清洗過程（chéng）的分析監測與質量管理

概（gài）述

化學清洗過程中，根據實驗室對被清洗設備的垢樣進行分析化驗（yàn），確定工藝配方。但在具體清洗時，特別（bié）是大型（xíng）化工裝置，如何（hé）判斷清洗的終點也是非常重要的。對於一個要清洗的裝置或係統，在清洗過程中打開設備的入（rù）孔、手孔或（huò）法蘭，檢（jiǎn）查清洗效果是不現實的。判斷（duàn）清洗的每個步驟是否（fǒu）到達終點，主要依（yī）據三點（diǎn）：①以前成功清洗的經驗；②掛在清（qīng）洗槽中（zhōng）的樣管；③分析化驗的數據。分析化驗的數據是判斷化學清洗每個（gè）過程是否到達終點（diǎn），是否需要（yào）再添加清洗藥劑的最（zuì）直接、最準（zhǔn）確的依據。可以這樣說，清（qīng）洗現場的化驗人員是技術負責人的眼睛。

分析化驗的采樣方式

在清洗現場，一（yī）般在清洗泵站（zhàn）上（shàng）都設有進、回液的分析化（huà）驗取樣閥，打開（kāi）閥門取樣時，應先放掉一定量的清洗液，確保在同時間所取的清洗液的真實性和有效（xiào）性。一般（bān）情況下，取樣（yàng）化驗（yàn）的（de）開始時間是根據清洗係（xì）統容積大小決（jué）定的。加藥（yào）完畢後，讓清洗藥劑在係統中循環均勻後，再開始取樣化（huà）驗。化驗取樣時應有兩個錐形瓶，分別標有進液和回液字樣，防止混淆，化驗時間間（jiān）隔根據化學清洗方案的規定而實施。現場化驗要（yào）求簡便、快速、準確。

水的pH值和濁度的測定

1.清洗液的pH值（zhí）測定

在水衝洗、堿洗後水衝洗、酸洗後水衝洗、漂洗和鈍化階段都需要測定pH值。采用檸檬酸酸洗時也需要測定pH值，用氨水調pH值為（wéi）3.5〜4.5，具體方法可采用pH試紙和pH測定（dìng）儀來測定。

2.濁度、電阻率測定

濁度測定是判（pàn）斷各種（zhǒng）水衝洗階段是否結束的最直接的數（shù）據。在（zài）使用（yòng）純水或超純水清洗精密工業設備和（hé）高壓帶電設備時，要掌握溶解在水中的中（zhōng）性鹽的情況，迭時（shí）就要測水的電阻率。純水（shuǐ）理論上可達到最（zuì）高電阻率為18.3MΩ•cm，一般純水為16~18MΩ•cm。而普（pǔ）通蒸憎水隻能（néng）達到10Ω•cm，自來水的電阻率為104Ω•cm。電阻率可用簡便的電阻（zǔ）率測定儀測定。可以分（fèn）別根據實際需要，設定各種水的耐用限度。

清洗液的監（jiān）測分析

在（zài）化學（xué）清洗過程中需對酸濃度、堿濃度、鈍化液的濃度及（jí）清洗液中各種（zhǒng）離子濃度進行監測，其（qí）主要內容如下。

1.化驗用品明細

名稱規（guī）格數量

滴定儀（yí）（台、杆、夾、管〉1套（tào）

錐形瓶250mL2個

燒杯250mL2個

移液管5mL1支

吸耳球1個

量筒50mL1個

試紙若幹

混合指示劑1瓶

標準溶液（yè）：酸、堿、EDTA各1瓶

溫度計若幹

濾紙、漏鬥及（jí）勞保用品若幹

急救藥品若幹

2.測試項目及分析檢測時間

表格P53-54頁

3.堿濃度（dù）測定

堿濃度的測定是指對清（qīng）洗係統酸（suān）洗前的除油脫脂和對汙垢中的（de）硫酸鹽垢轉化時的堿洗（xǐ）及酸洗（xǐ）後的中和處理步驟。堿洗（xǐ）液一般（bān）由氫氧化鈉、碳酸（suān）鈉或磷酸三鈉組成，必要時加少量表麵活性劑。堿洗液的（de）成分測定主要是對（duì）氫氧化鈉、磷酸三鈉和（hé）碳酸鈉的分析。

（1）堿洗液為NaOH

①分析原理H++OH-→H₂O

②分析試劑H₂SO₄標準溶液（約為0.1mol/L）；混合指示劑（漠（mò）甲酚綠和甲基紅混合指示劑）。

③步驟

a.取體積為V（一般為5mL）的堿洗液於（yú）錐形瓶中（zhōng）加水至100mL。

b.加2〜3滴混合指示劑，用濃度為c的（de）H₂SO₄標準（zhǔn）溶液滴定至溶液顏色由綠變紅，所消耗的標準溶液體積為（wéi）V1。

公式P54頁

式中：40.0——NaOH的（de）相對分子質量；

C—硫酸標準溶液的濃度，mol/L；

V1—消耗硫酸（suān）標準溶液（yè）的體積，mL；

V—取堿液體積，mL。

注：本書中公式為方便使用，隻需將量數值代入即可，量的單位無需代入公式（shì）。另外，為簡化公式，諸如（rú）d=1g/mL也在公式中予以省略。

（2）堿洗液為兩項混合液時

①試劑0.1%酚釀乙醇溶液；0.1%甲基橙指示劑。

②步驟

a.體積為V的堿洗液（一（yī）般為5mL）於250mL錐形瓶中，稀釋（shì）至100mL；

b.滴入2〜3滴酚猷乙醇溶液（此（cǐ）時溶液顯紅色）；

c.用濃度為c的（de）標準硫酸溶（róng）液滴定至無色（sè），記下耗酸量a；

d.再（zài）加入兩（liǎng）滴甲基橙（chéng）指示劑（jì），繼（jì）續滴定至溶液呈橙色為止，記下第二次耗酸量b（不包括a）。

③計算

公式P55-56頁

4.酸洗液的監測分（fèn）析

酸（suān）洗液中需監測分析的主要是酸洗液的酸（suān）度和溶解（jiě）產物高價金屬離子的濃度。酸洗液（yè）的濃度直接（jiē）影響（xiǎng）清洗（xǐ）的速度、間接反應（yīng）清（qīng）洗的程（chéng）度。溶解產物高價金屬離子（Fe³+、Ca²+）的濃度直接影響著緩蝕劑的緩蝕效果。為了了解進入溶液中鐵（tiě）的總量（liàng），Fe²+離子的濃度也需要測定。

