مراجعة طرق تحديد الكربون والكبريت (1)

تحديد الكربون والكبريت في الفولاذ،أولاً، تُوضع العينة في فرن عالي الحرارة (مثل فرن المقاومة، فرن التردد العالي، فرن القوس الكهربائي، إلخ) عن طريق احتراق الأكسجين، وتوليد غازي ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وتسربهما. بهذه الطريقة، يتم فصل العناصر المعدنية ومركباتها عن الكربون والكبريت، ثم تحديد محتوى ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت، ثم تحويلهما إلى محتوى الكربون والكبريت في الفولاذ. تلخص هذه المقالة طرق تحديد الكربون والكبريت.

1.1 طريقة الوزن لـقياس الكربون والكبريت

مبدأ قياس الكربون بطريقة الوزن هو حرق العينة مع الأكسجين، بحيث يتأكسد الكربون إلى خليط غاز ثاني أكسيد الكربون. عن طريق إزالة الكبريت، يستخدم عادة الأسبستوس القلوي لامتصاص ثاني أكسيد الكربون، من الزيادة لمعرفة محتوى الكربون.

يُحدَّد الكبريت وزنيًا، غالبًا بالطريقة الرطبة. تُؤكسد العينة بالتحلل الحمضي وتُحوَّل إلى كبريتات، ثم يُضاف كلوريد الصوديوم (BaCl) إلى وسط حمض الهيدروكلوريك لتكوين BaSO4، ويُحسَب محتوى الكبريت أخيرًا بالترسيب والترشيح والغسل والكي والوزن.

إن عيب الطريقة الوزنية هو أنها بطيئة في التحليل، ولكن ميزتها هي أنها تتمتع بدرجة عالية من الدقة، وبناءً على ذلك تم التوصية بالطريقة الوزنية كطريقة قياسية في الداخل والخارج.

1.2 طريقة الغاز الحجمي لقياس الكربون

أُوصيَ باستخدام طريقة قياس حجم الغازات المتساوية الضغط التقليدية لتحديد الكربون (مع إمكانية تحديد القيم المطلقة) كطريقة قياسية في الداخل والخارج. توضع العينة في فرن أنبوبي، وتُسخّن وتُحرق بالأكسجين لأكسدة الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون، وبعد إزالة ثاني أكسيد الكبريت، يُجمع خليط الغاز في أنبوب قياس الغاز ويُقاس حجمه. يُمتص ثاني أكسيد الكربون بعد ذلك بمحلول هيدروكسيد البوتاسيوم، ويُقاس حجم الغاز المتبقي. يُحسب حجم ثاني أكسيد الكربون بناءً على الفرق بين حجم الغاز قبل الامتصاص وبعده، ويتراوح نطاق قياس هذه الطريقة بين 0.05% و4.0%.

يتراوح نطاق قياس هذه الطريقة بين 0.05% و4.0%. تتميز هذه الطريقة بدقة عالية، إلا أنها بطيئة، كما أن التشغيل اليدوي مُرهق ويستغرق وقتًا طويلاً. ولحل هذه المشاكل، طرح المحللون الصينيون طريقة قياس حجم غاز الكربون "بضغط التفاضل"، ودراسة نظرية تحديد ضغط الكربون التفاضلي، ووضع معادلة لتحديد ضغط الكربون التفاضلي، وتطوير جهاز تحديد ضغط الكربون التفاضلي، وتطوير عملية تحديد ضغط الكربون التفاضلي. ويمكن إتمام تحليل الكربون في غضون 60 ثانية، بدقة عالية، مما يُعزز بشكل شامل طريقة قياس حجم الغاز لتحديد الكربون. وقد تم تحسين طريقة تحديد الكربون بطريقة قياس حجم الغاز من جميع النواحي.