.

Расчёт коэффициентов теплоотдачи на наружных поверхностях клапана У26549-050 и приближённый расчет температур в сечениях 1-1, 2-2 приведён в таблице.

Определяемая величина

Вариант 1

Вариант 2

Участок 1

Участок 2

Все изделие

Средняя температура участка (изделия) tw, °C

Перепад температур Dti, °C

Характерный размер h, м

0,047

0,103

0,15

Диаметр ступени, м

0,092

0,06

Осредненный диаметр, м

0,072

Критерий Грастофта Gr

0,258×107

2,17×107

6,97×107

Критерий Нуссельта Nu

27,9

46,0

63,6

Коэффициент теплоотдачи конвекцией aк, ккал/м2×ч×°С

9,0

Коэффициент теплоотдачи излучением aи, ккал/м2×ч×°С

1,5

1,5

Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности клапана (общий) aо, ккал/м2×ч×°С

11,5

10,5

Приближенный расчет температур в сечениях 1-1 и 2-2

Характеристика теплообмена m, 1/м

4,2

4,7

4,0

Избыточная температура в сечении 1-1 q11, °С

Избыточная температура в сечении 2-2 q22, °С

Температура в сечении 1-1, °С

Температура в сечении 2-2, °С

3.10 Результаты расчёта двух вариантов показывают, что возможно производить осреднение диаметра выступающей части клапана и выполнять тепловой расчет для всей конструкции в целом при отношении наружных диаметров ступеней di/di+1 < 1,5.

Рисунок 10. Тепловая модель клапана У 26549-050

Приложение Б

(Справочное)

Литература

1. М.А. Михеев. Основы теплопередачи. М., Энергия. 1977.

2. В.П. Исаченко и др. Теплопередача. М., Энергоиздат. 1981.

3. Н.Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Наука. 1972.

4. В.С. Чиркин. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М., Атомиздат. 1968.

5. ВТИ им. Дзержинского, Министерство энергетики и электрификации СССР. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике. М. — Л., Энергия. 1967.

6. Д.Ф. Гуревич, В.В. Ширяев, И.Х. Пайкин. Арматура атомных электростанций. М., Энергоиздат. 1982.

7. Н.Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Наука. 1972.

8. В.С. Чиркин. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М., Атомиздат. 1968.

9. Экспериментальное исследование теплообмена в проточных частях арматуры клапанного типа Отчет о НИР/ИФТПЭ, Г. Зданавичюс, Каунас, 1991.

10. Исследование теплообмена в полости горловины арматуры при различных зазорах между запорным органом и стенкой горловины. Отчет о НИР/ИФТПЭ, Г. Зданавичюс, № Р 01850032983, инв. № 02850085201, Каунас, 1985.

ГОСТ 25794.1-83
Группа Л59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Реактивы

МЕТОДЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТИТРОВАННЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ

Reagents. Methods of preparation of standard volumetric solutions for acid-base titration

МКС 71.040.30
ОКСТУ 2609

Дата введения 1984-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23.05.83 N 2302

3. Стандарт соответствует СТ СЭВ 3674-82

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

7. ИЗДАНИЕ (май 2008 г.) с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1990 г. (ИУС 3-91)
Настоящий стандарт распространяется на реактивы и устанавливает методы приготовления следующих титрованных растворов для кислотно-основного титрования и проверки их молярных концентраций:
кислота серная, растворы молярных концентраций:

1 моль/дм (1 н.);
0,5 моль/дм (0,5 н.);
0,1 моль/дм (0,1 н.);
кислота соляная, растворы молярных концентраций:

1 моль/дм (1 н.);
0,5 моль/дм (0,5 н.);
0,1 моль/дм (0,1 н.);
натрия гидроокись, растворы молярных концентраций:

1 моль/дм (1 н.);
0,5 моль/дм (0,5 н.);
0,1 моль/дм (0,1 н.).