（1）鹽酸濃度的測定

①試劑：混合（hé）指示劑，濃度為c的氫氧化鈉標準溶（róng）液，mol/L。

②原理：鹽酸是氯（lǜ）化氫的水（shuǐ）溶液，酸性較強，能與堿（jiǎn）發生中和（hé）反應，即（jí）

HCl+NaOH→NaCl+H₂O

因（yīn）此加入混合指示劑後，用（yòng）標準（zhǔn）氫氧化鈉溶液（yè）進行滴定分析，顏色由紅變綠（lǜ）即為終點。

③儀器堿式滴定管、錐形瓶、移液管、燒杯、量筒。

④步驟

a.體積為V的溶液（一般為2mL），置於錐形瓶內加水稀釋到lOOmL。

b.加2〜3滴（dī）混（hún）合指示劑（此時溶液為（wéi）紅（hóng）色）。

c.用濃度為（wéi）c的NaOH標準溶液（mol/L）滴（dī）定，當（dāng）溶液顏色由（yóu）紅變綠時為（wéi）止，記下消耗堿溶液體積V1（mL）。

d.計算

公式P57頁

式中：36.5——HC1的相對分子質（zhì）量；

c——NaOH標準溶（róng）液的摩爾濃度，mol/L；

V₁——消耗NaOH標準溶液的體積，mL；

V——所取酸洗液的體積，mL。

注意：當所測（cè）溶液濃度過高時，應（yīng）先將其稀釋後測定。

（2）氫氟酸濃度測定

①原理氫氟酸呈酸性可與氫氧（yǎng）化鈉發生中和反應（yīng）

HF+NaOH=NaF+H₂O

因此，其濃度（dù）可用（yòng）NaOH標準溶液（yè）滴定測得。

②試劑混合指示劑、飽和氯化（huà）鉀（jiǎ）溶液、濃度為（wéi）c的氫氧化鈉標準（zhǔn）溶液。

③儀器（qì）燒杯、量筒、堿（jiǎn）式滴定管、錐形瓶、移液管。

④步驟

a.取體積為V的酸溶液（一般（bān）為1〜2mL），放（fàng）入錐（zhuī）形瓶內，加（jiā）水至100mL。

b.加入15mL飽和氯化鉀溶液及2滴混合（hé）指（zhǐ）示劑（此時（shí）溶液為紅（hóng）色）。

c.用NaOH標準溶液滴定至紅色消失，變為（wéi）綠（lǜ）色時，即為終（zhōng）點，記下消耗NaOH的體積V1（mL）。

計算：

公式P57頁（yè）

式中：20.0——HF的相（xiàng）對分子質量；

c——NaOH標準溶液的濃度，mol/L；

V₁——消耗（hào）NaOH標準溶液（yè）的體（tǐ）積，mL；

V——所取HF溶液的體（tǐ）積，mL。

（3）硝酸濃度的測定

①原理：硝酸呈強酸性，加（jiā）入氫氧化鈉標準溶液後發生中和反應，可表示為（wéi）：

HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O

因此可以加入混（hún）合指示劑後用標準（zhǔn）NaOH溶液進行滴定分析。

②試劑：標準NaOH溶液、混合指示劑。

③步驟

a.取體（tǐ）積（jī）為V的酸溶液（一般用移液管吸取5mL），放入250mL錐（zhuī）形瓶中。

b.將其稀釋至體積為100mL左右，加入2〜3滴混合指示劑（此時（shí）溶液為紅色）。

c.用己知濃度（dù）的NaOH標準溶（róng）液（yè）滴（dī）定至綠色為止，記（jì）下此時（shí）NaOH溶液消耗的體積V1（mL）。

計算：

公式P58頁

式中（zhōng）：63.01——HNO3的相對分子質量；

c——NaOH標準溶液的濃度，mol/L；

V₁——消耗NaOH標準溶（róng）液的體積，mL；

V——取樣量，mL。

（4）檸檬酸濃度的測定（dìng）

①原理：遊離檸檬酸濃度的測定，用NaOH標準溶液進（jìn）行滴定，並加入一（yī）定量的高氯酸鎂，以減少試樣中部分鐵離子的影響。現場清洗中實際起作用的（de）是檸檬酸溶（róng）液，因此（cǐ）先製好檸檬酸溶液後，需用氨水（shuǐ）調節pH值至3〜4，使之部分形成檸（níng）檬酸鞍溶液，所以測（cè）得的酸度比（bǐ）實際的酸度（dù）小，需修正其中所含檸（níng）檬（méng）酸鞍（ān）溶液的濃度，修正係數（Fa）與溶液pH值有關。

②試（shì）劑：NaOH標準溶液（約為0.1mol/L）、5%Mg（C1O₄）₂溶液（yè）、混合指示劑（漠甲酚綠和甲基紅混合指示（shì）劑）。

③儀器：移（yí）液（yè）管、量筒、燒（shāo）杯、堿式滴定管（guǎn）、pH試紙、錐形瓶。

④步驟

a.取體積（jī）為V的酸洗洗液（一般為5mL），加（jiā）入高氯酸鎂溶液3〜5mL，用蒸餡水稀釋至100mL。

b.加入2滴混合指示劑（pH值為6〜7.6），用濃度為c的NaOH滴定至溶液呈微紅色為止，記下消耗NaOH的（de）體積V1。

計算：

公式P58頁

式中：V——所取檸檬酸溶液的體積（jī），mL；

V₁——消耗NaOH標準溶（róng）液的體積，mL；

c——NaOH標準溶液的濃度，mol/L；

Fa——從pH-F。表中查得。

如試樣中含鐵量高，終點不明顯時增加Mg（ClO₄）₂的劑量；減少試樣的吸取量。

c.pH-Fa表的製作（從實（shí）測中求得）在燒杯中配（pèi）製的一係列3%C₆HgO₇溶液，並取未調好pH值的3%C₆H₈O₇溶液各2mL，用水稀釋至100mL，依次加（jiā）入不同量（liàng）的氨水，調節成不同pH值的溶液，再實測其遊離C₆H₈O₇溶液濃度，比值為Fa，即得到3%C₆H₈O₇的pH-幾表，見表2-9。

表格P58-59頁（yè）

如試樣中（zhōng）含鐵（tiě）量過大，會使終點不明顯，解決（jué）辦法（fǎ）：一（yī）方（fāng）麵增加Mg（ClO₄）₂溶液的劑量（liàng）；另一方麵減少試樣的吸取量。

（5）硫酸（suān）濃度的測定

①原理硫（liú）酸可與氫氧化鈉溶液發生中和反應，即（jí）

H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O

因此可以加入指示劑後，用NaOH標準溶液進行滴定（dìng）分析。

②試劑：準NaOH溶液、混合指示劑。

③儀器：錐形瓶、堿式（shì）滴定管、量筒、燒（shāo）杯。

④步驟

a.用量筒取（qǔ）體積為V的試樣（一般為2mL），注入錐形瓶中，並加水稀釋至100mL。

b.加兩滴混合（hé）指示劑，用NaOH標準溶液滴定。

c.滴定至溶液呈綠（lǜ）色，記下NaOH標準溶液的消耗量V1（mL）。

計算：

公式P59頁（yè）

式中：c——氫氧化鈉標準溶液（yè）的濃度，mol/L；

V₁——氫氧化鈉（nà）標（biāo）準溶液的用（yòng）量，mL；

V——試（shì）樣體積，mL；

98.1酸的相對分子（zǐ）質量（liàng）。

（6）氨（ān）基磺酸濃度的測定

稱取質量為m實的氨基磺酸，用（yòng）100mL容（róng）量瓶進行定容（róng）；取樣5mL加50mL水和混（hún）合指示劑，用0.9325mol/L的NaOH進行標定見表（biǎo）2-11。

平均誤差：

（13.1+9.3+15.2+16.0+15.5+14.4+15.6+14.4+16.1+14.5+16.2+13.9）÷12=14.5

故氨基磺（huáng）酸用NaOH滴定時其（qí）計算（suàn）公式為（wéi）：

公式P59頁

式中：CNaOH——氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L；

VNaOH——氫氧化鈉的體積數，mL。

表格P60頁

5.金屬離子濃度（dù）的（de）測（cè）定（dìng）

（1）酸洗液中Fe²+、Fe³+的分析測（cè）定。

在化（huà）學清洗中（zhōng），鐵離子（zǐ）含量是重要的控製指標，在以鐵鏽為主的除垢清洗中（zhōng），常（cháng）以鐵離（lí）子濃度不再升高作為清洗（xǐ）終點的判斷依據。由於Fe³+離子會引起鋼（gāng）鐵腐（fǔ）蝕，在清洗過程（chéng）中應（yīng）對其濃度嚴加控製。

①原理在pH值為2~3的條件（jiàn）下，磺基水楊酸H₂Sa₁和Fe³+生成紫紅色配合物，由於FeY比FeSa₁更穩定，故用EDTA鈉鹽（yán）滴（dī）定使紫（zǐ）紅色褪色為終點。

Fe2+可用（NH4）2S2O8氧（yǎng）化成Fe³+，然後繼續用EDTA滴定至紅色褪去，根據消耗的EDTA量計算Fe²+的含量。

②測定（dìng）方法

a.HC1、HNO₃、氨基磺（huáng）酸中（zhōng）鐵離子濃度的測定

試劑：EDTA標準溶液（一般為0.05mol/L），1：1NH₃•H₂O，1：4HC1，10%磺基水楊酸，10%過硫酸鞍。

步驟：準確量取適量酸洗液（yè）（酸洗（xǐ）階段量取1〜5mL，衝洗階段取5〜10mL），稀釋至100mL；以1：1氨水、1：4鹽酸調pH值為2〜3，加入1mL10%磺基水楊酸作指示劑（此時（shí）溶液顯（xiǎn）紅色）；以EDTA滴定至紅（hóng）色消失，消耗EDTA的體積為a；再加入0.5〜1g過硫酸鞍拌勻後加熱至70°C，待冷卻後用EDTA標準溶液繼續滴定至紅（hóng）色（sè）消失，記下EDTA的（de）體積為b。

計算：

公式P61頁

式中：c——EDTA標液濃度，mol/L；

a——EDTA溶液的第一次消耗量，mL；

b——EDTA溶液的第二次消耗量，mL；

55.85——Fe的相對分子質量；

V—所取溶液體積數，mL。

b.檸檬酸（C₆H₈O₇）溶液中鐵離子濃度的測定

試劑：H₂SO₄標準溶液（一般為0.5mol/L）；EDTA標準溶液（一般為0.05mol/L）；40%的（de）KCNS溶液（yè）；10%（NH₄）₂S₂O₈溶液。

步驟：取（qǔ）酸溶液5mL，加入4mL約0.5mol/LH₂SO₄溶液，稀釋至100mL；加入5mL40%的（de）KCNS溶液；用EDTA標準溶液滴定（dìng）至紅色消失，記下消耗量a；加5mL10%的過硫酸銨，加熱至60〜70°C；用EDTA標準溶液滴定至紅色消失，記下消耗量b（Fe³+濃度較（jiào）大，終（zhōng）點不明顯時，可酌情用水稀釋）。

