【摘要】本文總結(jié)了砂中氯離子含量試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，提出了提高檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的方法。

【關(guān)鍵詞】砂；氯離子；硝酸銀；檢測(cè)

1 引言

砂是組成混凝土的主要組成材料之一，而砂中氯離子到達(dá)一定量時(shí)，就能破壞鋼筋表面鈍化膜而引起鋼筋局部腐蝕，對(duì)腐蝕過(guò)程具有催化作用，影響鋼筋的穩(wěn)定性，使鋼筋混凝土構(gòu)筑物存在長(zhǎng)期的安全隱患。而且河沙禁止開(kāi)采，導(dǎo)致很多施工單位用的砂是淡化的海砂，因此工程建設(shè)監(jiān)督部門(mén)希望加強(qiáng)對(duì)砂中氯離子含量研究，保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)砂的氯離子含量的監(jiān)控。

2 試驗(yàn)的概述和重點(diǎn)

現(xiàn)行砂中氯離子含量的檢驗(yàn)主要是依據(jù)JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》來(lái)進(jìn)行的，可分為4個(gè)步驟：試樣的準(zhǔn)備、溶液的標(biāo)定、空白試驗(yàn)、樣品試驗(yàn)。筆者認(rèn)為標(biāo)定硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是最重要的，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不正確直接導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)很大的誤差。

假設(shè)，已知兩個(gè)砂樣的氯離子含量分別是0.030%和0.060%，筆者配的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的在0.009-0.011 mol/L范圍內(nèi)，求試驗(yàn)結(jié)果可能出現(xiàn)的相對(duì)誤差？

試驗(yàn)結(jié)果的誤差值會(huì)隨著樣品中砂的氯離子含量的增加而增加，且可見(jiàn)得標(biāo)定硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度的重要性。

3 試樣的準(zhǔn)備

（1）筆者用人工四分法縮分：將10kg的樣品置于平板上，在潮濕狀態(tài)下拌合均勻，并堆成厚度約為20mm的“圓餅”，然后沿互相垂直的兩條直徑把“圓餅”分成大致相等的四份，取其對(duì)角的兩份重新拌勻，再堆成“圓餅”狀。重復(fù)上述過(guò)程，直至把樣品縮分2kg，再烘干恒重。這樣的準(zhǔn)備，使得試樣具有代表性。

（2）試樣的制備過(guò)程中，所有的儀器設(shè)備一定要用去離子水清洗干凈，以免外來(lái)的氯離子根的侵入影響試驗(yàn)結(jié)果。

4標(biāo)定硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度

4.1基本原理

電位滴定法以銀電極為指示電極。其電勢(shì)隨濃度而變化以飽和甘汞電極為參比電極，用電位計(jì)或酸度計(jì)測(cè)定兩電極在溶液中組成原電池的電勢(shì)。銀離子與氯離子反應(yīng)生成溶解度很小的氯化銀白色沉淀。在工作電極的響應(yīng)區(qū)內(nèi)，電池電勢(shì)與陰離子濃度有如下關(guān)系：

E=E0-k*lg a陰

式中：E——電池電勢(shì)，mV；

E0——其值與所用參比電極，接界電位，膜的內(nèi)表面膜電位等有關(guān)；

k——能斯特議程的斜率，即電極的級(jí)差；

a陰——氯離子的活度。

當(dāng)溫度一定時(shí)，電極的E0和k是常數(shù)。

在等當(dāng)點(diǎn)前滴入硝酸銀生成氯化銀沉淀兩電極間電勢(shì)變化緩慢，隨著氯化銀的滴入，濃度不斷下降，相應(yīng)地電池電勢(shì)也將隨之升高。等當(dāng)點(diǎn)時(shí)氯離子全部生成氯化銀沉淀，這時(shí)滴入小量硝酸銀即引起電勢(shì)急劇變化指示出滴定終點(diǎn)。

滴定反應(yīng)Ag++c1-→AgCl↓（白色沉淀）

如表1：用二次微商法求出滴定終點(diǎn)，由終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的硝酸銀消耗量（毫升數(shù)）求得樣品中氯離子的量。

表1硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度標(biāo)定計(jì)算與結(jié)果表

4.2檢測(cè)注意事項(xiàng)和建議

（1）因?yàn)橄跛徙y不會(huì)與玻璃中的硅酸發(fā)生反應(yīng)，且見(jiàn)光會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)：2AgNO3=△=2Ag+2NO2↑+O2↑，所以配制好的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液 必須存放在棕色玻璃瓶中，且放在不見(jiàn)光的陰涼處。

（2）氯化鈉基準(zhǔn)試劑必須在500-600度燒至恒重來(lái)消除水份對(duì)濃度的影響，稱量的精度至0.0001g是為了更準(zhǔn)確地標(biāo)定出硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度。

