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折光儀在測(cè)定水性介質(zhì)濃度上的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2013-09-06 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
水中溶解進(jìn)任何物質(zhì),都會(huì)改變它的折光率,溶解的物質(zhì)越多,溶液的折光率改變也越大。根據(jù)溶液折光率溶質(zhì)濃度的變化規(guī)律,可以用簡(jiǎn)便地測(cè)出水溶性淬火介質(zhì)的溶質(zhì)濃度。本文介紹的方法,可供從事熱處理的工人和技術(shù)人員在生產(chǎn)中應(yīng)用。

一、手持式的選擇

使用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的是手持式折光儀。手持式折光儀(以下簡(jiǎn)稱折光儀)主要用于測(cè)定透光溶液的濃度與折光率。這種儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,攜帶方便,使用簡(jiǎn)潔,精度也較高。圖1是福建泉州光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的一種手持式折光儀的外形結(jié)構(gòu)。上海光學(xué)儀器廠等單位也生產(chǎn)這種儀器。


圖1 手持式折光儀的外形結(jié)構(gòu)

這種折光儀的使用方法:
掀開(kāi)蓋板(1),取試液數(shù)滴放在棱鏡(2)的鏡面上,合上蓋板(1)。然后將蓋板朝向明亮處,邊通過(guò)目鏡(7)觀察,邊轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)圈(6),直至視場(chǎng)分界線清晰可見(jiàn)。視場(chǎng)明暗分界線所示的讀數(shù),即為試液折射率或濃度。
折光儀視場(chǎng)上有兩排刻度,一排是折光率,另一排是伯利糖度數(shù)(BX)。測(cè)定淬火介質(zhì)濃度,通常采用其中的BX列刻度。選擇型號(hào)由所用折光儀的最大使用刻度數(shù)來(lái)定,可根據(jù)淬火液的品種和用途參考表1進(jìn)行這項(xiàng)選擇。

表1 折光儀型號(hào)選擇表

用途

型號(hào)(即最大刻度數(shù)(BX)

淬火用鹽水

32型

淬火用堿水

32型

PAG淬火液

15型

用折光儀測(cè)定水溶性淬火介質(zhì)濃度之前,須先用當(dāng)?shù)刈詠?lái)水(不是蒸餾水)作為試液,把折光儀讀數(shù)調(diào)到零點(diǎn)。這一步很重要,其理由后面要講到。

二、單一溶質(zhì)溶液的濃度測(cè)定

對(duì)于單一溶質(zhì)的水溶液,其折光儀讀數(shù)與該溶質(zhì)的濃度成正比。如果以字母N代表折光儀讀數(shù),即溶液的折光率,以C(%)代表該溶液中溶質(zhì)的濃度百分比(重量),則二者之間存在以下關(guān)系:

N=KC (1)

其中,系數(shù)K的值決定于溶質(zhì)的種類。熱處理生產(chǎn)中幾種常用溶質(zhì)的K值見(jiàn)表2。C為重量百分比濃度。
表2 常用幾種淬火介質(zhì)的K值


溶 質(zhì)

K 值

相乘系數(shù)

溶 質(zhì)

K 值

相乘系數(shù)

NaCl

1.1

0.91

NaOH

1.6

0.63

NaNo3

0.7

1.43

Na2CO3

1.5

0.67

今禹8-20

今禹8-60

0.40

2.5

AQ251

AQ364

UCON E

0.40

2.5

UCON A

0.5

2.0

把這幾種介質(zhì)的濃度與其折光儀讀數(shù)的關(guān)系作在圖上,可得到圖2所示的一組直線。由于關(guān)系簡(jiǎn)單,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),就可以用折光儀測(cè)定單一溶質(zhì)溶液的濃度。比如,測(cè)定PAG淬火介質(zhì)的濃度以及鹽(NaCl)堿(NaOH)的濃度。表2中的相乘系數(shù)是K值的倒數(shù),即 。由式(1)得式(2)。將測(cè)得的折光儀讀數(shù)N乘上該溶質(zhì)的相乘系數(shù) ,即得到所測(cè)溶液的濃度。

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