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Титрованные растворы предназначены для титриметрических определений и содержат в определенном объеме точно известные количества активного вещества.
За основу расчетов при приготовлении и проверке титрованных растворов взято понятие «молярная масса эквивалента». Числовое значение молярной массы эквивалента равно числовому значению ранее применявшегося грамм-эквивалента.

1.2. При приготовлении титрованных растворов должны соблюдаться требования ГОСТ 27025.
При взвешивании применяют лабораторные весы общего назначения типов ВЛР-200 г и ВЛКТ-500 г-М или ВЛЭ-200 г.
Допускается применять другие средства измерения с метрологическими характеристиками и оборудование с техническими характеристиками не хуже, а также реактивы по качеству не ниже указанных.
(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3. Растворы индикаторов готовят по ГОСТ 4919.1. Вспомогательные реактивы и растворы — по ГОСТ 4517.

1.4. Для приготовления растворов гидроокисей используют дистиллированную воду, не содержащую углекислоты, приготовленную по ГОСТ 4517. Для приготовления других растворов и при титровании используют дистиллированную воду по ГОСТ 6709.

1.5. Для приготовления титрованных растворов используют твердые вещества, взвешивая их (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до второго десятичного знака), и концентрированные растворы веществ, отмеряя их пипеткой (ГОСТ 29227) или бюреткой (ГОСТ 29251) с ценой деления 0,1 см. Допускается готовить титрованные растворы, используя стандарт-титры (фиксаналы) в ампулах.
При приготовлении больших объемов титрованных растворов твердые вещества взвешивают на весах ВЛКТ-1000 и концентрированные растворы отмеряют цилиндром.

1.4; 1.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.6. Приготовленные титрованные растворы тщательно перемешивают.

1.7. Определение точной молярной концентрации вещества в растворе

1.7.1. Точную молярную концентрацию , моль/дм, с коэффициентом поправки вычисляют по формуле

,

где — заданная молярная концентрация вещества в растворе, моль/дм;
— коэффициент поправки.

1.7.2. Точную молярную концентрацию , моль/дм, без коэффициента поправки вычисляют по формуле

,

где — масса навески установочного вещества, г;

— молярная масса эквивалента установочного вещества, г/моль;
— объем анализируемого раствора, израсходованный на титрование, см.
Точная молярная концентрация вещества в растворе выражается четырьмя значащими цифрами после запятой.

1.8. Определение коэффициента поправки
Коэффициент поправки () определяют по установочным веществам или их растворам.

1.8.1. При применении установочного вещества коэффициент поправки вычисляют по формуле

,

где — масса навески установочного вещества, г;
— молярная масса эквивалента установочного вещества, г/моль;
— заданная молярная концентрация вещества в растворе, моль/дм;
— объем анализируемого раствора, израсходованный на титрование, см.

1.8.2. При применении раствора установочного вещества (заданная молярная концентрация обоих растворов одинаковая) коэффициент поправки вычисляют по формуле

,

где — объем раствора установочного вещества, взятый или израсходованный на титрование, см;
— коэффициент поправки раствора установочного вещества;
— объем анализируемого раствора, взятый или израсходованный на титрование, см.

1.9. При установлении коэффициента поправки необходимо применять калиброванную мерную посуду, гарантирующую требуемую точность измерения (приложение 2).
Титрование проводят в конических колбах (ГОСТ 25336) вместимостью 250 см.
Воду добавляют цилиндром (ГОСТ 1770).

1.10. Для установления коэффициента поправки используют не менее трех навесок установочного вещества, взвешивая их (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого знака). Необходимые массы навесок указаны в пунктах при определении коэффициентов поправки.
При применении растворов установочных веществ используют не менее трех разных объемов установочного вещества (например, от 30-40 см при применении бюреток вместимостью 50 см с ценой деления 0,10 см или от 15 до 20 см при применении бюреток вместимостью 25 см с ценой деления 0,05 см. Применяются калиброванные бюретки по ГОСТ 29251 (приложение 2).