計算（suàn）：

公式P61頁

式中：c——EDTA標準溶液的濃度，mol/L；

d——EDTA標準溶液的第一次消耗量，mL；

b——EDTA標準溶液的第二次消耗量，mL；

55.85——Fe的相對分子質量；

V——所取溶（róng）液體積，mL。

c.HF溶液中鐵離子濃度（dù）的測定

試劑：10%磺（huáng）基水楊酸、25%AlCl₃溶液、EDlA標準溶液（一般為0.05mol/L）、H₂SO₄標準（zhǔn）溶液（一般為0.5mol/L）。

步驟：取體積（jī）為V（1〜5mL）酸洗液，置錐形瓶中稀釋至100mL；加入25%的AlCl₃溶液2mL；用1：1氨水和硫（liú）酸調（diào）pH值為2〜3，加入指示劑（10%水楊（yáng）酸）；用EDTA滴定至紫色消失，記下消耗量a，mL；加入5mL過硫酸鞍加熱至70°C，用EDTA滴定至終點（diǎn），記下消耗量mL。

計算：

公式P61頁

式中（zhōng）：c——EDTA標準溶液的濃度，mol/L；

a——EDTA標準溶液的第一次消（xiāo）耗量，mL；

b——EDTA標準溶液的第二次消耗量，mL；

55.85——Fe的相對分子質量；

V——所取溶液體積，mL。

（2）酸洗液中銅離子含量的分析測定

當酸洗液中銅離子含量超過3%時，會在清洗金屬表麵產生金屬銅（tóng）沉（chén）積（jī）（鍍（dù）銅）現象，這種現（xiàn）象會（huì）造（zào）成鐵腐蝕。當銅含量低於5%時，在清（qīng）洗液中加入硫服可以把銅（tóng）離子絡合而隱蔽起來，當銅（tóng）離子含量超過5%時，應采用氨氧化劑絡合除銅，以（yǐ）避免引起金（jīn）屬腐蝕（shí）。

①原（yuán）理：銅離子在pH值為（wéi）3〜4的微酸性溶液（yè）中，能與紫（zǐ）腺酸鞍（ān）絡合，使紫（zǐ）腺酸錢的玫瑰紫色消失。但（dàn）EDTA與銅離子的絡合能力更強，可以從上述絡合物中置換出紫腺酸鞍，使溶液恢複紫色，故可用紫服酸鞍為指示劑，用EDTA標準溶液進行滴（dī）定。考慮到（dào）酸洗液中不可避免地有相當數量的鐵（tiě）離子，可（kě）用F-離子絡合Fe³+，以消除鐵離子的幹擾。

②試劑：標準EDTA溶液、氯化鞍（ān）、紫脈酸鞍指示劑，1：1NH₄OH、1：4HCl。

③儀器：燒杯、移液管、玻璃漏鬥、酸式滴定（dìng）管、錐形瓶（píng）、量筒。

④測定步驟

a.取體積為V（10~15mL）的試樣（沉澱物較多時，過濾後測定）。

b.加入（rù）少量氟化鈉（nà）固（gù）體（tǐ）0.5g，用1：1氨水和1：4鹽酸調（diào）節（jiē）pH值到3〜4。

c.加入0.4g紫服酸鞍指示劑，用0.05mol/L或0.01mol/LEDTA溶液滴定至玫瑰色，記下消耗的體積（jī）數為a。

計算：

公（gōng）式P62頁

式中：c——EDTA標（biāo）液濃度，mol/L；

a——0.05mol/L或（huò）0.01mol/LEDTA標（biāo）準溶（róng）液體積，mL；

V——量取酸（suān）洗液或錢洗液的體（tǐ）積，mL；

63.55——銅（tóng）的原子量。

（3）鈣離子濃度的測定

①方法概要：本方法采用鈣黃綠素為（wéi）指示劑。在pH≥12時，用乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）標準溶（róng）液螯合滴定清洗廢液中鈣離子。

②儀器與試劑

微量滴定管：酸式10mL。

移液管：50mL。

試劑：20%氫氧化鉀溶液，1：2三乙（yǐ）醇胺溶液，1：1鹽酸溶液，氧化鋅為基準物質（zhì），氨水，氯化銨，酚酞，氯化鉀，醋酸，鈣黃綠素指示劑，乙二胺四乙酸（suān）二鈉（EDTA），0.5%銘黑T酒精溶液（yè）。

③準備工作

a.氨性緩衝溶液（pH=10）稱取67.5g氯化鞍溶液（yè）於（yú）300mL水中，加570mL濃氨水，再用水稀釋至1L。

b.鈣黃（huáng）綠素一酚駄混合指示劑稱（chēng）取0.2g鈣黃綠素，0.07g酚駄置（zhì）於玻璃（lí）研缽（bō）中，加20g氯化鉀研細混勻，貯於磨口瓶中，或直接使用市售的鈣（gài）黃綠素一酚酞試紙。

c.0.01mol/L氧化鋅標準溶液配製方法稱取於800°C灼燒至恒重的基（jī）準氧化鋅0.8137g，稱（chēng）準（zhǔn）至0.0002g。加入（rù）20mL1：1鹽酸，加熱溶解後，移入（rù）1L容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。

d.0.01mol/LEDTA標（biāo）準（zhǔn）溶液配製稱取3.72gEDTA，溶於1L容量瓶中（zhōng），搖勻。

e.標定：準確吸取25mL0.01mol/L氧化鋅標準溶液於250mL錐形瓶中，加70mL水及10mLpH=10的（de）氨性緩衝溶（róng）液，加入（rù）3滴0.5%鋸黑T指（zhǐ）示劑，或（huò）一條鉛黑T試紙，用0.01mol/LEDTA標準溶液滴定（dìng）至（zhì）溶液由紫紅色變成純藍色為終點，同時作空白試驗（yàn）校（xiào）正結果。EDTA標準溶液的濃度c按下式（shì）計算：

公式P63頁

式中：V——消耗的EDTA標準溶液體積，mL；

c₁——氧化鋅標準溶液濃度，mol/L；

V₁——吸取氧化鋅標準溶（róng）液的體積，mL；

V₀——空白溶（róng）液所消耗的EDTA標準溶液的體積，mL。

④試（shì）驗步（bù）驟：用移液管吸取經中速定性濾紙過濾後的水樣50mL，加30mg鈣黃綠素一酚駄混合指示劑，或一條鈣黃綠素一酚駄試紙，在黑色背（bèi）景下用EDTA標準溶液（yè）滴（dī）定至溶（róng）液的黃綠色熒光突然消失，並出現紅（hóng）色時即為終點，記下所消耗的EDTA標準溶液（yè）的體（tǐ）積。

需要注（zhù）意（yì）的是水樣中EDTMP大於10mg/L，六偏磷酸鈉大於（yú）6mg/L或含有聚（jù）丙烯酸及大（dà）量重碳酸根離子時對測定均（jun1）有幹擾，經加鹽酸煮沸後再滴定，可消除幹擾；在水中有微量三價鐵和鋁離子幹擾本法時，可在加入20%氫氧化（huà）鉀溶液前，先加入2〜3mL1：2三乙醇胺溶液，但（dàn）用量不能太多，否（fǒu）則終點不明顯；有鋅離子時，加入氫氧化鉀溶液（yè）調節pH=14，可消除幹擾；本方法也可采用鈣指示劑指示終點。

⑤計算：水（shuǐ）樣中鈣離（lí）子含量（mg/L），按下式計算：

公式P63頁

式（shì）中：c——EDTA標準溶（róng）液濃（nóng）度，mol/L；

V₁——消耗（hào）的EDTA標（biāo）準溶液體積，mL；

V₀——滴定空白溶液時，所消耗EDTA標準溶液的體（tǐ）積，mL；

V——吸取水樣體積，mL；

40.08——的原子量。

⑥允許誤差：含鈣離子50mg/L的水樣，平行測定兩個結果間的差數，不應超過0.21mg/L；取平行（háng）測定兩個結（jié）果的算術平均值，作為水樣的鈣（gài）離子含量。

（4）鎂離子（zǐ）濃度的測（cè）定

①方法概要：在pH=10的氨性緩（huǎn）衝液中，用酸性鉻藍K為指示（shì）劑，以乙二胺四乙酸（suān）二鈉（EDTA）標準溶液整合滴（dī）定（dìng）鈣鎂離子（zǐ）含量，從中（zhōng）減（jiǎn）去鈣量即為鎂離子含量。

