JJG 877-2011 蒸氣壓滲透儀

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程VaporPressureOsmometers2011-11-14發(fā)布2012-05-14實(shí)施1范圍 2概述 3計(jì)量性能要求 4通用技術(shù)要求 4.1外觀檢查 4.2開(kāi)機(jī)檢查 5計(jì)量器具控制 5.1檢定條件 5.2檢定設(shè)備及有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 5.3檢定項(xiàng)目和檢定方法 5.4檢定結(jié)果的處理 5.5檢定周期 附錄A儀器參數(shù)(K)的標(biāo)定方法 附錄B配制溶液濃度范圍對(duì)照表 附錄C聚苯乙烯及葡聚糖有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液配制方法 附錄D蒸氣壓滲透法常用溶劑、適宜測(cè)定溫度和溶液濃度范圍參照表 附錄E蒸氣壓滲透儀檢定記錄格式 1蒸氣壓滲透儀檢定規(guī)程本規(guī)程適用于測(cè)定數(shù)均摩爾質(zhì)量在1×10?g·mol-1以下的高聚物的蒸氣壓滲透儀(亦稱氣相滲透壓儀，簡(jiǎn)稱VPO)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2概述蒸氣壓滲透儀是依據(jù)不揮發(fā)性溶質(zhì)在溶液中引起溶劑的蒸氣壓下降的原理來(lái)測(cè)定高聚物的數(shù)均摩爾質(zhì)量M?。在儀器中有兩個(gè)匹配好的熱敏電阻探頭，置于一個(gè)密閉恒溫，充有某種純?nèi)軇┑娘柡驼魵獬乩?。?dāng)將同類純?nèi)軇┓謩e滴掛在兩個(gè)熱敏電阻探頭上時(shí)，由于溶劑的蒸氣壓相同，無(wú)溶劑蒸氣凝聚熱發(fā)生，因而兩個(gè)熱敏電阻探頭反映的溫差為零。若其中一個(gè)熱敏電阻探頭用含同類溶劑的溶液滴替換時(shí)，由于該溶液的溶劑蒸氣壓較低，溶劑分子就會(huì)從飽和蒸氣相凝聚到溶液滴上，放出凝聚熱，使溶液滴的溫度升高。達(dá)到平衡時(shí)，兩個(gè)熱敏電阻探頭產(chǎn)生溫差。此溫差可由儀器電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的響應(yīng)值，響應(yīng)值與溶質(zhì)數(shù)均摩爾質(zhì)量(M?)、溶液濃度(c?)之間存在一定關(guān)系。即以不同濃度下的比濃響應(yīng)值(△d;/c;)為縱坐標(biāo)，溶液濃度(c;)為橫坐標(biāo)，作圖并得一直線。直線截距(△d;/c?)?？赏ㄟ^(guò)外推，由式(1)計(jì)算得到?；騇?——樣品的數(shù)均摩爾質(zhì)量；3計(jì)量性能要求儀器的計(jì)量性能要求列于表1。表1計(jì)量性能要求序號(hào)檢定項(xiàng)目計(jì)量性能指標(biāo)1儀器靈敏度檢查>100分度值2測(cè)量室溫度示值誤差不超過(guò)±0.2℃2序號(hào)檢定項(xiàng)目計(jì)量性能指標(biāo)3測(cè)量室溫度重復(fù)性4測(cè)溫室溫度漂移5儀器測(cè)量示值誤差不超過(guò)士15.0%6儀器測(cè)量重復(fù)性4.1外觀檢查4.1.1儀器應(yīng)具有銘牌標(biāo)志，并標(biāo)明儀器名稱、型號(hào)、制造廠名、出廠日期、儀器編4.1.2儀器外觀整潔、無(wú)破損，各開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)器、刻度盤、按鍵等標(biāo)志應(yīng)清晰。4.2開(kāi)機(jī)檢查儀器應(yīng)平穩(wěn)置于工作臺(tái)上，各緊固件無(wú)松動(dòng)，并有良好的接地裝置。5計(jì)量器具控制5.1檢定條件檢定條件列于表2。表2檢定條件一覽表室溫及波動(dòng)度相對(duì)濕度電源電壓供電頻率其他因素10℃~30℃,溫度波動(dòng)不超過(guò)±2℃室內(nèi)無(wú)煙塵，無(wú)腐蝕性氣體。附近無(wú)強(qiáng)機(jī)械振動(dòng)和電磁干擾5.2檢定設(shè)備及有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)5.2.1天平：稱量范圍0～200g,分度值0.1mg的①級(jí)天平。5.2.2溫度計(jì)：測(cè)量范圍0～150℃,分度值為0.01℃,最大允許誤差為士0.05℃。