清洗过程的分析监测与质量管理

概述

化学清洗过程中，根据实验室对被清洗设备的垢样进行分析化验，确定工艺配方。但在具体清洗时，特别是大型化工装置，如何判断清洗的终点也是非常重要的。对于一个要清洗的装置或系统，在清洗过程中打开设备的入孔、手孔或法兰，检查清洗效果是不现实的。判断清洗的每个步骤是否到达终点，主要依据三点：①以前成功清洗的经验；②挂在清洗槽中的样管；③分析化验的数据。分析化验的数据是判断化学清洗每个过程是否到达终点，是否需要再添加清洗药剂的最直接、最准确的依据。可以这样说，清洗现场的化验人员是技术负责人的眼睛。

分析化验的采样方式

在清洗现场，一般在清洗泵站上都设有进、回液的分析化验取样阀，打开阀门取样时，应先放掉一定量的清洗液，确保在同时间所取的清洗液的真实性和有效性。一般情况下，取样化验的开始时间是根据清洗系统容积大小决定的。加药完毕后，让清洗药剂在系统中循环均匀后，再开始取样化验。化验取样时应有两个锥形瓶，分别标有进液和回液字样，防止混淆，化验时间间隔根据化学清洗方案的规定而实施。现场化验要求简便、快速、准确。

水的pH值和浊度的测定

1.清洗液的pH值测定

在水冲洗、碱洗后水冲洗、酸洗后水冲洗、漂洗和钝化阶段都需要测定pH值。采用柠檬酸酸洗时也需要测定pH值，用氨水调pH值为3.5〜4.5，具体方法可采用pH试纸和pH测定仪来测定。

2.浊度、电阻率测定

浊度测定是判断各种水冲洗阶段是否结束的最直接的数据。在使用纯水或超纯水清洗精密工业设备和高压带电设备时，要掌握溶解在水中的中性盐的情况，迭时就要测水的电阻率。纯水理论上可达到最高电阻率为18.3MΩ•cm，一般纯水为16~18MΩ•cm。而普通蒸憎水只能达到10Ω•cm，自来水的电阻率为104Ω•cm。电阻率可用简便的电阻率测定仪测定。可以分别根据实际需要，设定各种水的耐用限度。

清洗液的监测分析

在化学清洗过程中需对酸浓度、碱浓度、钝化液的浓度及清洗液中各种离子浓度进行监测，其主要内容如下。

1.化验用品明细

名称规格数量

滴定仪（台、杆、夹、管〉1套

锥形瓶250mL2个

烧杯250mL2个

移液管5mL1支

吸耳球1个

量筒50mL1个

试纸若干

混合指示剂1瓶

标准溶液：酸、碱、EDTA各1瓶

温度计若干

滤纸、漏斗及劳保用品若干

急救药品若干

2.测试项目及分析检测时间

表格P53-54页

3.碱浓度测定

碱浓度的测定是指对清洗系统酸洗前的除油脱脂和对污垢中的硫酸盐垢转化时的碱洗及酸洗后的中和处理步骤。碱洗液一般由氢氧化钠、碳酸钠或磷酸三钠组成，必要时加少量表面活性剂。碱洗液的成分测定主要是对氢氧化钠、磷酸三钠和碳酸钠的分析。

（1）碱洗液为NaOH

①分析原理H++OH-→H₂O

②分析试剂H₂SO₄标准溶液（约为0.1mol/L）；混合指示剂（漠甲酚绿和甲基红混合指示剂）。

③步骤

a.取体积为V（一般为5mL）的碱洗液于锥形瓶中加水至100mL。

b.加2〜3滴混合指示剂，用浓度为c的H₂SO₄标准溶液滴定至溶液颜色由绿变红，所消耗的标准溶液体积为V1。

公式P54页

式中：40.0——NaOH的相对分子质量；

C—硫酸标准溶液的浓度，mol/L；

V1—消耗硫酸标准溶液的体积，mL；

V—取碱液体积，mL。

注：本书中公式为方便使用，只需将量数值代入即可，量的单位无需代入公式。另外，为简化公式，诸如d=1g/mL也在公式中予以省略。

（2）碱洗液为两项混合液时

①试剂0.1%酚酿乙醇溶液；0.1%甲基橙指示剂。

②步骤

a.体积为V的碱洗液（一般为5mL）于250mL锥形瓶中，稀释至100mL；

b.滴入2〜3滴酚猷乙醇溶液（此时溶液显红色）；

c.用浓度为c的标准硫酸溶液滴定至无色，记下耗酸量a；

d.再加入两滴甲基橙指示剂，继续滴定至溶液呈橙色为止，记下第二次耗酸量b（不包括a）。

③计算

公式P55-56页

4.酸洗液的监测分析

酸洗液中需监测分析的主要是酸洗液的酸度和溶解产物高价金属离子的浓度。酸洗液的浓度直接影响清洗的速度、间接反应清洗的程度。溶解产物高价金属离子（Fe³+、Ca²+）的浓度直接影响着缓蚀剂的缓蚀效果。为了了解进入溶液中铁的总量，Fe²+离子的浓度也需要测定。

