Растворы буровые
Измерения с помощью приборов с цифровым или аналоговым показанием в милливольтах
жүктеу/скачать 1.27 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- и перемешать при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды в раствор. 16.6.9
- 17 Содержание ионов кальция – Метод ион-селективного электрода 17.1 Принцип
- Данный метод предназначен для анализа разбавленных проб и не подходит для анализа цельных проб буровых растворов. 17.2 Реактивы и оборудование
- ) (требуется приблизительно 10 мл). Когда вещество полностью растворится, разбавить водой до метки 1 л.
- равен 5,0. Растворить 136 г тригидрата ацетата натрия ( NaC 2 H 3 O 2 ·3 H 2
- ) и разбавить до метки 1 л. Данный раствор используется для регулирования pH растворов стандартов и проб до pH от 4,8 до 5,2.
- Миллиметровая бумага, с 3 или 4 полулогарифмическими циклами, для построения калибровочных кривых. 17.3 Подготовка электродов
- с одним соединением раствором хлорида калия с концентрацией 4 моль/л (насыщенного ионами серебра).
- 17.4 Эксплуатационная проверка электродной системы
- 17.5 Измерения с помощью прибора с прямым показанием концентрации
- 18 Содержание ионов натрия – Метод ион-селективного электрода 18.1 Принцип
- Восстановить электрод, когда обнаруживается несоответствие показаний или значимые отклонения в показания. При восстановлении электрода следовать процедурам в применимой инструкции к электродам.
- 18.2 Реактивы и оборудование
- ) в деионизированной воде. 18.2.2 Раствор ISA натрия, c = 4 моль/л хлорида аммония NH 4 CI ( CAS
- ISA и разбавить до 1 л .
- Миллиметровая бумага, с 3 или 4 полулогарифмическими циклами, для построения калибровочных кривых при использовании прибора с показаниями в милливольтах.
- 18.4 Измерения с помощью прибора с прямым показанием концентрации
16.6 Измерения с помощью приборов с цифровым или аналоговым показанием в милливольтах 16.6.1 Приготовить стандарты калия с концентрацией 100 мг/л, 10 мг/л и 1 мг/л последовательным разбавлением стандартного раствора с концентрацией 100 мг/л. 16.6.2 Добавить раствор ISA (5 моль/л хлорида натрия) в каждый стандартный раствор по 2 мл на 100 мл стандарта. 16.6.3 Перелить стандарты в мензурки объемом 150 мл. Поместить стандарт с концентрацией 1 мг/л в магнитную мешалку и перемешать раствор при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды в стандартный раствор. 16.6.4 Отрегулировать средства управления прибора для отображения показаний в милливольтах; дождаться устойчивых показаний и записать показания. 16.6.5 Извлечь электроды, промыть дистиллированной водой, вытереть насухо и погрузить в стандарт с концентрацией 10 мг/л. Записать установившиеся показания. 16.6.6 Повторить процедуру 16.6.5 со стандартом с концентрацией 100 мг/л. 16.6.7 Отобразить показания в милливольтах на прямой оси и концентрацию калия, в миллиграммах на литр, на логарифмической оси стандартной полулогарифмической бумаги с 3 или 4 циклами. 16.6.8 Перелить 100 мл разбавленной пробы в мензурку объемом 150 мл, добавить 2 мл раствора ISA и перемешать при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды в раствор. 16.6.9 Записать установившиеся показания и определить концентрацию разбавленной пробы при помощи калибровочной кривой. Данное значение, умноженное на коэффициент разбавления, дает концентрацию калия в первичной пробе. Для точных измерений все стандарты и пробы следует брать при комнатной температуре. Некоторые магнитные мешалки вырабатывают тепло, и может потребоваться поместить слой изоляционного материала (пластмасса или картон) между мешалкой и мензуркой. Между измерениями, электроды следует промыть и вытереть насухо тканью. После погружения в растворы пробы или стандартов проверить конец электрода на наличие воздушных пузырей и удалить их в случае обнаружения. Всегда изучать и тщательно следовать инструкциям изготовителя относительно обращения и технического обслуживания инструментов и электродов. 17 Содержание ионов кальция – Метод ион-селективного электрода 17.1 Принцип 17.1.1 Кальций присутствует в жидкой фазе всех буровых растворов на водной основе. Уровень концентрации может изменяться от нескольких процентов по массе до нескольких миллиграмм на литр. Кальций может быть преднамеренно добавлен в форме извести, гипса или хлорида кальция. Кальций может присутствовать как в составе водной основы для приготовления бурового раствора или воды для разбавления, так и в качестве примеси в различных материалах или поступать из разбуриваемых пластов. Независимо от уровня концентрации или происхождения кальция мониторинг содержания кальция на количественной основе является необходимым. 