Metrologia chemiczna w GUM - .Wzorce gazowe Wzorce gazowe wytwarzane są: metodą grawimetryczną,

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Metrologia chemiczna w GUM - .Wzorce gazowe Wzorce gazowe wytwarzane są: metodą grawimetryczną,

2014-04-02

1

Wzorce chemiczne

w Gwnym Urzdzie Miar

Warszawa, 2 kwietnia 2014 r.

dr Agnieszka Zo, dr Wadysaw Kozowski, mgr in. Dariusz Cieciora

Zakad Fizykochemii GUM

physchem@gum.gov.pl

Metrologia chemiczna w GUM Rozwijana w Zakadzie Fizykochemii GUM przez pracownikw Laboratoriw: Elektrochemii, Gazowych Materiaw Odniesienia oraz Gstoci, Lepkoci i Analizy Spektralnej.

Najwaniejsze zadania:

utrzymywanie i doskonalenie pastwowego wzorca jednostki miary pH (odtwarzajcego jednostki miary pH w zakresie od 1 do 11 w zakresie temperatur od 5 oC do 50 oC) i przekazywanie jednostki miary od wzorca pastwowego do przyrzdw pomiarowych za pomoc pierwotnych (podstawowych) materiaw odniesienia (zdolnoci pomiarowe potwierdzone wpisami CMCs),

utrzymywanie gazowych wzorcw odniesienia GUM zawierajcych: CO, CO2, C3H8, NO w azocie, gaz ziemny,

wiadczenie usug w zakresie wzorcowania, badania i ekspertyz przyrzdw pomiarowych takich, jak: tlenomierze, analizatory CO2, pehametry, symulatory pH, elektrody pehametryczne, konduktometry i czujniki konduktometryczne i in.,

wytwarzanie i wzorcowanie nastpujcych materiaw odniesienia: pierwotnych i wtrnych wzorcw pH, wtrnych wzorcw przewodnoci elektrycznej waciwej (konduktometrycznych), wzorcw gazowych oraz jednopierwiastkowych roztworw wzorcowych stenia masowego dla metody ASA.

2014-04-02

2

Wzorce pH - pierwotne

Wzorce pierwotne pH s wywzorcowanymi wodnymi roztworami buforowymi,

ktrych skadnikami s:

saby kwas oraz sl tego kwasu z siln zasad,

saba zasad oraz jej sl z silnym kwasem.

pH roztworw buforowych ulega niewielkim zmianom pod wpywem dodatkw

kwasw i zasad oraz przy rozcieczaniu

Do sporzdzenia wzorcw pH stosowane s:

substancje chemiczne o czystoci nie

mniejszej ni 99,5 %;

woda o przewodnoci elektrycznej

waciwej nie wikszej ni 1,4 S/cm w

temperaturze 25C.

Wzorcowanie metod podstawow w ogniwach wodorowo-

chlorosrebrowych bez przenoszenia jonw (ogniwa Harneda):

zakres wzorcowania na stanowisku wzorca pastwowego jednostki miary

pH: 1 11 w zakresie temperatur: 5C 50C;

niepewno rozszerzona wzorcowania (k=2) w t=25C: 0,002 0,007.

Wzorce pH - pierwotne

2014-04-02

3

Wzorce pH - pierwotne

Wzorce pH - wtrne

Stosowane s dwie metody wzorcowania takich roztworw w odniesieniu do wzorcw podstawowych (pierwotnych) pH:

1) metoda poredniego porwnania z wzorcem pierwotnym, za pomoc pomiaru siy elektromotorycznej ogniwa dwu-wodorowego z przenoszeniem jonw:

metoda ma zastosowanie do wzorcw tego samego typu, w zakresie pH od 1 do 11, ktrych rnica wartoci pH nie przekracza 0,02.

Wtrne pehametryczne materiay odniesienia przeznaczone s do

wzorcowania ukadw pomiarowych pH (elektrody pehametryczne, pehametry

wraz z elektrodami pehametrycznymi).

2014-04-02

4

Wzorce pH - wtrne

2) Warto pH wzorca wtrnego jest wyznaczana za pomoc ogniwa

zawierajcego elektrod szklan:

metod t wzorcowane s wtrne materiay odniesienia pH odtwarzajce

warto pH w zakresie od 1 do 13

Wzorce pH - wtrne

2014-04-02

5

Wzorce konduktometryczne - wtrne

Wzorce konduktometryczne s to wodne roztwory chlorku potasowego

(KCl).

Do sporzdzenia wzorcw stosowane s:

KCl o czystoci nie mniejszej ni 99,9 %

woda o przewodnoci elektrycznej waciwej nie wikszej ni 1,4

S/cm w t=25C

Wzorce konduktometryczne przeznaczone

s do wzorcowania ukadw do pomiarw

konduktometrycznych (czujniki

konduktometryczne, konduktometry wraz z

czujnikami konduktometrycznymi), a take

mog suy jako roztwory kontrolne w

pomiarach przewodnoci elektrycznej

waciwej.

Wzorce konduktometryczne - wtrne

Wtrne wzorce konduktometryczne

wzorcowane s za pomoc naczy

konduktometrycznych typu Jonesa,

wzorcowanych za pomoc pierwotnych

konduktometrycznych materiaw odniesienia

(wytworzonych w duskim instytucie

metrologicznym DFM).

Na stanowisku konduktometrycznym

wykonywane s wzorcowania wtrnych konduktometrycznych materiaw odniesienia

w zakresie od 0,015 S/m do 11,5 S/m, w

t=25C, przy niepewnoci rozszerzonej

wzgldnej (k=2) 0,1 % do 0,15 %.