（1）盐酸浓度的测定

①试剂：混合指示剂，浓度为c的氢氧化钠标准溶液，mol/L。

②原理：盐酸是氯化氢的水溶液，酸性较强，能与碱发生中和反应，即

HCl+NaOH→NaCl+H₂O

因此加入混合指示剂后，用标准氢氧化钠溶液进行滴定分析，颜色由红变绿即为终点。

③仪器碱式滴定管、锥形瓶、移液管、烧杯、量筒。

④步骤

a.体积为V的溶液（一般为2mL），置于锥形瓶内加水稀释到lOOmL。

b.加2〜3滴混合指示剂（此时溶液为红色）。

c.用浓度为c的NaOH标准溶液（mol/L）滴定，当溶液颜色由红变绿时为止，记下消耗碱溶液体积V1（mL）。

d.计算

公式P57页

式中：36.5——HC1的相对分子质量；

c——NaOH标准溶液的摩尔浓度，mol/L；

V₁——消耗NaOH标准溶液的体积，mL；

V——所取酸洗液的体积，mL。

注意：当所测溶液浓度过高时，应先将其稀释后测定。

（2）氢氟酸浓度测定

①原理氢氟酸呈酸性可与氢氧化钠发生中和反应

HF+NaOH=NaF+H₂O

因此，其浓度可用NaOH标准溶液滴定测得。

②试剂混合指示剂、饱和氯化钾溶液、浓度为c的氢氧化钠标准溶液。

③仪器烧杯、量筒、碱式滴定管、锥形瓶、移液管。

④步骤

a.取体积为V的酸溶液（一般为1〜2mL），放入锥形瓶内，加水至100mL。

b.加入15mL饱和氯化钾溶液及2滴混合指示剂（此时溶液为红色）。

c.用NaOH标准溶液滴定至红色消失，变为绿色时，即为终点，记下消耗NaOH的体积V1（mL）。

计算：

公式P57页

式中：20.0——HF的相对分子质量；

c——NaOH标准溶液的浓度，mol/L；

V₁——消耗NaOH标准溶液的体积，mL；

V——所取HF溶液的体积，mL。

（3）硝酸浓度的测定

①原理：硝酸呈强酸性，加入氢氧化钠标准溶液后发生中和反应，可表示为：

HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O

因此可以加入混合指示剂后用标准NaOH溶液进行滴定分析。

②试剂：标准NaOH溶液、混合指示剂。

③步骤

a.取体积为V的酸溶液（一般用移液管吸取5mL），放入250mL锥形瓶中。

b.将其稀释至体积为100mL左右，加入2〜3滴混合指示剂（此时溶液为红色）。

c.用己知浓度的NaOH标准溶液滴定至绿色为止，记下此时NaOH溶液消耗的体积V1（mL）。

计算：

公式P58页

式中：63.01——HNO3的相对分子质量；

c——NaOH标准溶液的浓度，mol/L；

V₁——消耗NaOH标准溶液的体积，mL；

V——取样量，mL。

（4）柠檬酸浓度的测定

①原理：游离柠檬酸浓度的测定，用NaOH标准溶液进行滴定，并加入一定量的高氯酸镁，以减少试样中部分铁离子的影响。现场清洗中实际起作用的是柠檬酸溶液，因此先制好柠檬酸溶液后，需用氨水调节pH值至3〜4，使之部分形成柠檬酸鞍溶液，所以测得的酸度比实际的酸度小，需修正其中所含柠檬酸鞍溶液的浓度，修正系数（Fa）与溶液pH值有关。

②试剂：NaOH标准溶液（约为0.1mol/L）、5%Mg（C1O₄）₂溶液、混合指示剂（漠甲酚绿和甲基红混合指示剂）。

③仪器：移液管、量筒、烧杯、碱式滴定管、pH试纸、锥形瓶。

④步骤

a.取体积为V的酸洗洗液（一般为5mL），加入高氯酸镁溶液3〜5mL，用蒸馅水稀释至100mL。

b.加入2滴混合指示剂（pH值为6〜7.6），用浓度为c的NaOH滴定至溶液呈微红色为止，记下消耗NaOH的体积V1。

计算：

公式P58页

式中：V——所取柠檬酸溶液的体积，mL；

V₁——消耗NaOH标准溶液的体积，mL；

c——NaOH标准溶液的浓度，mol/L；

Fa——从pH-F。表中查得。

如试样中含铁量高，终点不明显时增加Mg（ClO₄）₂的剂量；减少试样的吸取量。

c.pH-Fa表的制作（从实测中求得）在烧杯中配制的一系列3%C₆HgO₇溶液，并取未调好pH值的3%C₆H₈O₇溶液各2mL，用水稀释至100mL，依次加入不同量的氨水，调节成不同pH值的溶液，再实测其游离C₆H₈O₇溶液浓度，比值为Fa，即得到3%C₆H₈O₇的pH-几表，见表2-9。

表格P58-59页

如试样中含铁量过大，会使终点不明显，解决办法：一方面增加Mg（ClO₄）₂溶液的剂量；另一方面减少试样的吸取量。

（5）硫酸浓度的测定

①原理硫酸可与氢氧化钠溶液发生中和反应，即

H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O

因此可以加入指示剂后，用NaOH标准溶液进行滴定分析。

②试剂：准NaOH溶液、混合指示剂。

③仪器：锥形瓶、碱式滴定管、量筒、烧杯。

④步骤

a.用量筒取体积为V的试样（一般为2mL），注入锥形瓶中，并加水稀释至100mL。

b.加两滴混合指示剂，用NaOH标准溶液滴定。

c.滴定至溶液呈绿色，记下NaOH标准溶液的消耗量V1（mL）。

计算：

公式P59页

式中：c——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；

V₁——氢氧化钠标准溶液的用量，mL；

V——试样体积，mL；

98.1酸的相对分子质量。

（6）氨基磺酸浓度的测定

称取质量为m实的氨基磺酸，用100mL容量瓶进行定容；取样5mL加50mL水和混合指示剂，用0.9325mol/L的NaOH进行标定见表2-11。

平均误差：

（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

故氨基磺酸用NaOH滴定时其计算公式为：

公式P59页

式中：CNaOH——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；

VNaOH——氢氧化钠的体积数，mL。

表格P60页

5.金属离子浓度的测定

（1）酸洗液中Fe²+、Fe³+的分析测定。

在化学清洗中，铁离子含量是重要的控制指标，在以铁锈为主的除垢清洗中，常以铁离子浓度不再升高作为清洗终点的判断依据。由于Fe³+离子会引起钢铁腐蚀，在清洗过程中应对其浓度严加控制。