（3）飽和溶液的配制方法：例如氯化鉀的30℃的溶解度為37g，稱取40g氯化鉀，加熱攪拌完全溶解在100g的蒸餾水中，待冷卻到30℃，溶液會(huì)自然析出氯化鉀晶體，這表明溶液已經(jīng)達(dá)到了飽和狀態(tài)。

（4）選用靈敏度高的銀電極和飽和甘汞電極。

銀電極使用前用細(xì)砂紙將表面擦亮，然后浸入含有少量硝酸鈉的稀硝酸（1+1）溶液中，直到有氣體放出為止，取出用水洗干凈。

飽和甘汞電極：使用時(shí)電極上端小孔的橡皮塞必須拔出，以防止產(chǎn)生擴(kuò)散電位，影響測(cè)定結(jié)果。電極內(nèi)氯化鉀溶液中不能有氣泡，以防止斷路。溶液內(nèi)應(yīng)保持有少許氯化鉀晶體，以保證氯化鉀溶液的飽和。注意電極液絡(luò)部不被沾污或堵塞，并保證液絡(luò)部有適當(dāng)?shù)臐B出流速。

（5）標(biāo)定過(guò)程中，溶液的攪拌速度要求快，攪拌可以加快被測(cè)離子到達(dá)電極表面的速率，因而可以縮短響應(yīng)時(shí)間。溶液越稀，響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)。由于接近等當(dāng)點(diǎn)時(shí)電勢(shì)增加很快此時(shí)要緩慢滴加硝酸銀溶液。

5 砂中氯離子含量試驗(yàn)

5.1 基本原理

鉻酸鉀指示劑法是指在中性溶液中，用K2Cr04作指示劑，用硝酸銀滴定液滴定氯化物的方法。其反應(yīng)為：

滴定反應(yīng)Ag++c1-→AgCl↓（白色）

指示終點(diǎn)反應(yīng)2Ag++Cr042-→Ag2Cr04↓（磚紅色）

終點(diǎn)時(shí)，稍過(guò)量的Ag+立刻與Cr042-反應(yīng)，產(chǎn)生磚紅色的Ag2Cr04沉淀，即到達(dá)終點(diǎn)。

5.2 檢測(cè)注意事項(xiàng)和建議

（1）指示劑的用量。若Cr042-的量過(guò)大，會(huì)使終點(diǎn)提前，從而使測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大的負(fù)誤差。若Cr042-的量過(guò)小，則使終點(diǎn)推后，使測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生正誤差。在實(shí)際滴定時(shí)，一般在反應(yīng)液總體積為50～100ml溶液中加入5%K2Cr04指示劑l～2ml即可。

（2）溶液的酸度。滴定應(yīng)在中性或弱堿性溶液（pH6.5～10.5）中進(jìn)行。酸度過(guò)高，會(huì)破壞Cr042-與H+的平衡，從而使Cr042-濃度降低。

（3）滴定時(shí)要?jiǎng)×艺駬u，防止AgCl膠體沉淀吸附Cl-，致使終點(diǎn)提前。

（4）終點(diǎn)的判斷：被測(cè)溶液的顏色由黃色變成橙黃色，再變成橙色，最后變成比橙色深一點(diǎn)的顏色，這個(gè)顏色就是磚紅色了。滴定過(guò)程中，可以觀察硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入被測(cè)溶液時(shí)呈現(xiàn)紅色的快慢，來(lái)決定你滴入標(biāo)準(zhǔn)溶液的速度：1、標(biāo)定溶液滴滴入，沒(méi)有紅色的出現(xiàn)，表示標(biāo)定液滴點(diǎn)速度可以保持或加快，終點(diǎn)還很遠(yuǎn)；2、紅色出現(xiàn)但消散得快，表示進(jìn)入了滴定的中后期，表示滴點(diǎn)速度開(kāi)始減緩；3、紅色出現(xiàn)但消散得慢，溶液的顏色也慢慢開(kāi)始轉(zhuǎn)變成橙色，表示終點(diǎn)快出現(xiàn)了，所以每滴進(jìn)一點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)溶液，劇烈振搖試樣，觀察是否有磚紅色出現(xiàn)。

（5）空白試樣的終點(diǎn)顏色要和被測(cè)試樣的終點(diǎn)顏色要一致，這樣可以保證試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

6 結(jié)束語(yǔ)

砂中的氯離子含量試驗(yàn)是一項(xiàng)看似簡(jiǎn)單的工作，但要提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還是要在實(shí)踐中不斷進(jìn)行總結(jié)、分析、提高。作者總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，希望對(duì)各位想提高砂中氯離子含量試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也有所提高。

參考文獻(xiàn)

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[4]李云巧.實(shí)驗(yàn)室溶液制備手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，2006.4.