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折光儀在測定水性介質(zhì)濃度上的應用
作者：
時(shí)間：2013-09-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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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。根據溶液折光率溶質(zhì)濃度的變化規律，可以用折光儀簡(jiǎn)便地測出水溶性淬火介質(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)中應用。
一、手持式折光儀的選擇
使用于生產(chǎn)現場(chǎng)的折光儀是手持式折光儀。手持式折光儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)折光儀）主要用于測定透光溶液的濃度與折光率。這種儀器結構簡(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(chǎng)生產(chǎn)的一種手持式折光儀的外形結構。上海光學(xué)儀器廠(chǎng)等單位也生產(chǎn)這種儀器。 
圖1 手持式折光儀的外形結構
這種折光儀的使用方法：
掀開(kāi)蓋板（1），取試液數滴放在棱鏡（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(guān)察，邊轉動(dòng)調節圈（6），直至視場(chǎng)分界線(xiàn)清晰可見(jiàn)。視場(chǎng)明暗分界線(xiàn)所示的讀數，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（BX）。測定淬火介質(zhì)濃度，通常采用其中的BX列刻度。選擇型號由所用折光儀的最大使用刻度數來(lái)定，可根據淬火液的品種和用途參考表1進(jìn)行這項選擇。 表1 折光儀型號選擇表
用途 | 型號（即最大刻度數（BX） |
淬火用鹽水 | 32型 |
淬火用堿水 | 32型 |
PAG淬火液 | 15型 |
用折光儀測定水溶性淬火介質(zhì)濃度之前，須先用當地自來(lái)水（不是蒸餾水）作為試液，把折光儀讀數調到零點(diǎn)。這一步很重要，其理由后面要講到。
二、單一溶質(zhì)溶液的濃度測定
對于單一溶質(zhì)的水溶液，其折光儀讀數與該溶質(zhì)的濃度成正比。如果以字母N代表折光儀讀數，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K的值決定于溶質(zhì)的種類(lèi)。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 | 溶 質(zhì) | K 值 | 相乘系數 |
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的關(guān)系作在圖上，可得到圖2所示的一組直線(xiàn)。由于關(guān)系簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)現場(chǎng)，就可以用折光儀測定單一溶質(zhì)溶液的濃度。比如，測定PAG淬火介質(zhì)的濃度以及鹽（NaCl）堿(NaOH)的濃度。表2中的相乘系數是K值的倒數，即 。由式（1）得式（2）。將測得的折光儀讀數N乘上該溶質(zhì)的相乘系數 ，即得到所測溶液的濃度。
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