①原理在pH值为2~3的条件下，磺基水杨酸H₂Sa₁和Fe³+生成紫红色配合物，由于FeY比FeSa₁更稳定，故用EDTA钠盐滴定使紫红色褪色为终点。

Fe2+可用（NH4）2S2O8氧化成Fe³+，然后继续用EDTA滴定至红色褪去，根据消耗的EDTA量计算Fe²+的含量。

②测定方法

a.HC1、HNO₃、氨基磺酸中铁离子浓度的测定

试剂：EDTA标准溶液（一般为0.05mol/L），1：1NH₃•H₂O，1：4HC1，10%磺基水杨酸，10%过硫酸鞍。

步骤：准确量取适量酸洗液（酸洗阶段量取1〜5mL，冲洗阶段取5〜10mL），稀释至100mL；以1：1氨水、1：4盐酸调pH值为2〜3，加入1mL10%磺基水杨酸作指示剂（此时溶液显红色）；以EDTA滴定至红色消失，消耗EDTA的体积为a；再加入0.5〜1g过硫酸鞍拌匀后加热至70°C，待冷却后用EDTA标准溶液继续滴定至红色消失，记下EDTA的体积为b。

计算：

公式P61页

式中：c——EDTA标液浓度，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的相对分子质量；

V—所取溶液体积数，mL。

b.柠檬酸（C₆H₈O₇）溶液中铁离子浓度的测定

试剂：H₂SO₄标准溶液（一般为0.5mol/L）；EDTA标准溶液（一般为0.05mol/L）；40%的KCNS溶液；10%（NH₄）₂S₂O₈溶液。

步骤：取酸溶液5mL，加入4mL约0.5mol/LH₂SO₄溶液，稀释至100mL；加入5mL40%的KCNS溶液；用EDTA标准溶液滴定至红色消失，记下消耗量a；加5mL10%的过硫酸铵，加热至60〜70°C；用EDTA标准溶液滴定至红色消失，记下消耗量b（Fe³+浓度较大，终点不明显时，可酌情用水稀释）。

计算：

公式P61页

式中：c——EDTA标准溶液的浓度，mol/L；

d——EDTA标准溶液的第一次消耗量，mL；

b——EDTA标准溶液的第二次消耗量，mL；

55.85——Fe的相对分子质量；

V——所取溶液体积，mL。

c.HF溶液中铁离子浓度的测定

试剂：10%磺基水杨酸、25%AlCl₃溶液、EDlA标准溶液（一般为0.05mol/L）、H₂SO₄标准溶液（一般为0.5mol/L）。

步骤：取体积为V（1〜5mL）酸洗液，置锥形瓶中稀释至100mL；加入25%的AlCl₃溶液2mL；用1：1氨水和硫酸调pH值为2〜3，加入指示剂（10%水杨酸）；用EDTA滴定至紫色消失，记下消耗量a，mL；加入5mL过硫酸鞍加热至70°C，用EDTA滴定至终点，记下消耗量mL。

计算：

公式P61页

式中：c——EDTA标准溶液的浓度，mol/L；

a——EDTA标准溶液的第一次消耗量，mL；

b——EDTA标准溶液的第二次消耗量，mL；

55.85——Fe的相对分子质量；

V——所取溶液体积，mL。

（2）酸洗液中铜离子含量的分析测定

当酸洗液中铜离子含量超过3%时，会在清洗金属表面产生金属铜沉积（镀铜）现象，这种现象会造成铁腐蚀。当铜含量低于5%时，在清洗液中加入硫服可以把铜离子络合而隐蔽起来，当铜离子含量超过5%时，应采用氨氧化剂络合除铜，以避免引起金属腐蚀。

①原理：铜离子在pH值为3〜4的微酸性溶液中，能与紫腺酸鞍络合，使紫腺酸钱的玫瑰紫色消失。但EDTA与铜离子的络合能力更强，可以从上述络合物中置换出紫腺酸鞍，使溶液恢复紫色，故可用紫服酸鞍为指示剂，用EDTA标准溶液进行滴定。考虑到酸洗液中不可避免地有相当数量的铁离子，可用F-离子络合Fe³+，以消除铁离子的干扰。

②试剂：标准EDTA溶液、氯化鞍、紫脉酸鞍指示剂，1：1NH₄OH、1：4HCl。

③仪器：烧杯、移液管、玻璃漏斗、酸式滴定管、锥形瓶、量筒。

④测定步骤

a.取体积为V（10~15mL）的试样（沉淀物较多时，过滤后测定）。

b.加入少量氟化钠固体0.5g，用1：1氨水和1：4盐酸调节pH值到3〜4。

c.加入0.4g紫服酸鞍指示剂，用0.05mol/L或0.01mol/LEDTA溶液滴定至玫瑰色，记下消耗的体积数为a。

计算：

公式P62页

式中：c——EDTA标液浓度，mol/L；

a——0.05mol/L或0.01mol/LEDTA标准溶液体积，mL；

V——量取酸洗液或钱洗液的体积，mL；

63.55——铜的原子量。

（3）钙离子浓度的测定

①方法概要：本方法采用钙黄绿素为指示剂。在pH≥12时，用乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准溶液螯合滴定清洗废液中钙离子。

②仪器与试剂

微量滴定管：酸式10mL。

移液管：50mL。

试剂：20%氢氧化钾溶液，1：2三乙醇胺溶液，1：1盐酸溶液，氧化锌为基准物质，氨水，氯化铵，酚酞，氯化钾，醋酸，钙黄绿素指示剂，乙二胺四乙酸二钠（EDTA），0.5%铭黑T酒精溶液。