1.11. Коэффициент поправки вычисляют с точностью до четвертого десятичного знака, по каждой навеске установочного вещества или по каждому объему раствора установочного вещества. Расхождения между коэффициентами не должны превышать 0,001. Из вычисленных значений коэффициентов берут среднеарифметическое. Это значение коэффициента поправки должно быть равным 1,00±0,03. Если коэффициент поправки выходит из указанных пределов, то раствор соответственно укрепляют или разбавляют.

1.12. Коэффициент поправки рекомендуется устанавливать при 20 °C, при этой же температуре применяют титрованные растворы.
Если коэффициент поправки устанавливают и раствор применяют при других температурах, то вводят температурную поправку (см. табл.1, 2 приложения 1).

1.9-1.12. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.13. Коэффициент поправки проверяют один раз в месяц, если раствор устойчив, соблюдены условия хранения, указанные в п.1.17, и нет других указаний.

1.14. Допускается готовить растворы точной молярной концентрации, для которых коэффициент поправки не определяют. В этом случае навеску специально подготовленного установочного вещества или ГСО 1-го разряда для титриметрии взвешивают (результат взвешивания записывают в граммах с точностью до четвертого десятичного знака) и приготовление проводят в калиброванной мерной посуде.
(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.15. Если титрованный раствор применяют для потенциометрического титрования, коэффициент поправки устанавливают потенциометрически в условиях проведения анализа.

1.16. Титрованные растворы готовят и хранят в стеклянных бутылках, склянках с тубусом (ГОСТ 25336), растворы щелочей — в полиэтиленовых бутылках.
Склянки с тубусом или бутылки должны быть соединены со склянками для промывания газов СПЖ (ГОСТ 25336), содержащими некоторый объем того же раствора, а для щелочей — еще с трубками типа ТХ-П (ГОСТ 25336), содержащими поглотитель ХП-И или другие поглотители углекислого газа.
Склянки с тубусом или бутылки для растворов веществ, разлагающихся под действием света, должны быть из темного стекла или покрашены черным лаком.
(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.17. Титрованные растворы хранят в помещениях при комнатной температуре в местах, защищенных от попадания прямых солнечных лучей.

1.18. На склянках с тубусом или бутылках с титрованным раствором указывают название раствора, заданную молярную концентрацию, коэффициент поправки, применяемый индикатор, дату (число, месяц, год) и температуру установления коэффициента поправки.
Допускается вместо заданной молярной концентрации и коэффициента поправки указывать значение точной молярной концентрации с четырьмя значащими цифрами после запятой. При потенциометрическом титровании вместо индикатора приводят указание о применении потенциометрического метода.
(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.19. Титрованные растворы, в которых при хранении появились хлопья или осадок, не должны применяться.

1.20 Титрованные растворы меньшей молярной концентрации вещества, чем указано в настоящем стандарте, готовят из титрованных растворов большей молярной концентрации соответствующим разбавлением водой, не содержащей углекислоты, если нет других указаний. Коэффициент поправки титрованного раствора большей молярной концентрации переносится на раствор меньшей молярной концентрации с учетом разбавления в калиброванной мерной посуде.
Разбавленные титрованные растворы применяют свежеприготовленными.
(Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ТИТРОВАННЫХ РАСТВОРОВ

2.1. Кислоты серная и соляная, растворы молярных концентраций: и 1 моль/дм; 0,5 моль/дм и 0,1 моль/дм