17.1.2 Метод ион-селективного электрода (ISE) является быстрым, простым и точным методом для определения кальция в отфильтрованных пробах при любой концентрации. В отличие от метода титрования EDTA при использовании данного метода не требуется обработка пробы для окрашенных или мутных проб. При условиях данного метода испытания ни один из материалов, обычно встречающихся в отфильтрованных пробах буровых растворов, не является помехой. Комбинация относительно высокого разбавления, регулирования ионной силы посредством добавления раствора KCl и регулирования pH до 5,0 гарантирует максимальный переход кальция в ионную форму и эффективно устраняет или уменьшает помехи. 17.1.3 Данный метод предназначен для анализа разбавленных проб и не подходит для анализа цельных проб буровых растворов. 17.2 Реактивы и оборудование 17.2.1 Карбонат кальция, стандартный раствор, ρ = 1 г/л. Взвесить 2,4972 г химически чистого для анализа карбоната кальция на аналитических весах, добавить 50 мл воды и растворить, добавляя каплями концентрированную соляную кислоту (HCl) (требуется приблизительно 10 мл). Когда вещество полностью растворится, разбавить водой до метки 1 л. ПРИМЕЧАНИЕ Раствор также доступен от организаций, поставляющих лабораторные реактивы. 17.2.2 Хлорид калия, раствор, cKCl = 4 моль/л. Растворить 298 г KCl, химически чистого для анализа, в деионизированной воде и разбавить до метки 1 л. Данный раствор используется в качестве раствора ISA . 17.2.3 Буферный раствор, pH равен 5,0. Растворить 136 г тригидрата ацетата натрия (NaC2H3O2·3H2O) в 500 мл деионизированной воды. Добавить 57,5 мл кристаллической уксусной кислоты (HC2H3O2) и разбавить до метки 1 л. Данный раствор используется для регулирования pH растворов стандартов и проб до pH от 4,8 до 5,2. 17.2.4 Хлорид калия, раствор, cKCl = 4 моль/л, насыщенный ионами серебра. Перелить 50 мл KCl с концентрацией 4 моль/л (см. 17.2.2) в пластмассовую бутылку и добавить каплями раствор нитрата серебра до образования помутнения. Данный раствор используется в качестве внутреннего заполняющего раствора для электрода сравнения. ПРИМЕЧАНИЕ Раствор также доступен от организаций, поставляющих лабораторные реактивы. 17.2.5 pH-метр, предоставляющий показания по милливольтной шкале с ценой деления не более 0,1 мВ. Существует множество доступных приборов. Аналоговое или цифровое показание является приемлемым. Предпочтительным для использования является прибор с цифровыми показаниями и средствами управления, которые обеспечивают прямое показание концентрации после соответствующей калибровки. 17.2.6 ISE кальция, электрод из кальция. Модель Orion 93-20, электрод, состоящий из двух частей: многократно используемого корпуса и одноразового навинчиваемого модуля. Средний срок службы каждого модуля составляет шесть месяцев. 17.2.7 Электрод сравнения, с одним соединением. 17.2.8 Магнитная мешалка, с вертушками с покрытием из PTFE, диаметром 10 мм (3/8 дюйма) и длиной 25 мм (1,0 дюйм). 17.2.9 Мензурка, объемом 150 мл, из боросиликатного стекла или инертной пластмассы. 17.2.10 Пипетки, градуированные, Класс A, различных размеров, требующиеся для приготовления растворов стандартов и проб. Использование микролитровых пипеток с одноразовыми пластмассовыми кончиками является удобным для количественного добавления объемов 1 мл и менее. 17.2.11 Колбы, градуированные, Класс A, различных размеров для приготовления калибровочных стандартов и растворов отфильтрованных проб. 17.2.12 Миллиметровая бумага, с 3 или 4 полулогарифмическими циклами, для построения калибровочных кривых. 17.3 Подготовка электродов 17.3.1 Если используется электрод Orion 93-20, извлечь чувствительный модуль из ампулы и закрутить его в корпус электрода, приняв меры, чтобы резиновая шайба находилась на месте. 17.3.2 Встряхнуть электрод аналогично встряхиванию медицинского ртутного термометра. 17.3.3 Погрузить электрод в деионизированную или дистиллированную воду на 15 мин, затем хранить в растворе кальция, содержащем от 10 мг/л до 100 мг/л кальция до использования. 17.3.4 С помощью капельницы или шприца заполнить электрод сравнения с одним соединением раствором хлорида калия с концентрацией 4 моль/л (насыщенного ионами серебра). 