③准备工作

a.氨性缓冲溶液（pH=10）称取67.5g氯化鞍溶液于300mL水中，加570mL浓氨水，再用水稀释至1L。

b.钙黄绿素一酚駄混合指示剂称取0.2g钙黄绿素，0.07g酚駄置于玻璃研钵中，加20g氯化钾研细混匀，贮于磨口瓶中，或直接使用市售的钙黄绿素一酚酞试纸。

c.0.01mol/L氧化锌标准溶液配制方法称取于800°C灼烧至恒重的基准氧化锌0.8137g，称准至0.0002g。加入20mL1：1盐酸，加热溶解后，移入1L容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

d.0.01mol/LEDTA标准溶液配制称取3.72gEDTA，溶于1L容量瓶中，摇匀。

e.标定：准确吸取25mL0.01mol/L氧化锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加70mL水及10mLpH=10的氨性缓冲溶液，加入3滴0.5%锯黑T指示剂，或一条铅黑T试纸，用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变成纯蓝色为终点，同时作空白试验校正结果。EDTA标准溶液的浓度c按下式计算：

公式P63页

式中：V——消耗的EDTA标准溶液体积，mL；

c₁——氧化锌标准溶液浓度，mol/L；

V₁——吸取氧化锌标准溶液的体积，mL；

V₀——空白溶液所消耗的EDTA标准溶液的体积，mL。

④试验步骤：用移液管吸取经中速定性滤纸过滤后的水样50mL，加30mg钙黄绿素一酚駄混合指示剂，或一条钙黄绿素一酚駄试纸，在黑色背景下用EDTA标准溶液滴定至溶液的黄绿色荧光突然消失，并出现红色时即为终点，记下所消耗的EDTA标准溶液的体积。

需要注意的是水样中EDTMP大于10mg/L，六偏磷酸钠大于6mg/L或含有聚丙烯酸及大量重碳酸根离子时对测定均有干扰，经加盐酸煮沸后再滴定，可消除干扰；在水中有微量三价铁和铝离子干扰本法时，可在加入20%氢氧化钾溶液前，先加入2〜3mL1：2三乙醇胺溶液，但用量不能太多，否则终点不明显；有锌离子时，加入氢氧化钾溶液调节pH=14，可消除干扰；本方法也可采用钙指示剂指示终点。

⑤计算：水样中钙离子含量（mg/L），按下式计算：

公式P63页

式中：c——EDTA标准溶液浓度，mol/L；

V₁——消耗的EDTA标准溶液体积，mL；

V₀——滴定空白溶液时，所消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

V——吸取水样体积，mL；

40.08——的原子量。

⑥允许误差：含钙离子50mg/L的水样，平行测定两个结果间的差数，不应超过0.21mg/L；取平行测定两个结果的算术平均值，作为水样的钙离子含量。

（4）镁离子浓度的测定

①方法概要：在pH=10的氨性缓冲液中，用酸性铬蓝K为指示剂，以乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准溶液整合滴定钙镁离子含量，从中减去钙量即为镁离子含量。

②试剂：5%酒石酸钾钠溶液；1：2三乙醇胺水溶液；氯化铵；试剂级萘酚绿B；氨水；试剂级酸性铬蓝K；巯基乙醇（硫代乙醇酸）；硝酸钾。

③准备工作：氨性缓冲溶液（pH=10）：称取67.5g氧化鞍溶于200mL水中，加入570mL浓氨水，用水稀释至1L，最好用酸度计核对pH值。

酸性铅蓝K一萘酚酞绿B混合指示剂：称取0.1g酸性锯蓝K和0.15g荼酚绿B置于研钵中，加10g干燥硝酸钾，研磨均匀，贮于磨口瓶中，或直接使用市售的酸性铬蓝K—蔡酚绿B试纸。

0.01mol/LEDTA标准溶液：配制和标定见循环水中钙离子的测定方法。

④试验步骤：吸取经中速滤纸过滤后水样50mL于250mL锥形瓶中，加入10mL氨性缓冲溶液。

若水样中含有铁铝离子，可在加入氨性缓冲溶液前加入5%酒石酸钾钠2mL，1：2三乙醇胺2mL。若水样中含有锌，则在加入缓冲溶液前，先加入抗坏血酸0.1g，琉基乙醇0.5mL，然后加1：2三乙醇胺2〜3mL。

加入少量酸性铅蓝K—萘酚绿B指示剂，或一条酸性铬蓝K—萘酚绿B试纸，用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色突变为纯蓝色即为终点，记录所消耗的EDTA标准溶液体积V₂。

⑤计算：水样中镁离子含量Cmg²+（mg/L）按下式计算：

公式P64页

式中：V₁——滴定钙时所消耗EDIA标准溶液的体积，mL；

V₂——滴定钙镁含量时所消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

c——EDIA标准溶液的浓度，mol/L；

V——吸取水样体积，mL；

24.31——镁的原子量。

⑥允许误差：含镁离子7mg/L的水样平行测定两个结果间的差数不应超过0.54mg/L。取平行测定两个结果的算术平均值，作为水样中镁离子的含量。

6.钝化液的测定

钝化液一般采用亚硝酸钠的碱性水溶液。钝化液的钝化缓蚀防锈效果主要取决于亚硝酸钠浓度和pH值。

亚硝酸钠浓度的测定：酸洗溶液中的亚硝酸钠可被高猛酸钾氧化成硝酸钠，用已知量的硫酸亚铁镀与过剩的高猛酸钾反应，最后再用标准高猛酸钾回滴剩余的硫酸亚铁鞍，根据回滴时消耗高猛酸钾体积可推算出洗液中的亚硝酸钠浓度。整个反应过程如下：

