硼酸對(duì)分光光度法測(cè)量溶硅的影響

周 佳 楚建偉 陳偉忠

臺(tái)山核電合營(yíng)有限公司 廣東 臺(tái)山 529228

硼酸在常溫下是一種弱酸，因其中子俘獲截面大，壓水堆核電站一回路水中添加硼酸作為中子吸收劑。為防止燃料包殼結(jié)垢，必須限制一回路水中溶硅含量，一般采用分光光度硅鉬藍(lán)法[1]測(cè)量溶硅的含量，由于一回路水中最主要的組分是硼酸，其它雜質(zhì)含量極低，可以忽略，因此考察硼酸對(duì)溶硅測(cè)量的影響具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)：Lambda35型，美國(guó)PE公司；

硼酸：德國(guó)MERCK公司；

硅標(biāo)準(zhǔn)溶液：德國(guó)MERCK公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制 用移液管取定量硅標(biāo)準(zhǔn)溶液加入比色管中并用高純水定容至100m L，制得一系列Si標(biāo)準(zhǔn)工作標(biāo)液，用于標(biāo)準(zhǔn)工作曲線建立。

1.2.2 模擬樣品配制 取一系列比色管，用移液管依次加入一定量的硅標(biāo)準(zhǔn)溶液和硼酸溶液，定容至100m L，配制成一系列硅濃度相同，不同硼酸濃度以及相同硼酸濃度不同硅濃度的樣品。

1.2.3 樣品分析 將上述所有樣品加入2mL1+1鹽酸溶液，4mL 100g/L鉬酸銨溶液，3mL100g/L草酸溶液，4mL1.5g/L1-2-4酸還原劑溶液，搖勻后靜置5min。建立溶硅的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線后，測(cè)量樣品中溶硅濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 硼酸對(duì)顯色劑的影響 圖1為不同濃度硼酸與溶硅顯色劑反應(yīng)后的吸光度值變化曲線。由圖1可知，硼酸不與測(cè)量溶硅所使用的顯色劑反應(yīng)，吸光度值與高純水參比溶液處于同一水平，并且隨著硼酸濃度在50mg/kg至1400mg/kg范圍內(nèi)，吸光度值基本保持一致。

圖1 不同濃度硼酸與顯色劑吸光度值曲線

2.2 硼酸對(duì)溶硅吸收峰位置的影響 由于硼酸具有一定的絡(luò)合效應(yīng)，可能參與溶硅與顯色劑的反應(yīng)中去。圖2為不同硼酸濃度對(duì)溶硅與顯色劑的影響。通過(guò)全波長(zhǎng)掃描的譜圖可知：不同濃度硼酸的全波長(zhǎng)掃描譜圖基本重合，硼酸含量的增大時(shí)吸收峰的位置沒(méi)有發(fā)生改變酸。

圖2 不同濃度硼酸下溶硅吸收峰曲線

2.3 不同硼酸濃度對(duì)溶硅測(cè)量的影響 圖3是選取一系列不同濃度的硼酸，試驗(yàn)對(duì)同一濃度溶硅測(cè)量的影響。溶硅濃度為0.5mg/L，硼酸濃度范圍0-1400mg/kg，溶硅測(cè)量的最大允許誤差范圍為±5%。由圖可知：隨著硼酸濃度的增加，其吸光度值有輕微的上升趨勢(shì)，然而所有測(cè)量值都在誤差允許測(cè)量誤差范圍之內(nèi)。因此對(duì)于實(shí)際工作而言，硼酸對(duì)溶硅測(cè)量的影響可以近似忽略。

2.4 硼酸濃度對(duì)不同溶硅測(cè)量的影響 圖4為硼酸對(duì)不同濃度溶硅測(cè)量的影響。硼酸濃度分別取500mg/kg及1000mg/kg，溶硅濃度取0.1mg/kg，0.5mg/kg及1mg/kg，最大允許誤差范圍取5%。由圖4可知：1000mg/kg與500mg/kg硼酸濃度下的溶硅標(biāo)準(zhǔn)工作曲線基本重合，且實(shí)際測(cè)量值均在最大允許誤差范圍之內(nèi)；在溶硅實(shí)際測(cè)量的范圍內(nèi)，硼酸對(duì)低濃度及高濃度溶硅均影響較小。1000mg/kg硼酸濃度下的溶硅曲線比500mg/kg硼酸濃度下的稍高一些。其結(jié)果與圖3中實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是相符的。

圖3 不同濃度硼酸下0.5mg/kg溶硅測(cè)量值

圖4 同一硼酸濃度下不同濃度溶硅測(cè)量值曲線

3 結(jié)論

本文主要考察了一回路水中硼酸(≤1400mg/kg)對(duì)溶硅測(cè)量的影響，研究結(jié)果表明：采用純水基體的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線測(cè)量含硼溶液中硅含量在核電實(shí)際運(yùn)行期間是可行的，硼酸基體對(duì)溶硅測(cè)量帶來(lái)的誤差是可接受的。