2014-04-02

6

Wzorce konduktometryczne - wtrne

Wzorce gazowe

Wzorce gazowe wytwarzane s:

metod grawimetryczn, zgodnie z

norm PN-EN ISO 6142:2010 Analiza

gazu Sporzdzanie gazowych

mieszanin wzorcowych Metoda

wagowa

W zbiornikach cinieniowych (butlach

gazowych) o pojemnoci wodnej do 50 dm3 oraz

na maksymalne cinienie kocowe 15 MPa.

2014-04-02

7

Wzorce gazowe

Wzorcowanie mieszanin odbywa si metod

porwnania z wzorcami gazowymi wyszego rzdu

przy uyciu:

chromatografu gazowego

analizatorw gazw

Wzorce gazowe wykorzystywane s do

wzorcowania analizatorw gazw sucych m.in. do:

kontroli jakoci powietrza

kontroli warunkw procesw technologicznych

kontroli jakoci gazu ziemnego

Wzorce gazowe

2014-04-02

8

Jednopierwiastkowe roztwory wzorcowe stenia

masowego dla metody ASA

Wzorce stenia masowego s roztworami sporzdzonymi metod

grawimetryczn z:

metalu, jego tlenku lub soli o wysokim stopniu czystoci (na poziomie

99,9 % i wyszym);

ultra czystej wody (o rezystancji elektrycznej waciwej ok. 18 Mcm

w t=25C) z dodatkami kwasw nieorganicznych (HNO3 lub

HCl) o spektralnej czystoci.

Wszystkie te wzorcowe roztwory charakteryzuj si t sam wartoci stenia

masowego na poziomie 1,000 g jonw metalu w 1 dm3 roztworu.

Na stanowisku pomiarowym

wyposaonym w atomowy spektrometr

emisyjny z plazm sprzon indukcyjnie

(ICP-OES) wyznacza si stenia gwnych

skadnikw roztworw wzorcowych oraz

okrela poziom zanieczyszcze ich

roztworw w oparciu o certyfikowane

materiay odniesienia wytworzone w

sowackim instytucie metrologicznym SMU .

Jednopierwiastkowe roztwory wzorcowe

stenia masowego dla metody ASA

2014-04-02

9

Roztwory wzorcowe stenia masowego

Udzia Laboratoriw Zakadu Fizykochemii w midzynarodowych porwnaniach kluczowych CIPM:

CQM-K9 - Wyznaczenie wartoci pH dwch buforw fosforanowych za pomoc

pomiarw w ogniwach Harneda - pH 6,8 i pH 7,0

CCQM-K17 - Wyznaczenie wartoci pH buforu ftalanowego za pomoc

pomiarw w ogniwach Harneda - pH 4,0

CCQM-K19 - pH buforu boranowego - pH 9,0

CCQM-K18 - pH buforu wglanowego - pH 10,0

CCQM-K20 - pH buforu szczawianowego - pH 2,0

CCQM-K91 pH buforu ftalanowego - pH 4,01

CCQM-K36 - Przewodno elektryczna waciwa elektrolitw:

0,5 S/m (CCQM-P36 a) i 0,005 S/m (CCQM-K36 b)

CCQM-K92 Przewodno elektryczna waciwa elektrolitw:

0,05 S/m i 20 S/m

CCQM-K105 Przewodno elektryczna waciwa: 5,3 S/m

CCQM-K29- Anionowe roztwory kalibracyjne

CCQM-K73/CCQM-P19.2 Okrelenie zawartoci H+ w kwasie solnym

2014-04-02

10

Udzia Laboratoriw Zakadu Fizykochemii w midzynarodowych porwnaniach kluczowych CIPM:

CCQM-K3 W zakresie pomiarw mieszanin gazowych do

legalizacji analizatorw spalin samochodowych

CCQM-K23a/K23b/K23c W zakresie wzorcowania i wytworzenia

metod grawimetryczn mieszanin gazowych o skadzie gazu

ziemnego

CCQM-K51 W zakresie wzorcowania i wytwarzania mieszanin

gazowych zawierajcych tlenek wgla w azocie

CCQM-K76 W zakresie wzorcowania i wytwarzania mieszanin

gazowych zawierajcych ditlenek siarki w azocie

CCQM-K87 Jednopierwiastkowe roztwory kalibracyjne

CCQM-K111 W zakresie pomiarw C3H8 w azocie

CCQM-K118 W zakresie pomiarw mieszanin gazu ziemnego

CCQM-K91 - pH buforu ftalanowego - pH 4,01

Cel porwnania:

powtrne potwierdzenie zdolnoci pomiarowych

(CMCs),

powtrzenie na przeomie

2012/2013 r. porwnania

CCQM-K17 z 2001 r.

Koordynator: PTB (Niemcy)

2014-04-02

11

CCQM-K92 - Przewodno elektryczna waciwa

elektrolitw: 0,05 S/m i 20 mS/m.

Cel porwnania:

potwierdzenie zdolnoci pomiarowych

(CMCs)

Koordynator: SMU (Sowacja)

CCQM-K92 (Electrolytic Conductivity) - Nominal Value 0.05 S/m

ITA

BR

A

ISR

CZE

HU

N

PO

L

SVK

RU

S (V

NIIF

TRI)

DN

K

USA

CH

N

DEU

MEX

SWE

UK

R

0,0497

0,0498

0,0499

0,0500

0,0501

0,0502

0,0503

Elec

tro

lyti

c C

on

du

ctiv

ity

/ S

m-1

KCRV = 0,05020 0,000017 (k = 1)

GUM = 0,05000 0,00003 (k = 1)

CCQM-K92 (Electrolytic Conductivity) - Nominal Value 20 S/m

BR

A

UK

R

DEU

HU

N

CH

N

RU

S (V