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

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

具体步骤为先在250cm³锥形瓶中加入80cm³蒸馏水、10cm³1：3的硫酸，并加入高锰酸钾滴至显微红色，保持红色2min不消失即可，目的为预先除去水中可被高锰酸钾氧化的物质。用移液管加入准确体积的10cm³0.02mol/L高猛酸钾以及5cm³含亚硝酸钠的钝化液，静置大约5min，让高猛酸钾把亚硝酸钠完全氧化。再加入准确量取的10cm³0.1mol/L硫酸亚铁鞍标准溶液，静置5min，让剩余的高锰酸钾与硫酸亚铁铵完全反应，最后用高锰酸钾标准溶液滴定过量的硫酸亚铁铵到溶液呈现高锰酸钾的微红色不褪去为终点。记下消耗的高猛酸钾体积V₁，按下式计算出钝化液中亚硝酸钠含量：

公式P65页

式中，T为高猛酸钾相当于亚硝酸钠的比例系数，即每毫升KMnO₄相当于NaNO₂质量（克）。从方程式得知，NaNO₂与KMnO₄反应时物质的量之比为5：2，如果用0.2mol/L的KMnO₄lmL恰好相当于0.05molNaNO₂的质量（3.14mg），此时T=3.45mg/mL，实验时可根据具体情况确定T值；V₁为滴定时消耗高猛酸钾体积，mL：V为抽取钝化液体积，mL；c₁为高猛酸钾溶液浓度，mol/L；c₂为硫酸亚铁铁溶液浓度，mol/L。

亚硝酸盐用高猛酸钾氧化滴定，因会受到溶液中其他还原物质的影响而误差较大。如果亚硝酸根离子含量在10mg/L以下时可用分光光度计或比色法测定。其方法为用亚硝酸钠配置成0.1mg/L，0.3mg/L，0.5mg/L及1.0mg/L标准溶液系列，加入一定量的格里斯试剂，并用524nm波长的单色光在分光光度计上测定其吸收值，绘制出标准工作曲线。当用未知的亚硝酸钠溶液测定其在524nm的吸光度时，对照工作曲线可找出对应的亚硝酸根含量。格里斯试剂是由0.1gα一萘胺溶于100mL30%醋酸溶液中与1%100mL对氨基苯磺酸等体积混合而成，它有使亚硝酸根离子在比色测定中不受其他离子干扰的作用。

清洗废液的监测分析

清洗废液中污垢含量的增加直接影响清洗液的性能，也会对清洗物体产生影响，因此应对清洗废液的各种污垢含量及时检测了解。

1.pH值确定

清洗废液的pH值要调整到6~9才允许排放。测定清洗液pH值可用便携式pH计直接测量。这类液晶显示的pH计多为直读式，使用很方便。无pH计的情况下可使用pH试纸测量，蘸取待测液，滴加到pH试纸上，通过与标准试纸卡比较，即可知待测液pH值。

2.清洗液中油污总含量的监测分析

通过对清洗液中油污总含量分析可监测油污去除程度，还可了解待排放的清洗液中的油污含量是否达到允许排放的浓度范围。测定油污总含量的关键在于把有机污染物与水及无机物分离，当不易挥发的有机污物在清洗液中的浓度较高，并在乙醚一水相间有高分配系数时，可直接用乙醚萃取，萃取后分出乙醚相，并将乙醚与蒸发，称量残余物质量即可求出油污总含量。

清洗液中的易挥发油污，可用浊度法分析。首先用纯净空气将挥发性油吹出清洗液并用活性炭吸附，然后用丙酮脱附，再与明胶水溶液混合，用浊度测定法测定乳状液的吸光度。而挥发性酸、酚等其他有机物均溶于水，不与明胶形成乳状液，不干扰挥发性油的测定。比较精确的测定油污的方法需借助仪器分析。如用燃烧一红外分析法可进行有机碳定量分析。具体方法为先把少量试样与氧气一起送入装有高温总碳测定的氧化催化剂的管中，使有机物中碳和无机物中碳都变成二氧化碳，用红外气体分析仪测量CO₂浓度可知总碳量。另取试样在有机物不分解的温度（约150°C）下将试样送入测定无机碳的装置中，使无机物中碳（主要是碳酸盐）变成CO₂，求出无机物碳量，从总碳量减去无机物碳量即可测知有机物中含碳量。

3.清洗废液中悬浮物总量测定

清洗废液中悬浮物总量是废液排放时一项环保控制的重要指标。悬浮物总量超标时需要经过滤、澄清、混凝处理后才可排放。清洗废液中的固体分为溶解固体和悬浮固体，二者总和称为总固体含量（TDS）。总固体含量测定一般是将试样在110〜150°C温度下蒸干后称重测得的。

悬浮物指不溶于水的泥沙、黏土、有机物、微生物等。悬浮物总量可用滤膜过滤法测定，也可通过浑浊度法间接测定。水的浑浊度可用多种方法测定。国内大多用比浊仪。是根据形成浊度的水中悬浮颗粒的浓度、大小和形状不同而产生不同透光度的原理制成的。水越浑浊对光线反射越强，透光度越低。反之水越清澈，反射光越弱，透光度越强。

4.清洗液中其他有害化学物质的监测

（1）氟离子（F-）氟化物对人体有危害作用，污水排放标准中规定，污水中氟离子含量应≤10mg/L。在用氢氟酸清洗锅炉或对半导体材料清洗时都应测定清洗液中氟化物含量。监测氟离子浓度是用氟离子选择电极，它的电极电位与溶液中F-离子浓度有关。通过测定氟离子选择电极与标准电极组成的电池，由含待测氟离子溶液中的电池电动势即可测知氟离子浓度。氟离子浓度超标的溶液与生石灰反应可生成难溶氟化钙而使氟离子浓度降低。