②試劑：5%酒石酸鉀鈉溶液；1：2三乙醇胺水溶（róng）液；氯化銨；試劑級萘酚綠B；氨水；試劑級酸性鉻藍K；巰基乙醇（硫代乙醇酸）；硝酸鉀。

③準備（bèi）工作：氨性緩衝溶液（yè）（pH=10）：稱取67.5g氧化鞍溶於200mL水中，加入570mL濃氨水，用水稀釋至1L，最好用酸度計核對pH值。

酸性鉛藍K一萘酚酞綠B混合指示劑（jì）：稱取0.1g酸性（xìng）鋸藍K和0.15g荼酚綠B置於研缽（bō）中，加10g幹燥硝酸鉀，研磨均勻，貯於磨口瓶中，或直接使用市售的（de）酸性鉻藍K—蔡酚綠B試紙。

0.01mol/LEDTA標準溶液：配製和標定見循環水中鈣離子的測定方法。

④試（shì）驗步驟（zhòu）：吸取經中速濾紙過濾後水樣50mL於250mL錐形（xíng）瓶中，加入10mL氨性緩衝溶液。

若水樣中含有鐵鋁離子，可在（zài）加入氨性緩衝溶液前加入5%酒石酸鉀（jiǎ）鈉2mL，1：2三乙醇胺2mL。若水樣中含有鋅，則在加入緩（huǎn）衝溶液前，先（xiān）加入抗壞（huài）血酸（suān）0.1g，琉基乙醇0.5mL，然後加1：2三乙醇胺2〜3mL。

加入（rù）少量酸性鉛藍K—萘酚綠B指示劑，或一條酸性鉻藍K—萘酚綠B試（shì）紙（zhǐ），用EDTA標準溶液滴定至溶液由紅色突變為純藍（lán）色即為終點，記錄所消耗（hào）的EDTA標準溶液體積V₂。

⑤計算：水（shuǐ）樣中鎂離子含（hán）量Cmg²+（mg/L）按下式（shì）計算：

公式P64頁

式中：V₁——滴（dī）定鈣時所消耗EDIA標準溶液的體積，mL；

V₂——滴定鈣鎂含量時所消耗EDTA標準溶液的體積，mL；

c——EDIA標準溶液的濃度，mol/L；

V——吸取水樣體積，mL；

24.31——鎂的原子量。

⑥允許誤差（chà）：含鎂離子7mg/L的水樣（yàng）平行（háng）測定兩個結果間的差數不應超過0.54mg/L。取平行測定兩個結果的算（suàn）術平均值，作為水（shuǐ）樣中鎂離子（zǐ）的含量。

6.鈍化液的測定

鈍化液一般（bān）采（cǎi）用（yòng）亞硝酸鈉的堿性水溶液。鈍化液的鈍（dùn）化（huà）緩蝕防鏽效果主要取決於亞硝（xiāo）酸鈉濃度和pH值。

亞硝酸鈉濃度的測定：酸洗溶液中的亞硝酸鈉可被高猛酸鉀氧化成硝酸鈉，用已知量的硫酸亞（yà）鐵鍍（dù）與（yǔ）過剩的高猛（měng）酸鉀反應，最後再用標準高猛酸鉀回滴剩餘的硫酸亞鐵鞍，根據回（huí）滴時消耗高猛酸鉀體（tǐ）積可（kě）推（tuī）算出洗（xǐ）液中的亞硝（xiāo）酸鈉濃度。整個反（fǎn）應過（guò）程如下：

5NaNO₂+2KMnO₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5NaNO₃+3H₂O

2KMnO₄+10（NH₄）₂Fe（SO₄）₂+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+10（NH₄）₂SO₄+8H₂O

具體步驟為先在250cm³錐形瓶中加入80cm³蒸餾水（shuǐ）、10cm³1：3的硫酸，並加入高（gāo）錳（měng）酸（suān）鉀滴（dī）至顯微紅色，保持（chí）紅色2min不消（xiāo）失即可，目的為預先除去水中可被高錳酸鉀氧化的物質。用移液管加入準確體積的10cm³0.02mol/L高猛酸鉀以及（jí）5cm³含亞硝酸鈉的鈍（dùn）化液，靜置大約5min，讓高猛酸（suān）鉀把亞硝（xiāo）酸鈉完全氧化。再加入準確量取（qǔ）的10cm³0.1mol/L硫（liú）酸亞鐵鞍標準溶液，靜置5min，讓剩（shèng）餘（yú）的高錳（měng）酸鉀與硫酸亞鐵銨完全反應，最後用高錳酸鉀標準溶液滴定過量的硫酸亞鐵銨到溶液呈現高錳酸鉀的微紅色不褪去為終點。記下消耗的高猛酸鉀體積V₁，按下式計（jì）算出鈍化液中（zhōng）亞（yà）硝酸鈉含量（liàng）：

公式P65頁

式中（zhōng），T為高猛（měng）酸鉀相當於亞硝酸鈉的比（bǐ）例係數，即每毫升（shēng）KMnO₄相當於NaNO₂質量（克）。從方程式得知，NaNO₂與（yǔ）KMnO₄反應時物質的量之比為（wéi）5：2，如果用（yòng）0.2mol/L的KMnO₄lmL恰好相當（dāng）於0.05molNaNO₂的質（zhì）量（3.14mg），此時T=3.45mg/mL，實（shí）驗時可根據具體情況確定T值；V₁為滴定時消耗高猛酸鉀體積，mL：V為（wéi）抽取鈍化液（yè）體（tǐ）積，mL；c₁為高猛酸鉀溶液（yè）濃（nóng）度，mol/L；c₂為硫酸亞（yà）鐵鐵溶液濃（nóng）度，mol/L。

亞硝酸（suān）鹽用高猛酸鉀氧化滴定，因會受到溶液中其他還原物質的影響而（ér）誤差較大。如果亞硝酸根離子含（hán）量在10mg/L以下時可用分光光度計（jì）或比色法測定。其方法（fǎ）為用亞硝酸鈉配置成0.1mg/L，0.3mg/L，0.5mg/L及1.0mg/L標準溶液係列（liè），加入一定量的格裏斯試劑，並用524nm波長的單色光在分光光度計上測定其吸收值，繪製出標準工（gōng）作曲線。當（dāng）用未知的亞硝酸鈉溶液（yè）測定其（qí）在524nm的吸光度時，對照工作曲線可找出對應的（de）亞硝酸根含量。格裏斯試劑是由0.1gα一萘胺溶於100mL30%醋酸溶液中與1%100mL對氨基苯（běn）磺酸等體積混合而（ér）成，它有使亞硝酸根（gēn）離（lí）子在比色測定中（zhōng）不受其他離（lí）子幹擾（rǎo）的作用（yòng）。

清洗廢液的監測分析

清洗廢液中汙垢含量的增加直接影響清洗液的性能，也會（huì）對清（qīng）洗物體（tǐ）產生影響（xiǎng），因此應對清洗（xǐ）廢液的（de）各種汙（wū）垢含量及時（shí）檢測了（le）解（jiě）。

1.pH值確定

清洗廢液的pH值要調整到6~9才允許排放。測定清洗液（yè）pH值可用便攜式pH計直接測量。這（zhè）類液晶顯示的pH計多為直讀式，使用很方便。無pH計的情況下可使用pH試紙測量，蘸取待（dài）測液，滴（dī）加到pH試紙上，通過（guò）與（yǔ）標準試紙卡比較，即可知待測液pH值。

2.清洗液中油汙總含量的監測分析

通（tōng）過對清洗液中油汙總含量分析可監測油（yóu）汙去除程度，還可了解待排放的（de）清洗液（yè）中的油汙含量（liàng）是否達到允許排放的濃度範圍。測定油汙總含量的關鍵在於把有機汙染物與水及無機物分離，當不易揮發的有（yǒu）機汙物在清洗（xǐ）液中的濃度較高，並在乙醚一水相間有高分配係數時，可直接用乙醚萃取，萃取後分出乙醚相，並將乙醚與蒸發，稱量殘餘物質量即可求出油汙總含量。

清洗液（yè）中的易揮發油汙（wū），可用濁度法分析。首（shǒu）先用純淨空氣將揮發性油吹出清洗液並用活性炭吸附，然後用丙酮脫附，再與明膠（jiāo）水溶液混合，用濁度測定法測定乳（rǔ）狀液的吸光度。而揮（huī）發性酸、酚等（děng）其他有機物均溶於水，不與明膠形成乳狀液（yè），不幹擾揮發性油的測定。比（bǐ）較精確的測定油汙的方法需借助（zhù）儀（yí）器分析。如用燃燒一紅外（wài）分析法可進行（háng）有機碳定量（liàng）分析。具體方法為先把少量試樣與氧氣一起（qǐ）送入裝有高（gāo）溫總碳測定的氧化催化劑的管中（zhōng），使（shǐ）有機物中碳和無機物中（zhōng）碳都變成二氧化碳，用紅外氣體分析儀測量（liàng）CO₂濃度可知總碳量。另取試樣在（zài）有（yǒu）機物不分解的溫度（約150°C）下將試樣送入測定無機（jī）碳（tàn）的裝置中，使無機物中碳（主要（yào）是碳酸鹽）變成CO₂，求出無機物碳量，從總碳量減去無機物碳量即可（kě）測知有（yǒu）機物中含（hán）碳量。