Формула

Формула

Относительная молекулярная масса — 98,07

Относительная молекулярная масса — 36,46

Молярная масса эквивалента — 49,04 г/моль

Молярная масса эквивалента — 36,46 г/моль

2.1.1.1. Приготовление 10-водного тетраборнокислого натрия
Для получения препарата, точно отвечающего формуле , 100 г препарата растворяют в 550 см воды при 50-60 °C (при более высокой температуре кристаллизуется ). Раствор фильтруют, охлаждают до 25-30 °C и энергично перемешивают. При этом происходит кристаллизация 10-водного тетраборнокислого натрия. Образующиеся кристаллы отфильтровывают и вторично подвергают кристаллизации в тех же условиях. Затем кристаллы высушивают между листами фильтровальной бумаги, помещают тонким слоем в чашку Петри и доводят до постоянной массы, выдерживая в эксикаторе над смоченными водой кристаллами бромида натрия. Кристаллы 10-водного тетраборнокислого натрия сохраняют в стаканчике для взвешивания (ГОСТ 25336) в том же эксикаторе при тех же условиях.
Массовую долю воды определяют следующим образом: 10,00 г препарата, перекристаллизованного и доведенного до постоянной массы, высушивают в платиновом тигле (ГОСТ 6563) сначала на водяной бане, затем на песчаной бане или в сушильном шкафу (примерно 200 °C), после этого — в муфельной печи при 700-800 °C до постоянной массы (результат взвешивания записывают в граммах до третьего десятичного знака), что составляет 0,01% избытка или недостатка влаги).

2.1.1.2. Приготовление безводного углекислого натрия
Углекислый натрий прокаливают при 270-300 °C до постоянной массы в день установки титра. Для этого некоторое количество препарата в платиновом тигле с крышкой помещают на песчаную баню так, чтобы уровень песка снаружи был не ниже уровня препарата в тигле. Термометр помещают в песок около тигля, причем резервуар со ртутью термометра должен находиться на уровне препарата в тигле. Баню нагревают постепенно до 270-300 °C, препарат выдерживают при этой температуре около 2 ч, периодически перемешивая платиновым шпателем и тщательно следя за тем, чтобы температура не поднималась свыше 300 °C. Прокаливание допускается проводить в высокотемпературном электрическом шкафу с регулируемой температурой. После охлаждения препарат взвешивают и повторяют прокаливание до достижения постоянной массы.
Для контроля полноты прокаливания навеску 0,15-0,25 г прокаленного препарата растворяют в воде, прибавляют 5-7 г хлористого натрия, охлаждают до 0 °C, прибавляют 2-3 капли раствора фенолфталеина и титруют из бюретки 1(2)-2-50-0,1 (ГОСТ 29251) раствором соляной кислоты 0,1 моль/дм до обесцвечивания раствора. Замечают показания бюретки («» см), затем прибавляют 1 каплю раствора метилового оранжевого, продолжают титрование до перехода желтой окраски раствора в розовую и замечают показания бюретки от начала титрования («» см). Если отношение , прокаливание считают законченным. Если отношение (т.е. не весь бикарбонат превратился в карбонат), прокаливание продолжают.
Прокаленный препарат переносят в банку с пришлифованной пробкой и сохраняют в эксикаторе с известковым химическим поглотителем ХП-И. Массовая доля основного вещества должна быть (100±0,2)%.
Массовую долю гидроокиси натрия в углекислом натрии определяют следующим образом: 30 см воды помещают в коническую колбу Кн-1-100-14/23 ТХС (ГОСТ 25336) и кипятят в течение 2 мин. Затем прибавляют 2 г анализируемого углекислого натрия и закрывают колбу пробкой, в которую вставлена трубка с известковым химическим поглотителем ХП-И. Сразу после растворения соли к горячему раствору приливают 25 см раствора хлористого бария и две капли раствора фенолфталеина. После этого колбу закрывают той же пробкой, взбалтывают и охлаждают. Если раствор окрасится, его титруют из бюретки 6-2-2(5) или 7-2-3(10) (ГОСТ 29251) до обесцвечивания раствором соляной кислоты 0,01 моль/дм. На титрование должно расходоваться не более 1 см раствора соляной кислоты, что соответствует массовой доле гидроокиси натрия 0,02%.

2.1.2. Приготовление растворов кислот.
Растворы кислот готовят разбавлением соответствующих концентрированных кислот. Для приготовления 1 дм раствора берут объемы серной и соляной кислоты, указанные в табл.1, 2.

