ICS 71.040.40 G 86
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 5831—2011 代替GB/T5831—1986
气体中微量氧的测定 比色法 Determination of trace oxygen in the gases-Colorimetric method
2012-10-01实施
2011-12-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标化管理委员会 发布
RRA 数码防伪 中华人民共 和 国
国家标准
气体中微量氧的测定比色法
GB/T5831—2011
*
中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013) 北京市西城区三里河北街16号（100045)
网址www.spc.net.cn
总编室：(010)64275323 发行中心：(010)51780235
读者服务部：(010)68523946 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷
各地新华书店经销
*
开本880×12301/16 印张0.75 字数17千字
2012年5月第一版 2012年5月第一次印刷
*
书号：155066·1-44818定价16.00元
如有印装差错 由本社发行中心调换
版权专有侵权必究举报电话：（010)68510107 GB/T 5831—2011
前言
本标准依照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T5831—1986《气体中微量氧的测定 比色法》。与GB/T5831—1986相比，除编
辑性修改外主要技术变化如下：
删除了一般注意事项（见1986年版的第7章）； —将1986版中的附录B(系列标准色阶表)移入正文（见5.3，1986年版的附录B)； ——删除了附录气体体积校正系数K值表”（见1986版的附录C)；一将1986版中的非法定计量单位修改为法定计量单位。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国气体标准化技术委员会（SAC/TC206)归口。 本标准起草单位：西南化工研究设计院。 本标准主要起草人：何道善、陈雅丽、周鹏云、张军、代高立。
I GB/T5831—2011
气体中微量氧的测定 比色法
1范围
本标准规定了气体中微量氧的比色测定方法。 本标准适用于氢、氮、氩、氨、氛、氨、氙、甲烷以及其他不与一价铜氨络离子和氨发生反应的气体中
氧含量的测定。测定范围：0.5×10-6~1000×10-5（体积分数）。
2方法原理
在密闭的分析器中，样品气体中的氧与-一价无色铜氮溶液定量反应生成二价蓝色的铜氮溶液，与标准色阶进行目视比色。由比色所选定的标准色阶相当的氧量与样品气体的体积之比即为氧在样品气体中的含量（体积分数）。
氧与一价铜的反应如下： [Cu2(NH,),JCl2+2NH,OH+2NH,C1+1/2Oz=2[Cu(NH),JCl2+3H,O 据此反应方程，1mL的0.05mol/L硫酸铜溶液相当于20℃、101.3kPa状态下0.300mL氧：
0.05×11.2×1000×293
=0.300mL
X273
1000
2
按色阶的可分辨性和合理的色阶差，用不同量的0.05mo1/L硫酸铜溶液制备系列标准色阶。各标准色阶相当的氧量按式(1)计算：
.(1)
V, =0.300 V2
式中： V,-一标准色阶相当的氧量，单位为毫升（mL)； Vz—各标准色阶溶液中所加入的0.05mol/L硫酸铜溶液的量，单位为毫升（mL)。
3仪器、装置
3.1装置
推荐的装置由分析器、贮液瓶、吸气瓶等组成，参见附录A的图A.1。 3.2氧分析器
分析器及其加工参考尺寸参见附录A的图A.2。 分析器由硬质玻璃烧制，玻璃壁厚1mm~2mm。 分析器的容积（关闭活塞1、2、6后的密闭容积)由样品气体中氧的含量决定：当样品气体中氧含量