3.清洗廢液中懸（xuán）浮（fú）物總量測定

清洗廢液中懸浮物總量是廢液排放時一項環（huán）保控（kòng）製的重要（yào）指標。懸（xuán）浮物總量超標時需要經過濾、澄清、混凝處理後才（cái）可排放。清洗廢液中的固體分為溶解（jiě）固體（tǐ）和懸浮（fú）固體，二者總和稱（chēng）為總固體含量（TDS）。總固體含量測定一般是將試樣在110〜150°C溫度下蒸幹後稱重測得的。

懸浮物指不溶於水的（de）泥沙、黏土、有機（jī）物、微生物等。懸浮物總量可用濾膜過濾法測定，也可通過渾（hún）濁度（dù）法間接測定。水的渾濁度（dù）可用多種方法測定。國內大多用比濁儀。是（shì）根據形成（chéng）濁度的水中懸（xuán）浮顆粒的濃度、大小和形狀不同而產（chǎn）生不同透光度的原理製成的。水越渾濁對光線反射越強，透光度（dù）越低。反之水越清澈，反射光越弱，透光（guāng）度越強。

4.清洗液中其他有（yǒu）害化學物質的監測

（1）氟（fú）離子（F-）氟化物對人體（tǐ）有（yǒu）危害（hài）作用，汙水排放標準中規定，汙水中氟離子含量應≤10mg/L。在用氫氟酸清洗鍋爐或對半導（dǎo）體（tǐ）材料清洗（xǐ）時都應測定清洗（xǐ）液中氟化物（wù）含（hán）量。監測氟離子濃度是用氟離子選擇電極，它的電極電位與溶液中F-離子濃度有關。通過測定氟離子選擇（zé）電極（jí）與標準（zhǔn）電極組成的電池，由含待測氟離（lí）子溶液中的電池電動勢即可測知氟離子（zǐ）濃度。氟離子濃度超標的（de）溶液與生石（shí）灰反應可生成（chéng）難溶氟化鈣而使氟離子濃度降（jiàng）低。

（2）亞硝酸根（NO₂-）這種離子在生化反應中有轉化成（chéng）致癌物質亞硝銨的可能，國外汙水排放標準規定其含（hán）量≤1mg/L。亞硝酸鈉是常用的鈍化劑（jì），因此排放前需經常監測。測量微（wēi）量亞硝酸鈉常用分光光度計的比色法。亞硝酸鈉超標的汙水在排（pái）放前通過加酸或氧化劑的方法使亞硝酸鹽轉變成不穩定的亞硝酸或氧化成硝酸鹽而（ér）去除。

（3）聯氨（H₂N—NH₂）它在化學清洗（xǐ）中可做鈍化劑，也是一種強還原劑。它在對苯二酚、鐵離子作用下可（kě）與水中氧氣化（huà）合，因此將（jiāng）含聯氨的廢液排入水體中會使水中所含氧被耗盡（jìn）而造成微（wēi）生物死亡或水質腐蝕發臭（chòu）。

洗液中的聯氨含量可（kě）用分光光（guāng）度計比（bǐ）色法測定。

聯氨易於氧化，當用壓（yā）縮空氣鼓風攪拌酸洗廢液時，由於廢液中含有可催（cuī）化聯（lián）氨的物質就可使其氧化而去掉。

潔淨度的檢（jiǎn）驗

洗淨之後（hòu）經常需對固體表麵的潔淨度進行評價，可以（yǐ）利用表麵的各種性質作為（wéi）評價潔淨度的依據。但目前沒有（yǒu）一種評價方法是萬能的，隻能根據具體需要選定最合（hé）適的評（píng）價方法。

理想的評價（jià）方法應具有（yǒu）幾個特點，如客觀性、可重複（fù）性（xìng）、可信度髙、操作簡便（biàn）迅速、檢測過程中不破壞材料等。潔淨度的評價方法是隨著清洗技術的發展不斷更新的。通常工業（yè）清（qīng）洗工藝往往隻憑視覺和觸覺等感（gǎn）官加（jiā）以判斷，對於清除微小汙垢的高潔淨度（dù）就（jiù）要靠儀（yí）器測定判斷，在超精密工業清洗領域目前已（yǐ）采（cǎi）用（yòng）許多新的檢驗方法。

1.取樣方法

正確地測定清洗對象的清潔程度是有一定難（nán）度的。由（yóu）於形狀複雜或由多種材料構成的清洗對象，其汙垢分布常是不均勻的。因此局部（bù）表麵測（cè）定的結果（guǒ）不一定能完全代表整體（tǐ）的汙垢（gòu）及（jí）清潔（jié）程度的情況。例如測定物（wù）體表麵（miàn）附著的微生物數目，多是（shì）用清潔的布擦拭一定麵積的清洗對象表麵，並把這塊布拿去進（jìn）行微生物培養，根（gēn）據它上麵的細菌（jun1）數目確定微生物（wù）汙染（rǎn）的情況（kuàng）。但如果培養結果細菌個數為零，並不能絕對保證整個對象物（wù）上微生物也是零。

另外，用測量（liàng）接觸（chù）角作為判斷潔淨（jìng）度依據時，其（qí）測定結果也隻（zhī）能表（biǎo）示與水滴接觸部（bù）位的局部潔淨度。

在清洗（xǐ）對象較小時，一般采用適當的溶劑浸泡溶解汙垢，把溶解出（chū）來（lái）的（de）汙垢多（duō）少作為潔淨度的判定方法。但（dàn）溶劑並（bìng）不一定能將所（suǒ）有的（de）汙垢（gòu）都溶解下（xià）來。

因此，在工業清洗（xǐ）工藝的現場要采用一些能提高測定準確性（xìng）的取樣方法。這些方（fāng）法雖（suī）然簡單但很實用，主要的方法如下（xià）：

（1）隨機取樣測定

當清（qīng）洗對象是數目很多的（de）同一種小型物品（pǐn）時，為了減少測定次數，往往隨機取出（chū）個別樣品進行測（cè）定，用它的測定結果判定全體樣品的汙染（rǎn）情況和潔淨度。此時，隨機取樣的數目要達到（dào）一定數（shù）量（liàng）才能夠較準確地（dì）反映整體的情況。

（2）對某（mǒu）種特定汙（wū）垢進行專門測定（dìng）

即選擇影響最（zuì）大的汙（wū）垢進（jìn）行（háng）測定，通常的機械部件（jiàn）進（jìn）行脫脂清洗即（jí）適合這種方法。這時測定的（de）重點是油性汙垢（gòu）而不必對其他汙垢進行專門測定。

（3）以汙染最嚴重的部位為標準進行測定

即將（jiāng）對（duì）象物表麵汙垢最多、附著最頑固的部位作為（wéi）測定標準進行（háng）測定。如果這部位（wèi）在清（qīng）洗後達到（dào）所要求（qiú）的潔淨度，其他部位肯定已達到更好的（de）潔淨度。在清洗工廠大型設備（bèi）時往往采用這種方法。

2.實（shí）驗室測定潔淨度（dù）的方法

（1）使用儀器的測定方法

當前隨著科學技術的進步，分析儀器的發展確（què）實達到驚人（rén）的地步。這些分析儀器主要應用在精密工業清洗和超精密工業（yè）清洗領域。但是這些方法受到許多客觀條件的限製，目前大部（bù）分停留在（zài）某（mǒu）些必須使用（yòng）這些髙級技術的場合和實（shí）驗室（shì）研究的範圍，並未在工廠中大量使用。

精密分析儀器（qì）主要有以下幾種。

①電子顯微鏡

電子顯微鏡的出現，使（shǐ）得原來在光學顯微鏡下無法識別（bié）的（de）粒徑在1pm以下的汙垢微粒變成可以識別。用電子顯微鏡可以研究清洗對象表麵的精細狀態和判定微小汙垢（gòu）粒子的數目。

②激光散射

用氦—氖激光射線照射十分平滑（huá）的物體表麵時，可以利（lì）用激光散射的原（yuán）理把表麵上粒徑在（zài）0.2-0.3μm的微粒狀（zhuàng）汙垢粒子的數目測定出來。

③表麵分析儀器

表麵分析儀器的工作原理是把各種電磁波、電子或離（lí）子照射到清洗對象表麵的表層，並捕捉它（tā）們反（fǎn）射時產生的各種光電信息，或利用（yòng）產生的分子和原子的能量分布狀態進行研究分析，從而對汙垢存在的情況進行定性以至定量的測定。