Таблица 1

Таблица 2

Отмеренный объем кислоты осторожно при перемешивании вливают в воду и доводят объем раствора водой до 1 дм.

2.1-2.1.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.3. Определение коэффициента поправки

2.1.3.1. Определение коэффициента поправки по безводному углекислому натрию
Формула .
Относительная молекулярная масса — 105,99.
Молярная масса эквивалента — 53,00 г/моль.
В зависимости от молярной концентрации приготовленного раствора кислоты навески безводного углекислого натрия взвешивают в закрытом стаканчике для взвешивания в соответствии с табл.3.

Таблица 3

Навеску помещают в коническую колбу, прибавляют 40 см воды, добавляют 3-4 капли раствора смешанного индикатора и титруют из бюретки раствором кислоты до перехода зеленой окраски раствора в красно-фиолетовую (для растворов массовой концентрации 0,1 моль/дм переход наблюдается на фоне молочного стекла).
Затем раствор нагревают, кипятят 2-3 мин для удаления углекислоты и после охлаждения продолжают титрование до перехода вновь появившейся окраски раствора в красно-фиолетовую.
Допускается применять в качестве индикатора метиловый оранжевый, при этом окраска раствора переходит из желтой в оранжевую.

2.1.3.2. Определение коэффициента поправки по 10-водному тетраборнокислому натрию (для раствора молярной концентрации 0,1 моль/дм)
Формула .
Относительная молекулярная масса — 381,37.
Молярная масса эквивалента — 190,68 г/моль.
0,6000-0,8000 г 10-водного тетраборнокислого натрия помещают в коническую колбу, растворяют при энергичном взбалтывании в 30-60 см теплой (50-60 °С) воды, охлаждают до комнатной температуры, добавляют 3-4 капли раствора метилового красного и титруют из бюретки раствором серной или соляной кислоты концентрации 0,1 моль/дм до перехода желтой окраски в розовато-оранжевую.

2.1.3.1; 2.1.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.3.3. (Исключен, Изм. N 1).

2.1.4. Растворы кислот, которые хранятся продолжительное время, могут увеличивать свою молярную концентрацию за счет испарения воды. При наличии на стенках склянки с тубусом или бутылки капель воды раствор перед применением необходимо взбалтывать.

2.2.1. Реактивы и растворы
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Калий йодноватокислый по ГОСТ 8504, препарат с массовой долей основного вещества (100,0±0,2)%; готовят высушиванием при 100 °С до постоянной массы. При необходимости проводят перекристаллизацию (два-три раза) из трехкратного количества воды с перемешиванием во время кристаллизации.
Кислота серная по ГОСТ 4204, растворы молярных концентраций: 1 моль/дм (1 н.); 0,5 моль/дм (0,5 н.); 0,1 моль/дм (0,1 н.) или
кислота соляная по ГОСТ 3118, растворы молярных концентраций 1 моль/дм (1 н.); 0,5 моль/дм (0,5 н.); 0,1 моль/дм (0,1 н.).
Метиловый оранжевый (индикатор) по ТУ 6-09-5171, раствор с массовой долей 0,1%.
Фенолфталеин (индикатор) по ТУ 6-09-5360, спиртовой раствор с массовой долей 1%.
Смешанный кислотно-основной индикатор (метиловый красный и метиленовый голубой).
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328.
Кислота янтарная по ГОСТ 6341, препарат с массовой долей основного вещества (100,0±0,2)%, готовят следующим образом: 100 г препарата растворяют при кипячении в 165 см воды, раствор фильтруют и охлаждают при перемешивании до комнатной температуры, выделившиеся кристаллы отфильтровывают и вторично перекристаллизовывают в тех же условиях, затем высушивают между листами фильтровальной бумаги до тех пор, пока они не перестанут прилипать к стеклянной палочке. Перекристаллизованную янтарную кислоту пересыпают в банку с пришлифованной пробкой и хранят в эксикаторе, наполненном хлоридом кальция, высушенным при 100 °С. В день установления коэффициента поправки навеску помещают в стаканчик для взвешивания и сушат до постоянной массы при температуре (100±5) °С.
Калий гидрофталат (калий фталевокислый кислый).
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