5.2.3有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢定用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)列于表3。表3檢定用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一覽表標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)名稱數(shù)均摩爾質(zhì)量/(g·mol-1)不確定度窄分布聚苯乙烯摩爾質(zhì)量窄分布聚苯乙烯摩爾質(zhì)量葡聚糖摩爾質(zhì)量5.3檢定項(xiàng)目和檢定方法3檢定項(xiàng)目列于表4。表4檢定項(xiàng)目一覽表檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查外觀檢查十十十儀器靈敏度檢查十十測(cè)量室溫度示值誤差十十 測(cè)量室溫度重復(fù)性十十測(cè)量室溫度漂移十十儀器示值誤差十十十儀器測(cè)量重復(fù)性十十十注：凡需檢定的項(xiàng)目用“十”表示，不需檢定的項(xiàng)目用“一”表示。5.3.1外觀檢查按4.1要求檢查儀器外觀。5.3.2儀器靈敏度檢查用濃度約為1.0g/kg的聯(lián)苯甲酰溶液，在選定的檢定溫度下檢測(cè)，要求儀器響應(yīng)大于100分度值。5.3.3測(cè)量室溫度檢定將儀器測(cè)量室溫度設(shè)定為T。,溫度計(jì)插入測(cè)量室溫度計(jì)插孔。待儀器溫度穩(wěn)定后，記錄溫度計(jì)示值。每隔10min記錄一次溫度計(jì)讀數(shù)T,連續(xù)測(cè)量1h。再每隔30min記錄一次溫度，連續(xù)測(cè)量3h。用式(3)計(jì)算測(cè)量室溫度示值誤差△T;。用式(4)計(jì)算測(cè)量室溫度漂移。將第一個(gè)1h內(nèi)7次溫度測(cè)量值，用式(5)計(jì)算儀器溫度重復(fù)性。T=Tmx—Tmin式中：△T;——測(cè)量室溫度示值誤差，℃;T?——測(cè)量室溫度設(shè)定值，℃;Tmx,Tmin——4h內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)讀數(shù)的最大值和最小值，℃;T——第一個(gè)1h內(nèi)7次溫度測(cè)量值的平均值，℃。5.3.4儀器示值誤差5.3.4.1檢定前準(zhǔn)備儀器按日常標(biāo)定方法，標(biāo)定好儀器參數(shù)(常規(guī)標(biāo)定方法見(jiàn)附錄A)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)數(shù)均摩爾質(zhì)量的大小，參照附錄B溶液濃度范圍表，選擇適當(dāng)?shù)臐舛确秶⑴渲浦辽?個(gè)間隔均勻、濃度不同的標(biāo)準(zhǔn)溶液(溶液配制方法見(jiàn)附錄C)。45.3.4.2儀器示值誤差檢定先用純?nèi)軇y(cè)定出平均空白響應(yīng)值(d?),再用已配制好的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，由低濃度到高濃度分別測(cè)定出平均響應(yīng)值d;(i=1,2,3,…,n,n≥5)。然后，按式(6)算出各個(gè)濃度的實(shí)際響應(yīng)值△d;。再分別求出各自的比濃響應(yīng)值c;為橫坐標(biāo)，利用最小二乘法求出直線濃度外推到零的截距值(線性相關(guān)系數(shù)r應(yīng)不小于0.88)。按式(1)求得標(biāo)準(zhǔn)溶液的數(shù)均摩爾質(zhì)量M?。按式(7)計(jì)算儀器數(shù)均摩爾質(zhì)量示值誤差△Ma。 所得△M。值應(yīng)不超過(guò)±15.0%。否則視為儀器示值誤差不合格。5.3.5儀器測(cè)量重復(fù)性按5.3.4.2中方法，測(cè)量6次濃度為c?的標(biāo)準(zhǔn)溶液，記錄其響應(yīng)值d?.;(j=1,2,3,…,n,n=6)。用式(8)、式(9)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差sa,和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差s。a?