（2）亚硝酸根（NO₂-）这种离子在生化反应中有转化成致癌物质亚硝铵的可能，国外污水排放标准规定其含量≤1mg/L。亚硝酸钠是常用的钝化剂，因此排放前需经常监测。测量微量亚硝酸钠常用分光光度计的比色法。亚硝酸钠超标的污水在排放前通过加酸或氧化剂的方法使亚硝酸盐转变成不稳定的亚硝酸或氧化成硝酸盐而去除。

（3）联氨（H₂N—NH₂）它在化学清洗中可做钝化剂，也是一种强还原剂。它在对苯二酚、铁离子作用下可与水中氧气化合，因此将含联氨的废液排入水体中会使水中所含氧被耗尽而造成微生物死亡或水质腐蚀发臭。

洗液中的联氨含量可用分光光度计比色法测定。

联氨易于氧化，当用压缩空气鼓风搅拌酸洗废液时，由于废液中含有可催化联氨的物质就可使其氧化而去掉。

洁净度的检验

洗净之后经常需对固体表面的洁净度进行评价，可以利用表面的各种性质作为评价洁净度的依据。但目前没有一种评价方法是万能的，只能根据具体需要选定最合适的评价方法。

理想的评价方法应具有几个特点，如客观性、可重复性、可信度髙、操作简便迅速、检测过程中不破坏材料等。洁净度的评价方法是随着清洗技术的发展不断更新的。通常工业清洗工艺往往只凭视觉和触觉等感官加以判断，对于清除微小污垢的高洁净度就要靠仪器测定判断，在超精密工业清洗领域目前已采用许多新的检验方法。

1.取样方法

正确地测定清洗对象的清洁程度是有一定难度的。由于形状复杂或由多种材料构成的清洗对象，其污垢分布常是不均匀的。因此局部表面测定的结果不一定能完全代表整体的污垢及清洁程度的情况。例如测定物体表面附着的微生物数目，多是用清洁的布擦拭一定面积的清洗对象表面，并把这块布拿去进行微生物培养，根据它上面的细菌数目确定微生物污染的情况。但如果培养结果细菌个数为零，并不能绝对保证整个对象物上微生物也是零。

另外，用测量接触角作为判断洁净度依据时，其测定结果也只能表示与水滴接触部位的局部洁净度。

在清洗对象较小时，一般采用适当的溶剂浸泡溶解污垢，把溶解出来的污垢多少作为洁净度的判定方法。但溶剂并不一定能将所有的污垢都溶解下来。

因此，在工业清洗工艺的现场要采用一些能提高测定准确性的取样方法。这些方法虽然简单但很实用，主要的方法如下：

（1）随机取样测定

当清洗对象是数目很多的同一种小型物品时，为了减少测定次数，往往随机取出个别样品进行测定，用它的测定结果判定全体样品的污染情况和洁净度。此时，随机取样的数目要达到一定数量才能够较准确地反映整体的情况。

（2）对某种特定污垢进行专门测定

即选择影响最大的污垢进行测定，通常的机械部件进行脱脂清洗即适合这种方法。这时测定的重点是油性污垢而不必对其他污垢进行专门测定。

（3）以污染最严重的部位为标准进行测定

即将对象物表面污垢最多、附着最顽固的部位作为测定标准进行测定。如果这部位在清洗后达到所要求的洁净度，其他部位肯定已达到更好的洁净度。在清洗工厂大型设备时往往采用这种方法。

2.实验室测定洁净度的方法

（1）使用仪器的测定方法

当前随着科学技术的进步，分析仪器的发展确实达到惊人的地步。这些分析仪器主要应用在精密工业清洗和超精密工业清洗领域。但是这些方法受到许多客观条件的限制，目前大部分停留在某些必须使用这些髙级技术的场合和实验室研究的范围，并未在工厂中大量使用。

精密分析仪器主要有以下几种。

①电子显微镜

电子显微镜的出现，使得原来在光学显微镜下无法识别的粒径在1pm以下的污垢微粒变成可以识别。用电子显微镜可以研究清洗对象表面的精细状态和判定微小污垢粒子的数目。

②激光散射

用氦—氖激光射线照射十分平滑的物体表面时，可以利用激光散射的原理把表面上粒径在0.2-0.3μm的微粒状污垢粒子的数目测定出来。

③表面分析仪器

表面分析仪器的工作原理是把各种电磁波、电子或离子照射到清洗对象表面的表层，并捕捉它们反射时产生的各种光电信息，或利用产生的分子和原子的能量分布状态进行研究分析，从而对污垢存在的情况进行定性以至定量的测定。

1）利用电磁波进行表面分析的仪器

a.红外线反射分光光度计（IRRS）：这种仪器可以在空气环境中进行检测，方法简便，但较难获得精密的信息。除了利用物体对红外线吸收的分析方法外，也可以利用物体表面对可见光、紫外线的吸收进行分析。都是利用污垢与光线的相互作用，产生散射、反射、吸收、发光等现象，对光谱进行分析对洁净度做出评价的。如利用污垢对红外线吸收的特点，对吸收强度进行分析可判断污垢的数量，具体方法有透射法、反射法和发光法3种。近年来利用傅立叶变换红外光谱仪可对微弱红外线吸收进行分辨。粒径在10μm的有机污垢粒子都可被检出。利用污垢可吸收可见光、紫外线的特点，也可进行检验。当对光线透明物体上含有不透明污垢进行分析时，用透过法分析光吸收强度可判断污垢数量。当物体与污垢对光线都是不透明时，可利用对光吸收量的变化值测定污垢数量。