17.3.5 При подготовке к использованию других типов чувствительного электрода и электродов сравнения следовать инструкциям изготовителя. 17.4 Эксплуатационная проверка электродной системы 17.4.1 Два свойства электродной системы, имеющие наибольшее влияние на точность и воспроизводимость, представляют собой наклон и стабильность. Наклон определяется как изменение в наблюдаемом потенциале при увеличении концентрации в 10 раз. Стабильность показаний является индикатором количества шума (быстро, непрерывно изменяющиеся показания) и отклонения (показания, медленно изменяющиеся в одном направлении). 17.4.2 При выполнении начальной калибровки со стандартными растворами согласно инструкциям по 17.5 или 17.6, записать реальный измеренный потенциал для стандартных растворов с концентрациями 1 мг/л и 10 мг/л. Для нового электрода из кальция (или чувствительного модуля), разность между двумя показаниями должна быть в диапазоне от 25 мВ до 29 мВ. Наклон обычно уменьшается со временем. Заменить электрод (или модуль), когда наклон достигнет 23 мВ. 17.4.3 Если при выполнении начальной калибровки существует признак шума или отклонения обратиться к разделу поиска и устранения неисправностей инструкции электродной системы. Существует множество возможных причин для данных эффектов в любой электродной системе, и причина обычно находится только в процессе устранения. Если лаборант не способен достигнуть стабильного уровня, который отвечает техническим требованиям изготовителя, заменить чувствительный электрод (или модуль). 17.5 Измерения с помощью прибора с прямым показанием концентрации 17.5.1 Приготовить стандарт кальция с концентрацией 10 мг/л последовательным разбавлением стандартного раствора с концентрацией 1 г/л (см. 17.2.1). 17.5.2 Добавить раствор ISA [5 моль/л хлорида калия (см. 17.2.2)] в каждый стандартный раствор по 2 мл раствора ISA на 100 мл стандарта. Добавить 1 мл буферного раствора в каждый стандарт. 17.5.3 Перелить стандарты в мензурки объемом 150 мл. Поместить стандарт с концентрацией 1 мг/л в магнитную мешалку и перемешать раствор при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды в раствор. 17.5.4 Дождаться устойчивых показаний (необходимо от 1 мин до 2 мин), затем отрегулировать средства управления для отображения концентрации кальция в стандарте согласно процедуре, описанной в инструкции прибора. 17.5.5 Извлечь электроды, промыть дистиллированной водой, вытереть насухо и погрузить в стандарт с концентрацией 10 мг/л. Перемешать при умеренной скорости вращения. 17.5.6 Дождаться устойчивых показаний, затем отрегулировать средства управления для отображения концентрации кальция в стандарте. Прибор и электродная система теперь откалиброваны. 17.5.7 Приготовить отфильтрованную пробу бурового раствора, разбавленную в пропорции 1:1000. 17.5.8 Перелить 100 мл разбавленной пробы в мензурку объемом 150 мл, добавить 1 мл буферного раствора, 2 мл раствора ISA и перемешать при умеренной скорости вращения. 17.5.9 Промыть электроды дистиллированной водой, вытереть насухо, погрузить в пробу и дождаться устойчивых показаний. Значение показания на дисплее прибора является концентрацией кальция в разбавленной пробе. Данное значение, умноженное на коэффициент растворения (1000 в данном случае), дает концентрацию кальция в первичной пробе. ПРИМЕЧАНИЕ Значения концентрации выше или ниже концентраций стандартов для калибровки являются верными, так как отклик электрода из кальция является линейным в диапазоне от 0,2 мг/л до 1 г/л и более. 17.6 Измерения с помощью приборов с цифровым или аналоговым показанием в милливольтах 17.6.1 Приготовить стандарты кальция с концентрацией 100 мг/л, 10 мг/л и 1 мг/л последовательным разбавлением стандартного раствора кальция с концентрацией 1 г/л (см. 17.2.1). 17.6.2 Добавить раствор ISA [5 моль/л хлорида калия (см. 17.2.2)] в каждый стандартный раствор по 2 мл раствора ISA на 100 мл стандарта. Добавить 1 мл буферного раствора в каждый стандарт. 17.6.3 Перелить стандарты в мензурки объемом 150 мл. Поместить стандарт с концентрацией 1 мг/л в магнитную мешалку и перемешать раствор при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды в стандартный раствор. 17.6.4 Отрегулировать средства управления прибора для отображения показаний в милливольтах; дождаться устойчивых показаний и записать показания. 