2.2.2. Приготовление растворов

250 г гидроокиси натрия растворяют в фарфоровом (ГОСТ 9147) или фторопластовом стакане в 250 см воды. После охлаждения раствора до комнатной температуры его переносят в стеклянный или полиэтиленовый сосуд, закрывают резиновой или полиэтиленовой пробкой и в течение 2-3 недель выдерживают до полного осаждения углекислого натрия, не растворимого в растворе гидроокиси натрия указанной концентрации.
В отстоявшемся прозрачном концентрированном растворе устанавливают массовую концентрацию гидроокиси натрия по плотности (с применением таблиц) или титрованием. При титриметрическом определении 1 см раствора, отобранного пипеткой 4(5)-2-1 (ГОСТ 29227), доводят водой до 40 см и титруют из бюретки (ГОСТ 29251) вместимостью 50 см раствором серной или соляной кислоты молярной концентрации 1 моль/дм. 1 см раствора серной кислоты молярной концентрации точно 1 моль/дм или соляной кислоты молярной концентрации точно 1 моль/дм соответствует 0,04 г гидроокиси натрия.
Для приготовления 1 дм раствора гидроокиси натрия берут объемы концентрированного раствора, соответствующие массам гидроокиси натрия в граммах, указанным в табл.4.

Таблица 4

Концентрация раствора

1 моль/дм (1н.)

0,5 моль/дм (0,5 н.)

0,1 моль/дм (0,1 н.)

Масса гидроокиси натрия, г

40,0

20,0

4,0

Затем объем раствора доводят водой до 1 дм.
Раствор концентрации 1 моль/дм хранят в полиэтиленовой или стеклянной склянке с тубусом и бутылке, парафинированной внутри.

2.1.4-2.2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.3. Определение коэффициента поправки

2.2.3.1. Определение коэффициента поправки по соляной или серной кислоте

30-40 см раствора кислоты соответствующей концентрации, отмеренных из бюретки, помещают в коническую колбу, добавляют 3-4 капли раствора смешанного индикатора и титруют из бюретки раствором гидроокиси натрия до перехода красно-фиолетовой окраски раствора в зеленую.
Раствор гидроокиси натрия с коэффициентом поправки, определенным по соляной или серной кислоте, рекомендуется применять при титровании сильных минеральных кислот.

2.2.3.2. Определение коэффициента поправки по йодноватокислому калию (для раствора молярной концентрации 0,1 моль/дм (0,1 н.)
Формула .
Относительная молекулярная масса — 389,91.
Молярная масса эквивалента — 389,91 г/моль.
1,2000-1,5000 г кислого йодноватокислого калия помещают в коническую колбу и растворяют в 100 см горячей воды. После охлаждения добавляют 3-4 капли раствора смешанного индикатора и титруют из бюретки раствором гидроокиси натрия до перехода красно-фиолетовой окраски в зеленую.
Раствор гидроокиси натрия с коэффициентом поправки, определенным по кислому йодноватокислому калию, рекомендуется применять при титровании сильных минеральных кислот.

2.2.3.3. Определение коэффициента поправки по янтарной кислоте
Формула .
Относительная молекулярная масса — 118,09.
Молярная масса эквивалента — 59,04 г/моль.
В зависимости от молярной концентрации приготовленного раствора гидроокиси натрия навески янтарной кислоты взвешивают в стаканчике для взвешивания в соответствии с табл.5.