1）利用電磁波進行表麵分析的儀器

a.紅外線反射（shè）分光光度計（IRRS）：這種儀器可以在空氣環境中進行檢測，方法簡便，但較難獲得精密的信息。除了利用物體對紅外線吸收的分析方法外，也可以利用物體（tǐ）表麵對可見光、紫外線的吸收進行分析。都是利用汙垢與光線的相互作用（yòng），產生散射、反（fǎn）射、吸收、發光（guāng）等現象，對光譜進行分析對潔淨度做出評價（jià）的。如（rú）利用汙垢對紅外線吸收的特點，對（duì）吸收強度進行分析可判斷汙垢的數量，具體方法有透射法、反射法和發光法3種。近（jìn）年來利用傅立葉變換紅外光（guāng）譜儀可對微弱紅外線吸收進行分辨。粒徑（jìng）在10μm的有（yǒu）機（jī）汙垢粒子都可被檢出。利用汙垢可吸收可見光、紫外線的特點，也可進行（háng）檢驗。當對光線透明物體上含有不透（tòu）明汙垢進行分析時，用透過法分析光吸收強度可判斷汙垢數量。當物體與汙垢對光（guāng）線都是不透明時，可利用對光吸（xī）收量的變化值測定（dìng）汙垢數量。

b.X射線熒光（guāng）分析儀（FXS）：把X射線照射到物體上並對反射出來的熒光X射線進行測定的儀器。

c.X射線光電子能譜（ESCA，XPS）：用紫外線波長範圍的X射線照射（shè）物體表麵，對激發（fā）出來的（de）光電子動能進行測定分析的儀器。

2）利用電子射（shè）線的分析儀（yí）器

a.反（fǎn）射電（diàn）子吸收俄歇電子能譜（AES，SAM）：用（yòng）電子束射（shè）線照射物體，對反射的電子束進行測定分析的（de）儀器。

b.電子一X射線法（EPMA）：對電子射線打（dǎ）擊物體表麵，對激發出的X—射線進行分析。

3）利用離子束的分析（xī）儀器

a.離子散射光譜儀（ISS）：用離子束射線照射物體表麵，並對產生的散亂離子的能量進行測定分析的儀器。

b.二次離子質譜儀（SIMA）：用離子束射線照射物體，對產生的（de）二次離子進行直接的質（zhì）量分析儀器。

表麵分析儀器原理（lǐ）示意圖（tú）見圖2-10。

還有利用等（děng）離子體對物體表麵照射，對反射形（xíng）成的光（guāng）譜進行（háng）分析的等離子體光譜（Plasma）。

（2）示蹤法

把有標記特征的物質混入人工汙垢中並附著在清洗對象表麵，當（dāng）清洗處理後，利用（yòng）標記物的殘留情況作（zuò）為（wéi）對清洗力和潔淨（jìng）度的評價。用這種方法可以進行定量測定。示蹤法有兩種；

圖片P69頁

①同位素法

利用放射性同位素，如用含（hán）有放射性（xìng）碳原子（zǐ）同位素C¹⁴的酰胺、烷烴等有機物，能放射出β-射線而（ér）且射線強度與C¹⁴含量成（chéng）正（zhèng）比的特點作標記示蹤原子的方（fāng）法（fǎ）。常用的放射性同位（wèi）素有¹⁴C、³²p、³⁵s、⁴⁵Ca。把含有放射性同位素的物質與其他（tā）汙垢混（hún）合製成人工汙垢，塗於物（wù）體表麵，然（rán）後對比清洗前後放射性的（de）強度變化（用蓋革（gé）計數器測定）。由於放射性的強度是與殘留在物體表麵的（de）放射性同位素數量成（chéng）正比關係的，所以可間接測定表麵的潔淨度。如（rú）把含有3%放射性（xìng）同位素的油（yóu）垢塗於金（jīn）屬（shǔ）表（biǎo）麵，然後用石油溶劑加熱噴淋清洗、石油溶劑（jì）機械攪拌浸漬清洗、四（sì）氯乙烯蒸氣脫脂清洗、氯代（dài）桂溶劑浸漬加超聲波清洗（xǐ），對幾個（gè）方法進行對比實（shí）驗發現，它們的脫脂（zhī）率分別為14%、30%、35%和99.5%o說明脫（tuō）脂清洗以超聲波清洗效果最好。如用放射性同位（wèi）素¹⁴C製成易揮發有機物並塗於（yú）固（gù）體表（biǎo）麵，利用其（qí）他汙垢與¹⁴C有機物（wù）分子間有相互吸收作用，汙垢多時相互作用力也大，具有使含放射性同位素的有機物揮發慢的特點。在通（tōng）入一定（dìng）量氮（dàn）氣流的條件下（xià），測定揮發性有機物（wù）的蒸發速度。利用蒸發速度與汙垢含量成反比的關係（xì）可間接判斷不同表（biǎo）麵上汙垢的數量。但這種方法的準確性受接收放射能的實（shí）驗方法的製約，因此實用性較差。

②熒光染料法

是將熒光染料作標記物（wù）的方法。把綠色的油溶性熒光染料（liào）加到油性汙垢中附著在對象物表麵並進行清（qīng）洗（xǐ），洗淨後的殘（cán）留物發熒光用肉（ròu）眼是看不（bú）見的，需要靠熒光燈檢測。當脫脂去汙很完全時（shí），顯示無色，當油垢（gòu）未完全（quán）脫盡時熒光染料會發出（chū）熒光。熒光強度與汙垢含（hán）量成正比關（guān）係。用這種方法可以對清洗方法（fǎ）和潔淨度進行評價，是比同位素法更實用的（de）評價方（fāng）法。熒光染料法實驗裝置見圖（tú）2-11。

圖2-10熒光染料法實驗（yàn）裝（zhuāng）置

圖（tú）片P70頁

（3）表麵膜判定法

清洗（xǐ）後的表麵加（jiā）工處理（lǐ）可（kě）以形成各種表麵膜。形成的表（biǎo）麵膜的強度和形態可以作為（wéi）判定潔淨度的方法。比如當（dāng）玻璃和金屬表麵有微（wēi）量汙垢吸附殘留的情（qíng）況下，處理得到的表麵膜（mó）不僅強度差而且不均勻。形成表麵膜的方法有以下兩種。

①真空鍍膜（mó）法

在真空狀態下把金屬鋅加熱蒸發（fā）形成（chéng）的蒸氣鍍在物體表麵形成表麵膜。根據最初形成的表麵膜的附著情況和花紋式樣可以判別物體洗淨的程度。玻璃表麵的洗淨程度（dù）就可用這（zhè）種方法判（pàn）斷。

②硫酸（suān）銅溶液法

把金屬短時間浸泡（pào）在硫（liú）酸銅水溶液中，由於要清洗的金屬比銅活潑性大，所以金屬原子可以把銅離（lí）子置換出來並在金屬表麵（miàn）形成一層金屬銅膜。根（gēn）據生成的銅膜附著強（qiáng）度和（hé）花紋式樣可以判斷金屬表麵的潔淨度。這種方法與真空鍍膜一樣可以（yǐ）作為判斷潔淨度的依據。由於這種方法簡易可行，是適合工廠使用的一種簡單方法。在鋼鐵的脫脂清洗中常用這種方法判斷鋼（gāng）鐵洗淨的（de）程度。

具體步驟為：把洗淨（jìng）的金屬浸入（rù）由50g/LCuSO₄與20g/LH₂SO₄組成的酸性硫酸銅（tóng）溶液中約（yuē）1min，取出後水洗並觀察（chá）。

（4）生鏽法

利用潔淨度高的金屬表麵不易產生鏽斑的特點進行判（pàn）斷。具體實驗（yàn）方法有如下幾種。

赤血鹽法：把用濾紙過濾的赤血鹽（yán）（K₄[Fe（CN）₆]）溶液與食鹽混合，形成含4%食（shí）鹽、3%赤血鹽、0.1%表麵活性（xìng）劑的測試液。把測試液塗於金屬表麵，如有腐蝕產生的Fe³+離子則會在表麵形成Fe₄[Fe（CN）₆]₃的普魯士藍色沉澱，而（ér）清（qīng）潔金屬表麵無此現象：

Fe³++3K₄[Fe（CN）₆]=Fe₄[Fe（CN）₆]₃+12K+

也可以用赤血鹽硝酸溶液對（duì）不鏽鋼表麵的（de）鐵鏽汙垢進行檢驗：赤血鹽硝酸溶液（yè）是在1L水中加入10g赤血鹽（亞鐵氟化鉀）和30cm³70%HNO₃配成的。把測試液塗在不鏽鋼或鋼鐵表麵，如果30s內出現深藍色沉澱證明有Fe³+離子汙垢存（cún）在。實（shí）驗後為去除產生的深藍色沉澱（diàn），可用10%的醋酸（suān）與3%草酸混合液清洗，然（rán）後再用（yòng）熱水衝洗（xǐ）。