17.6.5 Извлечь электроды, промыть дистиллированной водой, вытереть насухо и погрузить в стандарт с концентрацией 10 мг/л. Записать установившиеся показания. 17.6.6 Повторить процедуру 17.6.5 со стандартом с концентрацией 100 мг/л. 17.6.7 Отобразить показания в милливольтах на прямой оси и концентрацию кальция, в миллиграммах на литр, на логарифмической оси стандартной полулогарифмической бумаги с 3 или 4 циклами. 17.6.8 Перелить 100 мл разбавленной пробы (в пропорции 1:100) в мензурку объемом 150 мл, добавить 2 мл раствора ISA, 1 мл буферного раствора и перемешать при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды в раствор. 17.6.9 Записать установившиеся показания и определить концентрацию разбавленной пробы при помощи калибровочной кривой. Данное значение, умноженное на коэффициент разбавления, дает концентрацию кальция в первичной пробе. Для точных измерений все стандарты и пробы следует брать при комнатной температуре. Некоторые магнитные мешалки вырабатывают тепло, и может потребоваться поместить слой изоляционного материала (пластмасса или картон) между мешалкой и мензуркой. Между измерениями, электроды следует промыть и вытереть насухо тканью. После погружения в растворы пробы или стандартов проверить конец электрода на наличие воздушных пузырей и удалить их в случае обнаружения. Всегда изучать и тщательно следовать инструкциям изготовителя относительно обращения и технического обслуживания инструментов и электродов. 18 Содержание ионов натрия – Метод ион-селективного электрода 18.1 Принцип 18.1.1 Данная процедура предоставляет точный, количественный метод для определения содержания натрия в буровых растворах на водной основе. В настоящее время не существует другого утвержденного полевого метода для выполнения данного анализа. 18.1.2 Натрий присутствует во всех буровых растворах на водной основе. Концентрации могут колебаться от менее 100 мг/л до 100 г/л и более в насыщенных солевых системах. Данный метод применим ко всем концентрациям. При условиях данного метода испытания ни один из материалов, обычно встречающихся в буровых растворах, не является помехой. Комбинация разбавления и обработки раствором ISA эффективно устраняет помехи. 18.1.3 Вследствие конструкции со стеклянной мембраной электрод из натрия не является столь же крепким как электроды с жидкими мембранами, такие как для анализа калия и кальция. Строгое соблюдение определенных методов, описанных в инструкции, необходимо для получения точных результатов. 18.1.4 Электрод следует хранить только в определенном растворе для хранения. Никогда не соприкасаться стеклянной мембраной электрода с пресной водой. Всегда промывать раствором для промывки, определенным в применимой инструкции к электроду. Никогда не вытирать электроды сухой тканью. Позволить раствору для промывки стечь, затем аккуратно встряхнуть. 18.1.5 Проверять калибровку во время использования через интервалы не менее 2 ч с помощью приготовленного стандарта для каждой повторной калибровки. 18.1.6 Сократить использование стеклянной посуды и оборудования. Если стеклянная посуда используется, следует убедиться в химической стойкости стеклянной посуды. По возможности хранить стандарты и реактивы в пластмассовых емкостях. 18.1.7 Восстановить электрод, когда обнаруживается несоответствие показаний или значимые отклонения в показания. При восстановлении электрода следовать процедурам в применимой инструкции к электродам. 18.2 Реактивы и оборудование 18.2.1 Хлорид натрия (CAS № 7647-14-5), стандартные растворы: 1 г/л натрия, 100 мг/л натрия, 10 мг/л натрия и 1 мг/л натрия; приготовленные непосредственно перед использованием последовательным растворением стандартных растворов с концентрациями 10 мг/л или 100 мг/л. Данные стандарты приготавливаются растворением хлорида натрия (NaCl) в деионизированной воде. 18.2.2 Раствор ISA натрия, c = 4 моль/л хлорида аммония NH4CI (CAS № 12125-02-9), c = 4 моль/л гидроксида аммония NH4OH (CAS №1336-21-6). 18.2.3 Раствор для промывки электрода, добавить 10 мл раствора ISA и разбавить до 1 л. 18.2.4 Гидродифторид аммония (NH4HF2) (CAS № 1341-49-7), для раствора для восстановления электрода из натрия, 0,1 моль/л. 18.2.5 Раствор для хранения электрода из натрия, с = 5 моль/л хлорида натрия NaCl (CAS № 7647-14-5), 0,08 моль/л хлорида аммония NH4Cl № (CAS 12125-02-9) и 0,08 моль/л гидроксида аммония NH4OH (CAS № 1336-21-6). 