Таблица 5

Навеску янтарной кислоты помещают в коническую колбу, растворяют в 40 см воды, добавляют 2-3 капли раствора фенолфталеина и титруют из бюретки раствором гидроокиси натрия до появления не исчезающей в течение 50-60 с розовой окраски.
Раствор гидроокиси натрия с коэффициентом поправки, определенным по янтарной кислоте, рекомендуется применять при титровании органических кислот и слабых минеральных кислот.

2.2.3.1-2.2.3.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.3.4. Допускается определять коэффициент поправки по кислому фталевокислому калию с применением фенолфталеина в качестве индикатора или ГСО 1-го разряда N 2216-81.
(Введен дополнительно, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (обязательное)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
Таблица 1

Приведение объемов титрованных растворов при данной температуре к объемам при 20 °С (для 1000 см )

Числа в графах 2-7 выражают объемы в кубических сантиметрах, которые следует прибавить (+) к 1000 см соответствующей жидкости при °С или вычесть (-) от 1000 см, чтобы получить объем титрованного раствора при 20 °С.
Примеры

1. В колбу вместимостью 1 дм, калиброванную при 20 °C, необходимо налить при 15 °C раствор азотнокислого серебра 0,1 моль/дм. По табл.1 находим, что при 20 °C этот раствор займет объем больший на 0,9 см.

2. Из бюретки, калиброванной при 20 °С, при 25 °C израсходовано на титрование 34,75 см раствора гидроокиси натрия концентрации 1 моль/дм. При 20 °С расход реактива будет следующий:

см.

Таблица 2

Поправка объемов разбавленных растворов при разных температурах

Табл.2 пользуются при работе с растворами концентрации 0,1 моль/дм или более разбавленными.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (обязательное). КАЛИБРОВКА МЕРНОЙ ПОСУДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

1. Общие указания

1.1. Перед употреблением мерной посуды проверяют ее вместимость. Мерные колбы калибруют «на вливание», а бюретки и пипетки — «на выливание».

1.2. Перед проведением калибровки мерную посуду тщательно моют. Пипетки и бюретки не сушат, а мерные колбы ополаскивают этиловым спиртом или ацетоном и сушат на воздухе.

1.3. Калибровку мерной посуды вместимостью до 50 см проводят с применением весов типа ВЛР-200 г (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до третьего десятичного знака), свыше 50 см — с применением весов типа ВЛКТ-500 г-М или ВЛР-1 (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до второго десятичного знака).

1.4. Для взвешивания применяют стаканчики для взвешивания (ГОСТ 25336) или конические колбы (с пробками) с взаимозаменяемым конусом (ГОСТ 25336).

1.5. При калибровке мерной колбы и пипетки взвешивание проводят «методом замещения» с использованием свинцовой дроби.

1.6. Для калибровки применяют дистиллированную воду известной температуры.

2. Реактивы
Ацетон по ГОСТ 2603.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Дробь охотничья, спортивная и картечь по ГОСТ 7837 (дробь свинцовая).
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.

3. Калибровка мерной колбы
Сухую мерную колбу помещают на правую чашку весов и взвешивают. На левую чашку весов ставят стакан и добавляют свинцовую дробь до уравновешивания. Колбу снимают и на ее место ставят разновесы до достижения положения равновесия. (Для одночашечных весов «метод замещения» применять необязательно).
Осторожно наполняют колбу водой до метки. Окончательную установку уровня воды в колбе до метки проводят прибавлением (или удалением) нескольких капель воды при помощи стеклянной трубочки с оттянутым концом (или тонкой пипеткой) так, чтобы нижний край мениска воды касался верхнего края метки на колбе. Колбу с водой помещают на правую чашку весов, на левую чашку помещают стакан. Снова уравновешивают чашки добавлением свинцовой дроби. Колбу с водой снимают и ставят разновесы до достижения положения равновесия. Разность результатов двух взвешиваний соответствует массе воды, находящейся в колбе при данной температуре.
Операцию заполнения колбы водой и ее взвешивания повторяют три раза и вычисляют среднеарифметическое трех значений.