低于5×10-*（体积分数）时，分析器的容积不低于3000mL；当样品气体中氧含量低于100×10-（体积分数)时，分析器的容积不低于1500mL；当样品气体中氧含量低于1000×10-5（体积分数)时，分析器的容积约为500mL。
分析器的容积用称量水的方法测定，并称至小数点后一位，其容积Vs(mL)由式(2)计算：
..(2)
V=(GzG)/p
1 GB/T5831—2011
式中： G 分析器的质量，单位为克（g)； G2 分析器和水的总质量，单位为克（g）； P-—水温为t℃时水的密度，单位为克每升(g/L)。 分析器的活塞1、6至取液量标线间的容积（比色管容积)为25.00mL。
3.3比色管
比色管及其加工参考尺寸参见附录A的图A.3。 比色管用硬质无色玻璃烧制。各标准比色管的长度、直径、壁厚、玻璃质量、透光性能等与分析器上
的比色管应完全相同。 3. 4 储液瓶
贮液瓶的容积为5L～10L,用于贮放铜氨反应液(按本标准第6章制备）,其放置的高度以方便反应液的取出为宜 。反应液经虹吸管取出，虹吸管插入离贮液瓶底约20mm处 压力平衡管插入贮液瓶橡胶塞下约20 mm，始终处于贮液瓶中反应液液面的上部 3.5吸气瓶
宜采用备用的贮液瓶作为吸气瓶 向吸气瓶中充人 氧含量（体积分数）小于10×10°的氮气或其
他气体。使用时经加液漏斗加人62中配制的溶液。 亢瓶用手向贴液瓶补充气体，经压力平衡管，
吸
平衡贮液瓶内气压，以便反应液能顺利取出 4材料、试剂、溶液 4.1氨水，分析纯 4.2 氯化铵，分析纯 4.3 硫酸铜，分析纯。 4. 4 碘化钾，分析纯，10%溶液。 4.5 冰乙酸，分析纯。 4.6 可溶性淀粉，0.5%溶液。 4.7 硫代硫酸钠，分析纯，0.05mol/L标准溶液。 4.8 盐酸，分析纯，1：1溶液。 4.9 铜线，1mm~$2mm。 4. 10 蒸馏水或离子交换水。 4. 11 真空活塞脂等。 5系列标准色阶的制备 5.10.05mol/L硫酸铜溶液（A液） 5.1.1配制
准确称取12.4860g预先经室温干燥的硫酸铜（CuSO·5HzO)，用蒸馏水溶于1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，混勾。
2 GB/T5831—2011
5.1.2标定
用移液管吸取25.00mL硫酸铜溶液，置于三角瓶中，分别加人2mL~3mL冰乙酸、10%碘化钾
溶液10mL，析出的碘用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至接近终点（浅黄色），再加入0.5%淀粉溶液5mL，继续滴定至终点（乳白色）。读取滴定用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液毫升数。由式（3)计算硫酸铜溶液的浓度：
GXVA
..（3)
C2 =
25.00
式中： C1- C2 V4- 滴定用硫代硫酸钠标准溶液的体积，单位为毫升（ml 以两次平行标定的算术平均值为标定结果。两次平行标定结果之差不应大于0.05mL。 硫酸铜溶液浓度的标定结果应大于0.049mol/L、小于0.051mol/L,否则应重新配制。
硫代硫酸钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；硫酸铜溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；
5.2混合溶液（B液）
将饱和氯化铵溶液与氨水按11体积比配制 5.3系列标准色阶
用5mL微量滴定置，按表 给出的A液用量，分别在25个 25m 容量瓶中 （或在刻有25.00mL 刻线的比色管中)加人A液，然后用B液稀释至刻度 混合均匀 后分别置 于1号 25号 系列比色管中，并封闭之
H
在“0”号比色管中加人25mL的B液，并封闭之
表1系列标准色阶
色阶编号
相当的氧量/mL
A液用量/mL
0 0.001 5 0.003 0 0.006 0 0. 009 0 0.012 0 0.015 0 0.021 0 0.027 0 0.036 0 0.045 0 0.060 0 0. 075 0 0.105