b.X射线荧光分析仪（FXS）：把X射线照射到物体上并对反射出来的荧光X射线进行测定的仪器。

c.X射线光电子能谱（ESCA，XPS）：用紫外线波长范围的X射线照射物体表面，对激发出来的光电子动能进行测定分析的仪器。

2）利用电子射线的分析仪器

a.反射电子吸收俄歇电子能谱（AES，SAM）：用电子束射线照射物体，对反射的电子束进行测定分析的仪器。

b.电子一X射线法（EPMA）：对电子射线打击物体表面，对激发出的X—射线进行分析。

3）利用离子束的分析仪器

a.离子散射光谱仪（ISS）：用离子束射线照射物体表面，并对产生的散乱离子的能量进行测定分析的仪器。

b.二次离子质谱仪（SIMA）：用离子束射线照射物体，对产生的二次离子进行直接的质量分析仪器。

表面分析仪器原理示意图见图2-10。

还有利用等离子体对物体表面照射，对反射形成的光谱进行分析的等离子体光谱（Plasma）。

（2）示踪法

把有标记特征的物质混入人工污垢中并附着在清洗对象表面，当清洗处理后，利用标记物的残留情况作为对清洗力和洁净度的评价。用这种方法可以进行定量测定。示踪法有两种；

图片P69页

①同位素法

利用放射性同位素，如用含有放射性碳原子同位素C¹⁴的酰胺、烷烃等有机物，能放射出β-射线而且射线强度与C¹⁴含量成正比的特点作标记示踪原子的方法。常用的放射性同位素有¹⁴C、³²p、³⁵s、⁴⁵Ca。把含有放射性同位素的物质与其他污垢混合制成人工污垢，涂于物体表面，然后对比清洗前后放射性的强度变化（用盖革计数器测定）。由于放射性的强度是与残留在物体表面的放射性同位素数量成正比关系的，所以可间接测定表面的洁净度。如把含有3%放射性同位素的油垢涂于金属表面，然后用石油溶剂加热喷淋清洗、石油溶剂机械搅拌浸渍清洗、四氯乙烯蒸气脱脂清洗、氯代桂溶剂浸渍加超声波清洗，对几个方法进行对比实验发现，它们的脱脂率分别为14%、30%、35%和99.5%o说明脱脂清洗以超声波清洗效果最好。如用放射性同位素¹⁴C制成易挥发有机物并涂于固体表面，利用其他污垢与¹⁴C有机物分子间有相互吸收作用，污垢多时相互作用力也大，具有使含放射性同位素的有机物挥发慢的特点。在通入一定量氮气流的条件下，测定挥发性有机物的蒸发速度。利用蒸发速度与污垢含量成反比的关系可间接判断不同表面上污垢的数量。但这种方法的准确性受接收放射能的实验方法的制约，因此实用性较差。

②荧光染料法

是将荧光染料作标记物的方法。把绿色的油溶性荧光染料加到油性污垢中附着在对象物表面并进行清洗，洗净后的残留物发荧光用肉眼是看不见的，需要靠荧光灯检测。当脱脂去污很完全时，显示无色，当油垢未完全脱尽时荧光染料会发出荧光。荧光强度与污垢含量成正比关系。用这种方法可以对清洗方法和洁净度进行评价，是比同位素法更实用的评价方法。荧光染料法实验装置见图2-11。

图2-10荧光染料法实验装置

图片P70页

（3）表面膜判定法

清洗后的表面加工处理可以形成各种表面膜。形成的表面膜的强度和形态可以作为判定洁净度的方法。比如当玻璃和金属表面有微量污垢吸附残留的情况下，处理得到的表面膜不仅强度差而且不均匀。形成表面膜的方法有以下两种。

①真空镀膜法

在真空状态下把金属锌加热蒸发形成的蒸气镀在物体表面形成表面膜。根据最初形成的表面膜的附着情况和花纹式样可以判别物体洗净的程度。玻璃表面的洗净程度就可用这种方法判断。

②硫酸铜溶液法

把金属短时间浸泡在硫酸铜水溶液中，由于要清洗的金属比铜活泼性大，所以金属原子可以把铜离子置换出来并在金属表面形成一层金属铜膜。根据生成的铜膜附着强度和花纹式样可以判断金属表面的洁净度。这种方法与真空镀膜一样可以作为判断洁净度的依据。由于这种方法简易可行，是适合工厂使用的一种简单方法。在钢铁的脱脂清洗中常用这种方法判断钢铁洗净的程度。

具体步骤为：把洗净的金属浸入由50g/LCuSO₄与20g/LH₂SO₄组成的酸性硫酸铜溶液中约1min，取出后水洗并观察。

（4）生锈法

利用洁净度高的金属表面不易产生锈斑的特点进行判断。具体实验方法有如下几种。

赤血盐法：把用滤纸过滤的赤血盐（K₄[Fe（CN）₆]）溶液与食盐混合，形成含4%食盐、3%赤血盐、0.1%表面活性剂的测试液。把测试液涂于金属表面，如有腐蚀产生的Fe³+离子则会在表面形成Fe₄[Fe（CN）₆]₃的普鲁士蓝色沉淀，而清洁金属表面无此现象：

Fe³++3K₄[Fe（CN）₆]=Fe₄[Fe（CN）₆]₃+12K+

也可以用赤血盐硝酸溶液对不锈钢表面的铁锈污垢进行检验：赤血盐硝酸溶液是在1L水中加入10g赤血盐（亚铁氟化钾）和30cm³70%HNO₃配成的。把测试液涂在不锈钢或钢铁表面，如果30s内出现深蓝色沉淀证明有Fe³+离子污垢存在。实验后为去除产生的深蓝色沉淀，可用10%的醋酸与3%草酸混合液清洗，然后再用热水冲洗。

也可以用乙酰替苯胺的丙酮溶液对金属表面的污垢进行检测。测试液是用800cm³浓度为68g/L乙酰替苯胺的丙酮溶液与200cm³浓度为112g/L的醋酸鞍水溶液混合而成的。把测试液涂在不锈钢等金属表面上如在3〜5min后呈现粉红、血红或紫色，.即是金属表面存在Fe³+离子污垢的标志。试验后染上的颜色可用水、甲苯或丙酮除去。如使用有机溶剂洗涤时应注意防止其燃烧。