Истинный объем () колбы вычисляют по формуле

,

где — объем, занимаемый 1,000 г воды, приведенный к 20 °C, в соответствии с табл.1, см;

— масса воды, находящейся в колбе при данной температуре, г.

Таблица 1

Объем, занимаемый 1,000 г воды, взвешенный на воздухе с помощью разновесов из нержавеющей стали с учетом поправок на взвешивание на воздухе и изменение объема

4. Калибровка пипетки
Наполняют пипетку водой. Для этого нижний ее конец опускают в сосуд с водой и осторожным всасыванием наполняют пипетку на несколько миллиметров выше отметки. Верхнее отверстие закрывают указательным пальцем. Наполненную пипетку приподнимают над водой и, удерживая вертикально, устанавливают отметку на уровне глаз так, чтобы круговая линия отметки казалась прямой. Сверху пипетку протирают фильтровальной бумагой. Затем слегка приподнимают палец, закрывающий верхнее отверстие, избыток воды медленно сливают из пипетки до тех пор, пока нижний край мениска не коснется отметки. Если при этом на кончике пипетки появится капля, ее снимают, касаясь кончиком пипетки стенки сосуда. Переносят содержимое пипетки в предварительно взвешенный стаканчик для взвешивания или коническую колбу. Во время сливания воды пипетку держат в вертикальном положении. После окончания сливания прикасаются нижним концом пипетки к внутренней стенке стаканчика для взвешивания или конической колбы, закрывают крышкой или пробкой и взвешивают. Все операции взвешивания проводят как при калибровке мерной колбы.
По разности результатов взвешиваний определяют массу воды, вылитой из пипетки при данной температуре. Операцию заполнения пипетки водой и взвешивание повторяют три раза и берут среднеарифметическое трех значений.
Вычисление истинного объема пипетки проводят по формуле, приведенной в п.3.

5. Калибровка бюретки
Калибровку бюретки вместимостью 25 и 50 см проводят через 5 см, вместимостью 10 см — через 1 см. Для определения коэффициента поправки в титрованных растворах бюретки вместимостью 50 см в интервале 20-40 см калибруют через каждый 1 см.
Для калибровки бюретку устанавливают в вертикальном положении, заполняют водой выше верхней отметки (нулевое деление), предварительно заполнив нижний оттянутый конец бюретки выше крана (следя за тем, чтобы не было пузырьков воздуха). Устанавливают уровень воды на нулевом делении так, чтобы нижний край мениска касался нулевой отметки, удаляют висящую на кончике бюретки каплю. Под бюретку устанавливают предварительно взвешенный стаканчик для взвешивания или коническую колбу и сливают определенный объем воды со скоростью около 10 см/мин. Все операции взвешивания проводят, как при калибровке мерной колбы.
По разности результатов взвешиваний определяют массу воды, отмеренной в бюретке между делениями при данной температуре. Калибровку проводят для всех интервалов, начиная от нулевой отметки, как указано выше.
Операцию сливания и взвешивания отмеренного объема воды проводят три раза и берут среднеарифметическое трех значений.
Поправку объема бюретки () рассчитывают по формуле

,

где — объем воды, занимаемый 1,000 г воды, приведенный к 20 °С (см. табл.1), см;
— масса воды, отмеренная по бюретке для каждого интервала объема при данной температуре, г;
— номинальный объем интервала бюретки, см.
Поправки вычисляют для всех интервалов и строят кривую поправок, откладывая по оси абсцисс номинальные объемы бюретки, а по оси ординат — значения поправок.
Для получения истинного объема, отмеренного по бюретке, к номинальной вместимости прибавляют (или вычитают, в зависимости от ее знака) найденную поправку.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Введено дополнительно, Изм. N 1).
Электронный текст документа
подготовлен ЗАО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
Реактивы. Методы приготовления
реактивов и растворов: Сб. ГОСТов. —
М.: ИПК Издательство стандартов, 2008

Оставьте комментарий