——6次測(cè)定儀器響應(yīng)值的平均值；j——重復(fù)測(cè)定次數(shù)。所得值s,應(yīng)不超過(guò)5.0%。若超過(guò)5.0%,則儀器測(cè)量重復(fù)性不合格。5.4檢定結(jié)果的處理5.4.1檢定合格的儀器，發(fā)給檢定證書。檢定證書上應(yīng)給出各項(xiàng)檢定結(jié)果。5.4.2儀器經(jīng)檢定后，若某項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到本規(guī)程要求，則只能發(fā)給檢定結(jié)果通知書并注明不合格的檢定項(xiàng)目。檢定周期一般不超過(guò)1年。JJG877—20115附錄A儀器參數(shù)(K)的標(biāo)定方法儀器參數(shù)通常和測(cè)試溫度、溶劑種類、熱敏電阻的材料系數(shù)、氣化室的幾何參數(shù)以及測(cè)量系統(tǒng)有關(guān)，而與溶質(zhì)的種類、摩爾質(zhì)量的大小無(wú)關(guān)。因此，不同的儀器和不同的測(cè)量顯示裝置系統(tǒng)、改變?nèi)軇?、變更測(cè)量條件等，儀器參數(shù)均必須重新標(biāo)定。對(duì)于不連續(xù)使用的儀器或者間隔時(shí)間較長(zhǎng)再重新使用的儀器，也應(yīng)重新標(biāo)定儀器參數(shù)。測(cè)量有機(jī)相的儀器可采用聯(lián)苯甲酰、八乙酰蔗糖標(biāo)定儀器參數(shù)。聯(lián)苯甲酰：純度99.5%以上，摩爾質(zhì)量為210.2g·mol-1;八乙酰蔗糖：純度99.0%以上，摩爾質(zhì)量為678.6g·mol-1。測(cè)量水相的儀器可采用氯化鈉標(biāo)定儀器參數(shù)?；鶞?zhǔn)級(jí)氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，純度99.5%以上。采用其他高純?cè)噭?biāo)定儀器參數(shù)應(yīng)根據(jù)附錄B及附錄E選擇下面以聯(lián)苯甲酰為例標(biāo)定儀器參數(shù)。A.1實(shí)驗(yàn)用玻璃器皿及化學(xué)試劑25mL或50mL磨口碘瓶(或帶塞三角燒瓶)15個(gè)。苯：優(yōu)級(jí)純或分析純(用前需經(jīng)脫氣處理)。甲苯：優(yōu)級(jí)純或分析純(用前需經(jīng)脫氣處理)。聯(lián)苯甲酰：純度99.5%以上，摩爾質(zhì)量為210.2g·mol-1。A.2標(biāo)定儀器參數(shù)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件穩(wěn)定取值間隔時(shí)間：3min～7min(通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定);A.3標(biāo)定溶液的配制首先在50℃、壓力不大于1333.0Pa條件下，將聯(lián)苯甲酰經(jīng)過(guò)真空干燥至恒重。然后取干燥的聯(lián)苯甲酰結(jié)晶作溶質(zhì)，用苯(或甲苯等其他物質(zhì))作溶劑。用重量法獨(dú)立配制下列5個(gè)濃度范圍的溶液：c?=1.0g/kg、c?=1.5g/kg、c?=2.0g/kg、c?=先用純?nèi)軇┓謩e慢滴5～6滴清洗兩個(gè)熱敏電阻探頭。然后用液滴大小相近的新鮮純?nèi)軇?，分別掛于兩個(gè)熱敏電阻探頭上，測(cè)定儀器的響應(yīng)值。待穩(wěn)定后，將響應(yīng)值記錄下來(lái)。再重新用純?nèi)軇└瓱崦綦娮杼筋^(參比探頭的溶液不更迭)液滴，并測(cè)定與記錄其響應(yīng)值。如此重復(fù)測(cè)定三次，其三次極差值不應(yīng)大于1.0分度值，即視為合格。若大于1.0分度值時(shí)，應(yīng)增加相應(yīng)的測(cè)定次數(shù)，直到三次測(cè)定結(jié)果合格為止，求三次算術(shù)平均值為空白響應(yīng)值(d?)。進(jìn)行樣品溶液響應(yīng)值測(cè)定，溶液由低濃度到高濃度依次進(jìn)行。測(cè)定時(shí)先用測(cè)定溶液約5～6滴，沖洗測(cè)定溶液用熱敏電阻探頭，然后掛上一滴新鮮溶液液滴，其液滴大小應(yīng)與參比用熱敏電阻探頭溶劑液滴大小相當(dāng)，測(cè)定其響應(yīng)值，待穩(wěn)定后，記錄下該響應(yīng)JJG877—20116值。如此重復(fù)測(cè)定三次，其極差值應(yīng)小于1.0分度值，即視為合格。