18.2.6 Раствор для заполнения электрода сравнения, c = 2 моль/л хлорида аммония NH4Cl (CAS № 12125-02-9), используемый для заполнения электрода сравнения. Не использовать растворы для заполнения из хлорида калия, поставляемые с электродом сравнения. 18.2.7 pH-метр, предоставляющий показания по милливольтной шкале с ценой деления не более 0,1 мВ, или комбинированный прибор для измерения pH/ISE с прямым показанием концентрации. Рекомендуется использование комбинированного прибора. 18.2.8 Ион-селективный электрод натрия, Модель 84-11 Orion. 18.2.9 Электрод сравнения, Модель 80-03 Orion. 18.2.10 Магнитная мешалка, с вертушками, покрытыми пластмассой. 18.2.11 Мензурки, 150 мл, изготовленные из HDPE или LDPE пластмассы или химически стойкого стекла (пластмассовые мензурки являются предпочтительными). 18.2.12 Пипетки, градуированные, Класс A, различных размеров, требующиеся для приготовления растворов стандартов и проб. Использование микролитровых пипеток с одноразовыми пластмассовыми кончиками является удобным для количественного добавления объемов 1 мл и менее. 18.2.13 Колбы, градуированные, Класс A, различных размеров. 18.2.14 Миллиметровая бумага, с 3 или 4 полулогарифмическими циклами, для построения калибровочных кривых при использовании прибора с показаниями в милливольтах. 18.3 Подготовка и эксплуатационная проверка электродной системы 18.3.1 Извлечь электрод из натрия из транспортной упаковки и тщательно промыть раствором для промывки электрода. 18.3.2 Погрузить электрод на время не менее 2 ч, предпочтительно 16 ч, в раствор для хранения электрода из натрия. 18.3.3 Заполнить электрод сравнения раствором хлорида аммония с концентрацией
18.3.4 Соединить электроды с прибором и промыть раствором для промывки электрода. 18.3.5 Перелить 100 мл стандартного раствора натрия с концентрацией 10 мг/л в мензурку объемом 150 мл, перемешивать раствор на магнитной мешалке при умеренной скорости вращения при добавлении 10 мл раствора ISA, и затем погрузить электроды. 18.3.6 Настроить прибор для отображения показаний в милливольтах. При установлении стабильного показания записать электродный потенциал в милливольтах. 18.3.7 Извлечь электроды и промыть раствором для промывки электрода. Не вытирать электроды сухой тканью. Перелить 100 мл стандартный раствор натрия с концентрацией 100 мг/л в мензурку объемом 150 мл, добавить вертушку и перемешивать при умеренной скорости вращения. Добавить 10 мл раствора ISA в стандартный раствор натрия во время перемешивания. 18.3.8 Погрузить электроды и записать потенциал в милливольтах при установлении стабильного показания. 18.3.9 Разность между двумя показаниями является наклоном электрода. Данная разность должна быть в диапазоне от 54 мВ до 59 мВ. Если разность менее 54 мВ, восстановить электрод из натрия согласно процедуре, указанной в применимой инструкции к электроду.
18.4.2 Добавить 10 мл раствора ISA (см. 18.2.2) в каждый стандартный раствор. 18.4.3 Перелить стандартный раствор с концентрацией 10 мг/л в магнитную мешалку и перемешивать при умеренной скорости вращения. Погрузить электроды. Дождаться устойчивых показаний (необходимо от 1 мин до 2 мин), затем отрегулировать средства управления для отображения концентрации натрия. 18.4.4 Извлечь электроды, промыть, погрузить в стандартный раствор с концентрацией 100 мг/л. Дождаться устойчивых показаний, затем отрегулировать средства управления для отображения концентрации натрия. 18.4.5 Разбавить каждую отфильтрованную пробу в пропорции 1:100 или 1:1000 деионизированной или дистиллированной водой, в зависимости от ожидаемой концентрации натрия. Измеряемая концентрация натрия в разбавленной пробе должна быть в диапазоне от 10 мг/л до 100 мг/л. 18.4.6 Перелить 100 мл разбавленной пробы в мензурку объемом 150 мл, добавить 10 мл раствора ISA. Погрузить электроды в раствор и дождаться устойчивых показаний. Отображаемое значение является концентрацией натрия в разбавленной пробе. Данное значение, умноженное на коэффициент разбавления, дает концентрацию натрия в первичной пробе. Если концентрация натрия в разбавленной пробе более 100 мг/л, дополнительно разбавить пробу для получения концентрации в диапазоне от 10 мг/л до 100 мг/л. Если концентрация натрия в диапазоне от 1 мг/л до 10 мг/л, то полученное значение является надежным, так как отклик электродов является линейным к концентрациям натрия менее 1 мг/л. жүктеу/скачать 1.27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|