也（yě）可以用乙酰（xiān）替苯胺的丙酮溶液（yè）對金屬表麵的汙垢進行檢測。測試液是用800cm³濃度為68g/L乙（yǐ）酰替苯胺的丙酮溶液與200cm³濃度為112g/L的醋酸鞍水（shuǐ）溶液混合而（ér）成的。把測試液塗在不鏽（xiù）鋼等金屬表麵上如（rú）在3〜5min後呈現（xiàn）粉紅、血紅或（huò）紫色，.即（jí）是金屬表麵存在Fe³+離子汙垢的標誌。試驗後染上的顏色可用水、甲苯或丙酮除去。如使用有機（jī）溶劑（jì）洗滌（dí）時應注（zhù）意防（fáng）止其燃燒。

（5）其他方法

在紡織工業和衣（yī）物洗滌部門，判定白布的潔（jié）淨度是用白度儀。首（shǒu）先製成各種不同白度的標準樣品，把洗滌後的白布與標準樣品進行比較可知洗滌物的白度（潔（jié）淨度）。

也有用清（qīng）洗對象的表麵電位和摩擦因數作為判定依據（jù）的，但這些方法實用性較差。表2-12是玻璃板的清洗方法與摩擦因數的對應關係的例子，可供讀者參考。

表2-12清洗方法與摩（mó）擦（cā）因數的關（guān）係（玻璃板）

圖2-12油酸汙染時摩擦（cā）因數與接觸角變化的對應關（guān）係

表格P71-72

摩擦因數法的根據是高潔淨度的物體表麵摩擦因數大，而水等液（yè）體在其表麵易鋪展，因此接觸角小，實驗表明（míng）摩擦因數與接觸角之間存（cún）在一定的（de）對應關係，圖2-12為洗淨的鋁、銅金屬表麵被油酸汙（wū）染時摩擦因數與接觸角的變化對（duì）應關係。

由圖2-12可見實驗開始前潔淨的金（jīn）屬表麵，接觸角為0°（完全（quán）鋪展），此時的靜摩擦因數為1μk隨著表麵（miàn）被油酸汙染的加重，摩擦因數迅速減少而接觸角迅速加大至（＞90°）潤濕狀態。因此可用物體表（biǎo）麵摩擦因數（shù）值的（de）大小，判斷表（biǎo）麵的潔淨程度。

3.清洗現場測定潔（jié）淨（jìng）度的方法

（1）定量（liàng）測定方法

除（chú）了以上介紹的各（gè）種物理和化學的測試方法之外，對於汙（wū）垢的數量，清洗力大小，清洗潔（jié）淨程度，在現場進行比較準確（què）的定量方法有重量（liàng）法、吸光度法（fǎ）、接觸角法。

①重（chóng）量法

由於目前工廠已普遍配置電子天平，使得對形狀複雜的小型物體總體的潔淨度可以進行評價。具體的步驟如下：

a.稱量清洗樣品質量。用電子（zǐ）天平稱量3次（每次稱量10個樣品，電（diàn）子天平的靈（líng）敏度可達10μg），即稱量清洗前物體的質量mx，清（qīng）洗（xǐ）後（hòu）物體的質量my和清洗後再用脫脂能力優良的溶劑，完全洗淨後的質量mz。

b.計算。附著在物體汙垢的量為（mx一mz），清（qīng）洗後去除的汙（wū）垢量為（mx一my），殘留的汙（wū）垢量為（my一mz）。清洗（xǐ）後汙垢去除（chú）率為（mx一my）/（mx一mz）；用殘留汙垢量（my一（yī）mz）除以物體的表麵（miàn）積得到單位麵積的汙垢殘（cán）留的量，用10個樣品試驗求出的（de）平均值。

使用這種方（fāng）法應注意的問題是：為防止溫度、濕度的變化及被測物體（tǐ）與電子天平間的溫度差造成試驗誤差，在測量過（guò）程（chéng）中要對溫度、濕度進行調（diào）整。一般把樣品放在恒溫、恒濕（shī）條件下放置30〜60min再開始測量，而且要求熟練地進行稱量操作。使用（yòng）天平（píng）靈敏度為10μg的電子天平，在稱量5個樣品求平均值的情況下，確（què）定的殘留汙垢誤差範圍在50-100μg。

注意：不能用天平（píng）稱量的物體不能用（yòng）此法。

②紫外線吸光光度法

這是一種使用紫外線分（fèn）光光度計（jì）測量殘留汙垢的方法，可以作為前麵重（chóng）量測定法的一種替代方法。把洗淨（jìng）後的部件放在對汙垢有強（qiáng）去除作用的（de）溶劑中清洗，把溶劑中溶解的汙垢的（de）數量用（yòng）紫外（wài）線吸收（shōu）法加以測定，這是一種準確度更高的方（fāng）法（fǎ）。特別是（shì）當（dāng）汙垢殘留量很低時（shí）（0.01μg/cm²左右）用這種方法較準（zhǔn）確。

表（biǎo）2-14對重量法和紫（zǐ）外線吸（xī）光光度（dù）法的測定範圍進行比較，由表中數據可（kě）知，吸光光度法是準確度更高的（de）方法。

表格P73頁

吸（xī）光光度（dù）法存在的問題是：需要事先了解汙垢的種類，掌握這類汙垢濃度與紫外（wài）光吸光度之間的關係，並製成對（duì）應關係的標準曲線。

與重量法共同應注意（yì）的是：在用這（zhè）種溶劑去除汙垢時，不（bú）能（néng）對清洗對（duì）象造成腐蝕。特別是由多種材料組成的物體會存在這個問題。

吸光光度法（fǎ）使用的溶劑受吸收光譜的製約，並非所有溶劑（jì）都適（shì）用紫外線吸光光度法，要（yào）避免使用的溶劑對汙垢的（de）檢驗造（zào）成幹擾。

③接觸角法

把水滴球麵與物（wù）體表麵接觸點所作的球麵切線與表麵形成的夾角（θ）叫接觸角。圖2-13是（shì）水滴（dī）在不同物（wù）質表麵上形成的（de）接觸（chù）角示意圖。

圖2-13水滴的接觸角/θ

表格P73頁

接觸角（jiǎo）的大小與構成（chéng）表（biǎo）麵的材料性質有關，並隨材料表麵（miàn）的光潔度等物質性質而變化。往往實際測量值（zhí）與理論數值存在一定偏（piān）差。

水在各種表麵（miàn）上接觸角列於表2-14。

表格P74頁

對於可被水潤濕的物質構成的材料，可以用（yòng）接觸角了解它表麵的（de）潔淨程（chéng）度（一般（bān）水滴在親水表麵上潤濕，以接觸角90°為分界，接（jiē）觸角小於90°，被認（rèn）為是可被水潤（rùn）濕的物體）。對於由同一種材料（liào）製成的清洗（xǐ）對象，通過比較其接觸角可以了解相應的潔淨程度。接（jiē）觸角越小表明其表麵（miàn）潔淨度越高。例如（rú）鋼鐵、不鏽鋼、貴金屬以及玻璃等（děng）材料構成的物體（tǐ），理論上與水（shuǐ）接（jiē）觸角可達10°以下，但是沾有汙垢的這些表麵在用有機溶劑、表麵（miàn）活性劑水溶（róng）液和堿液（yè）等清洗（xǐ）劑清洗後（hòu）還有厚度為（wéi）幾個（gè）分子的（de）汙垢層在（zài）表麵吸著殘留，所以清（qīng）洗（xǐ）後接觸角最多可達30°。通過電解、研磨和等離子體處理之後能使上（shàng）述吸附的汙垢剝離，或用強烈的氧化方法也能去除（chú）吸附層，而可以得到接觸（chù）角在10°以下的超潔淨的（de）表麵。

利用各種接觸角測（cè）定裝置（其示意圖見圖2-14）得到的測定值隻能作判斷潔淨度的相對（duì）標準，因為即使用很精密的裝置測（cè）量時，由於水滴下落的高度以及水滴直徑（jìng）大小的變化（huà）都會使結果發生變化。

使用接觸角法時應注意：接觸（chù）角法隻（zhī）適合於測定乎滑的物質表麵的潔淨度，對粗糙表麵物（wù）體不適用（yòng）。用堿液和表麵活（huó）性（xìng）劑水溶液清洗表麵之後會有一些吸附物殘留在表麵，由於堿和表麵活性劑有使接觸角減小的作用，因此（cǐ）影響測（cè）量（liàng）的準確性。