計(jì)算出三次算術(shù)平均值作為該溶液濃度的平均響應(yīng)值d;。若三次測(cè)定極差大于1.0分度值時(shí)，則應(yīng)增加相應(yīng)測(cè)定次數(shù)，直到三次測(cè)量極差合格為止。本實(shí)驗(yàn)需用同一樣品溶液，進(jìn)行重復(fù)測(cè)定三次以上。A.5計(jì)算與結(jié)果處理對(duì)每一個(gè)濃度的樣品溶液計(jì)算出實(shí)際響應(yīng)值(即△d;=d;-d?)和比濃響應(yīng)值(即△d;/c;)。以(△d;/c;)為縱坐標(biāo)，以濃度c;為橫坐標(biāo)作圖，外推到濃度為零或用最小二乘法求得其截距值(△d;/c;)。。按式(1)導(dǎo)出的計(jì)算出儀器參數(shù)值。A.6直線的線性相關(guān)系數(shù)計(jì)算直線的線性相關(guān)系數(shù)r,r重新測(cè)量。應(yīng)不小于0.88,此時(shí)測(cè)得的K值方為有效，否則應(yīng)7附錄B配制溶液濃度范圍對(duì)照表8附錄C聚苯乙烯及葡聚糖有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液配制方法C.1聚苯乙烯有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液配制方法聚苯乙烯有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在配制溶液前應(yīng)經(jīng)過(guò)真空干燥至恒重，真空干燥條件為：溫度≤50℃,壓力≤1333.0Pa,時(shí)間≥8h,干燥后的樣品置于棕色干燥器內(nèi)，保存C.1.2溶液的配制取經(jīng)干燥后的聚苯乙烯有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作溶質(zhì)，用苯作溶劑，按重量法獨(dú)立配制5個(gè)濃度間隔均勻的溶液。溶液濃度范圍視樣品的摩爾質(zhì)量大小而定，具體范圍請(qǐng)參照附錄B選擇。通常所配溶液的濃度不宜太高，以能獲得適當(dāng)儀器響應(yīng)值為準(zhǔn)。但所配溶液濃度不能太稀，最稀濃度的溶液以給出的儀器響應(yīng)值約為記錄儀滿刻度的30%左右為宜。注：配制溶液時(shí)也可使用除苯外的其他溶劑，但新選溶劑必須與整個(gè)測(cè)定體系相匹配。葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在配制溶液前應(yīng)經(jīng)過(guò)干燥至恒重，干燥條件為：溫度為(105士5)℃,時(shí)間≥6h,干燥后的樣品置于棕色干燥器內(nèi)，保存待用。取經(jīng)干燥后的葡聚糖有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作溶質(zhì)，用符合GB/T6682—2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》中一級(jí)水作溶劑，按重量法獨(dú)立配制5個(gè)濃度間隔均勻的溶液。溶液濃度范圍視樣品的摩爾質(zhì)量大小而定，具體范圍請(qǐng)參照附錄B選擇。通常所配溶液的深度不宜太高，以能獲得適當(dāng)儀器響應(yīng)值為準(zhǔn)。所配溶液濃度不能太稀，最稀濃度的溶液以給出的儀器響應(yīng)值約為記錄儀滿刻度的30%左右為宜。9附錄D蒸氣壓滲透法常用溶劑、適宜測(cè)定溫度和溶液濃度范圍參照表溶劑名稱水正乙烷正庚烷環(huán)乙烷苯甲苯鄰二甲苯甲醇乙醇正丙醇異丁醇丙醇甲乙酮醋酸乙酯醋酸丁酯三氯甲烷三溴甲烷二溴甲烷二氯甲烷溴乙烷二氯乙烷氯苯溴苯鄰二氯苯表(續(xù))溶劑名稱測(cè)定溫度/℃溶液濃度范圍/(mol·L-1)四氯化碳乙腈二硫化碳吡啶二甲基甲酰胺二甲基亞砜1.基本信息蒸氣壓滲透儀檢定記錄格式送檢單位儀器編號(hào)儀器型號(hào)測(cè)試時(shí)室內(nèi)溫度溶劑名稱測(cè)試時(shí)室內(nèi)濕度溶劑密度測(cè)試時(shí)室內(nèi)大氣壓穩(wěn)定取值間隔時(shí)間實(shí)測(cè)時(shí)實(shí)驗(yàn)溫度儀器靈敏度儀器參數(shù)2.溶液配制編號(hào)12345容器重量樣品、容器總重樣品凈重加入溶劑重量樣品溶劑總重實(shí)際溶液濃度(c)3.溶液響應(yīng)值測(cè)量第一次測(cè)定測(cè)定次數(shù)溶液濃度123456平均值c?(空白溶劑)