0
0. 050 0.100 0.200 0. 300 0. 400 0.500 0. 700 0. 900 1. 20 1.50 2. 00 2.50 3.50
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
3 GB/T5831-2011
表1(续）
色阶编号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
相当的氧量/mL
A液用量*/ml
0.135 0.180 0.240 0.300 0.360 0, 420 0.480 0. 540 0. 600 0.720 0.840 0.960
4.50 0. 600 0.800 1. 00 1.20 1. 40 1. 60 1. 80 2. 00 2. 40 2.80 3.20
：1~14号色阶的A液用量为将A液稀释10倍后的用量。
6 反应液的制备
6.1将直径1mm~2mm铜线绕制成直径约5mm、长约20mm~50mm的螺旋圈，经脱脂处理后，用1：1盐酸除去表面氧化层，再用蒸馅水或离子交换水冲洗至中性，装人贮液瓶至约4/5处，塞紧带有虹吸管和压力平衡管的橡胶塞。 6.2称取2.5g硫酸铜（CuSO4·5H2O)，溶于2000mL的B液。将该溶液加人贮液瓶至将铜丝圈完全淹没。静置还原至无色。当反应液不能被还原至无色或者反应液颜色比“0”号比色管深时，反应液应重新制备。
7测定步骤 7.1取样
用蒸馏水或离子交换水洗净分析器。开通分析器全部活塞，将分析器的取气活塞2的支管用优质橡皮管与金属取样管紧密连接。开启样品气，调节流速至1000mL/min5000mL/min，用高于分析器容积10倍的样品气充分吹洗分析器。减小样品气流速，先后关闭分析器的活塞1、6、2，取下分析器。 迅速转动活塞2，将分析器内气体压力平衡至常压。读取并记录室内温度和大气压。 7.2取反应液
将贮液瓶虹吸管出口的橡皮管与分析器的取液活塞6的支管连接，打开弹簧夹，转动分析器的活塞6，放掉部分反应液至完全无色后，再转动分析器的活塞6，将反应液取人分析器比色管至标线。关闭活塞6，夹上弹簧夹，取下分析器。
4 GB/T5831-—2011
7.3零点比色
在反应前，将所取反应液与标准色阶进行比色，即零点比色。记录零点比色所选定的标准色阶号码及相当的氧量。零点比色结果应为“0”号，或不高于“1”号。 7.4反应比色
倒置分析器，将反应液倒人球体，激烈振荡3min5min。再将反应液返回并充满分析器比色管，选取与分析器比色管中反应液颜色相同或相近的标准色阶进行比色。记录比色所选定的标准色阶号码及相当的氧量。
重复上述操作，直至比色结果一致。 当比色结果界于两个标准色阶之间时，则同时记录两个标准色阶号，其间用“一”隔开。此时所相当
的氧量为该二标准色阶相当氧量的平均值。例如，当比色结果界于“7”号和“8"号之间时，记录“7一8” 号，所相当的氧量为（0.0210十0.0270)/2=0.0240（mL）。
8结果处理
8.1气体中氧含量按式(4)计算：
Vi --V。 ×105
·（4)
Ps
K×V3
式中： 0 Vi 反应比色选定的标准色阶相当的氧量，单位为毫升（mL)； V。 零点比色所选定的标准色阶相当的氧量，单位为毫升（mL)； Vs- 分析器的容积，单位为毫升（mL)； K- 将试样体积校正到20℃、101.3kPa状态下的校正系数，由式（5)计算：
气体中氧含量（体积分数），10-"；
-
一
293
K= 273+t×101.3 p
*(5)
X
式中： t一试样气体的温度（测定时的室温），单位为摄氏度（℃）；力一一测定时室内大气压，单位为千帕(kPa)。
8.2当两次平行测定结果之差符合重复性（r)要求时，或者两个实验室的测定结果之差符合再线性 (R)要求时，取其算术平均值为最终测定结果。
重复性：r≤1。 再现性：R≤0.90+0.12m。 注：m为两实验室测定值的算术平均值。
9报告
报告应包括如下内容：
一有关试样的全部信息，例如样品的名称、编号、采样点、采样日期、时间等；分析结果：样品中氧的含量（体积分数）；
5