圖2-14接觸角測定示意圖

表格P74頁

另外油滴在某些金屬表麵也會形成接觸角，例如橄欖油在白金、金和鐵等金屬表麵的理論接觸角分別為29°、33°和27°。另外，油滴在親油表麵接（jiē）觸角也較小，但是由於油滴的（de）表麵張力比水要小得（dé）多，它們對親油（yóu）性表麵比對親水（shuǐ）性表麵更（gèng）易潤濕。所以利用油（yóu）滴（dī）的（de）接觸角變化來判斷親油表麵的潔淨度是（shì）很困（kùn）難的，因此實際生產中很少這樣做。

通過（guò）兩個實例（lì）說明用接觸角法可以（yǐ）對不（bú）同的清（qīng）洗方法的（de）效果進行評價。

a.玻璃（lí）：圖2-15介紹了用幾種清（qīng）洗方法處理之後，玻璃表麵與水（shuǐ）的接（jiē）觸（chù）角（jiǎo）。在清潔的玻璃表麵上，由於玻璃分子與水分子間存在很強的相（xiàng）互作用，因此水滴的接觸角可以在10°以下。

圖2-15各種清洗方法處理後玻璃（lí）表麵接觸角

圖片P75頁

由圖2-15的結果可以看出，三（sān）個沾有有機汙垢的玻璃樣品（原始（shǐ）與水的接觸角分別約為＞30°，＞40°，＞50°）經過研磨後幹燥（A）以及用三氯乙烯（xī）有機溶劑清洗（B）之後，玻璃與水的接觸角在40°±10°範圍，說明用研磨和親油性有機溶劑去汙（wū）之後，玻璃表麵仍有一些（xiē）有（yǒu）機汙垢殘留。而經過鉻酸洗液（重鉻酸鉀加濃硫酸）處理（C）之（zhī）後，有機汙垢被氧化分解，三個玻璃樣（yàng）品與（yǔ）水的（de）接（jiē）觸角都降至15°左右，已接近理想的潔淨度。再經過輝光放電產生（shēng）的等離子體（D）處理，這時水在玻璃表麵的接觸角可低於10°，理論上可認為此時（shí）玻璃（lí）表麵已完全清潔。因此用測定玻璃與水的接觸角的方法不僅可以判斷玻璃表麵（miàn）的潔淨（jìng）度，也可以判斷清洗方法的去汙（wū）效果優劣。

b.金屬：除了金（jīn）、鉗等貴金屬之外，一般用精密（mì）工業清洗技術處理過的金屬，它（tā）們的表麵與水滴的接觸角也可達到10°以下（xià）。但用一般的工業（yè）清洗技術，如用有機溶劑、堿性水溶液、表麵活性劑水溶液處理金屬（shǔ）進行脫脂（zhī）去汙，很難（nán）得到接觸（chù）角在30°以下的潔（jié）淨度。通過各（gè）種清洗方法清洗金屬表（biǎo）麵的結果對比，發現等離子體處理是最好的方法，洗淨後金屬與水的接觸角最小。

由於清洗之後的玻（bō）璃和金屬放在潮濕但清潔（jié）的空氣中，它（tā）們（men）的（de）表麵上會形成厚度約為幾（jǐ）個（gè）分子厚的層狀水吸（xī）附膜。這種吸附（fù）膜由於金屬與水分子間有很強的分子間（jiān）作用力而很難去除。鋼鐵表麵吸附存在的（de）水是（shì）導致（zhì）鐵（tiě）鏽生成的重要原因。而玻璃表麵（miàn）吸附（fù）的水膜要加熱到幾百度的高溫（wēn）才能完全除去。

在精密工業清（qīng）洗領（lǐng）域，由於微量（liàng）有機汙垢和水膜殘留在洗淨的物體表麵（miàn），會對後續進行的真空鍍膜和其他各種加工都造成不良影響，必須加以清除。在這種情況下，使用紫外線與離子束共同作用或利用等離子體的（de）方（fāng）法使有機物氧化分解以（yǐ）及去除水膜有很好的效果。

④殘留離子濃度法

半導體工業中的矽片（piàn）、集成線路以及電子印刷線路板，要求表麵不含金屬離子汙染物，這（zhè）些微量離子（zǐ）的存在是造成材料腐蝕和電路短路的重要原因，也會（huì）使產品（pǐn）質量下降，可信賴程（chéng）度降低。為此要對金屬離子汙垢含量進行測定。具體方法為用（yòng）純淨的乙醇一水清洗液（通過離（lí）子交換法等純（chún）化處理後其電阻值在20µΩ以上），對清洗後的半導體材料進行浸泡處理，然後測定洗液的電（diàn）導率，溶出的金屬離子（zǐ）越多溶液的導電性越（yuè）強，離子濃度與（yǔ）電導率之間存在正比的定量關係，用這種方（fāng）法也可以判定清洗的潔淨度。

（2）簡易定性評價潔淨度的方法

在清洗（xǐ）現場除用視覺和觸覺進（jìn）行（háng）定性評價之外，還經常（cháng）使用以下定性方法（fǎ）。

用幹淨的布擦（cā）拭清洗對象表麵，通過看有無附著的汙垢來測定表麵潔淨度是一種簡便而常用的方法。通常是用幹燥潔淨不起毛的布（如紗布）對物體表麵擦拭，根據布髒的程度進行判斷，但不精確。

由於清潔的金屬和玻璃表麵可以被水潤（rùn）濕，根據接觸角的原理，經常用水滴法、水膜法、噴霧法、噴氣法等來檢驗。但隻有熟練掌握上述方法的操作（zuò）時才能（néng）做出正確（què）的判斷，而（ér）且當有堿和表麵活性劑吸附殘留在表麵時，有（yǒu）時會做出錯誤的判（pàn）斷。

①水滴法

這是前麵介紹的接觸角評價潔淨度的一種應用。滴（dī）在表麵上的水滴（dī）體積一定的條件下（一（yī）般可認為從滴管中滴出的每滴水體積是相同的），在表麵展開的水滴直（zhí）徑越大，接觸角（jiǎo）越小，潔淨度（dù）越高（見圖2-16）。因此可以把表麵上形成的水滴直徑大（dà）小和形狀作為比較潔淨度的依據。如圖2-16中（zhōng）圖a是表麵有不均（jun1）勻殘留汙垢時水滴的形（xíng）狀，而圖（tú）b中水滴（dī）保持圓形而且直徑相當大。由此判斷圖（tú）b中表麵潔淨度較（jiào）高。

圖2-16水滴形狀與潔淨度關係

圖片P76頁

②水膜法

把清洗後的物體浸泡在水中並使物體（tǐ）表麵與水（shuǐ）麵成（chéng）垂直方向向上拉，離開水麵後如果物體表麵形（xíng）成的水膜能均勻地占滿全部表麵則說明潔淨度高，如表（biǎo）麵有部分形不（bú）成水膜則說明那裏不夠潔淨。這是一種（zhǒng）最簡（jiǎn）便的試驗方法，但（dàn）不是一種（zhǒng）精（jīng）密的判定方法。

③噴霧法

用噴霧器把均勻的微粒狀水（shuǐ）滴噴射到清洗後（hòu）的幹燥表麵上（shàng），通過形成水滴的情況可（kě）以判斷（duàn）它的潔淨度。當表麵十分潔淨時，微（wēi）粒狀水滴會在表麵上均勻地潤濕鋪層，而且幹燥後凝（níng）聚水膜周邊形狀呈規則的圓形。見（jiàn）圖2-17。

圖2-17噴霧法實驗（yàn）裝畫

圖片P77頁

④呼氣法

對著幹燥的清洗對象表麵呼氣，水蒸氣（qì）在表麵上冷凝時會在表麵形（xíng）成混濁的（de）霧斑。表麵潔淨時產生的霧斑是均勻的，而表麵不潔淨時霧斑不均勻，當（dāng）表麵十分平（píng）滑潔淨時霧斑會在很短（duǎn）時間內消失。

⑤肉（ròu）眼觀（guān）察法

通過用肉眼直接觀察式用放大鏡，檢測管等（děng）儀器觀察表麵的油脂、鐵鏽等汙垢。也可以用照射在物體表麵的反射光強度（dù）了解汙（wū）染的情況，事先應對不同潔淨度的樣品定出標準，然後把待測樣品與已知樣品進行比較。這種方法的優點是測定（dìng）速度快，不必破壞樣品。但要（yào）求實驗者有一定的經驗。圖2-18為肉眼觀察法示意圖。這種方法測定顆粒狀汙垢效果較（jiào）好，對有機物形成的薄膜汙垢判斷準確性差（chà）。使用（yòng）的設備（bèi）中光源要（yào）保證有一定光強度才能產生（shēng）較強的反射散射光。

圖2-18肉眼觀察法示意圖

圖片P77-78頁