（5）其他方法

在纺织工业和衣物洗涤部门，判定白布的洁净度是用白度仪。首先制成各种不同白度的标准样品，把洗涤后的白布与标准样品进行比较可知洗涤物的白度（洁净度）。

也有用清洗对象的表面电位和摩擦因数作为判定依据的，但这些方法实用性较差。表2-12是玻璃板的清洗方法与摩擦因数的对应关系的例子，可供读者参考。

表2-12清洗方法与摩擦因数的关系（玻璃板）

图2-12油酸污染时摩擦因数与接触角变化的对应关系

表格P71-72

摩擦因数法的根据是高洁净度的物体表面摩擦因数大，而水等液体在其表面易铺展，因此接触角小，实验表明摩擦因数与接触角之间存在一定的对应关系，图2-12为洗净的铝、铜金属表面被油酸污染时摩擦因数与接触角的变化对应关系。

由图2-12可见实验开始前洁净的金属表面，接触角为0°（完全铺展），此时的静摩擦因数为1μk随着表面被油酸污染的加重，摩擦因数迅速减少而接触角迅速加大至（＞90°）润湿状态。因此可用物体表面摩擦因数值的大小，判断表面的洁净程度。

3.清洗现场测定洁净度的方法

（1）定量测定方法

除了以上介绍的各种物理和化学的测试方法之外，对于污垢的数量，清洗力大小，清洗洁净程度，在现场进行比较准确的定量方法有重量法、吸光度法、接触角法。

①重量法

由于目前工厂已普遍配置电子天平，使得对形状复杂的小型物体总体的洁净度可以进行评价。具体的步骤如下：

a.称量清洗样品质量。用电子天平称量3次（每次称量10个样品，电子天平的灵敏度可达10μg），即称量清洗前物体的质量mx，清洗后物体的质量my和清洗后再用脱脂能力优良的溶剂，完全洗净后的质量mz。

b.计算。附着在物体污垢的量为（mx一mz），清洗后去除的污垢量为（mx一my），残留的污垢量为（my一mz）。清洗后污垢去除率为（mx一my）/（mx一mz）；用残留污垢量（my一mz）除以物体的表面积得到单位面积的污垢残留的量，用10个样品试验求出的平均值。

使用这种方法应注意的问题是：为防止温度、湿度的变化及被测物体与电子天平间的温度差造成试验误差，在测量过程中要对温度、湿度进行调整。一般把样品放在恒温、恒湿条件下放置30〜60min再开始测量，而且要求熟练地进行称量操作。使用天平灵敏度为10μg的电子天平，在称量5个样品求平均值的情况下，确定的残留污垢误差范围在50-100μg。

注意：不能用天平称量的物体不能用此法。

②紫外线吸光光度法

这是一种使用紫外线分光光度计测量残留污垢的方法，可以作为前面重量测定法的一种替代方法。把洗净后的部件放在对污垢有强去除作用的溶剂中清洗，把溶剂中溶解的污垢的数量用紫外线吸收法加以测定，这是一种准确度更高的方法。特别是当污垢残留量很低时（0.01μg/cm²左右）用这种方法较准确。

表2-14对重量法和紫外线吸光光度法的测定范围进行比较，由表中数据可知，吸光光度法是准确度更高的方法。

表格P73页

吸光光度法存在的问题是：需要事先了解污垢的种类，掌握这类污垢浓度与紫外光吸光度之间的关系，并制成对应关系的标准曲线。

与重量法共同应注意的是：在用这种溶剂去除污垢时，不能对清洗对象造成腐蚀。特别是由多种材料组成的物体会存在这个问题。

吸光光度法使用的溶剂受吸收光谱的制约，并非所有溶剂都适用紫外线吸光光度法，要避免使用的溶剂对污垢的检验造成干扰。

③接触角法

把水滴球面与物体表面接触点所作的球面切线与表面形成的夹角（θ）叫接触角。图2-13是水滴在不同物质表面上形成的接触角示意图。

图2-13水滴的接触角/θ

表格P73页

接触角的大小与构成表面的材料性质有关，并随材料表面的光洁度等物质性质而变化。往往实际测量值与理论数值存在一定偏差。

水在各种表面上接触角列于表2-14。

表格P74页

对于可被水润湿的物质构成的材料，可以用接触角了解它表面的洁净程度（一般水滴在亲水表面上润湿，以接触角90°为分界，接触角小于90°，被认为是可被水润湿的物体）。对于由同一种材料制成的清洗对象，通过比较其接触角可以了解相应的洁净程度。接触角越小表明其表面洁净度越高。例如钢铁、不锈钢、贵金属以及玻璃等材料构成的物体，理论上与水接触角可达10°以下，但是沾有污垢的这些表面在用有机溶剂、表面活性剂水溶液和碱液等清洗剂清洗后还有厚度为几个分子的污垢层在表面吸着残留，所以清洗后接触角最多可达30°。通过电解、研磨和等离子体处理之后能使上述吸附的污垢剥离，或用强烈的氧化方法也能去除吸附层，而可以得到接触角在10°以下的超洁净的表面。

利用各种接触角测定装置（其示意图见图2-14）得到的测定值只能作判断洁净度的相对标准，因为即使用很精密的装置测量时，由于水滴下落的高度以及水滴直径大小的变化都会使结果发生变化。

使用接触角法时应注意：接触角法只适合于测定乎滑的物质表面的洁净度，对粗糙表面物体不适用。用碱液和表面活性剂水溶液清洗表面之后会有一些吸附物残留在表面，由于碱和表面活性剂有使接触角减小的作用，因此影响测量的准确性。

图2-14接触角测定示意图

表格P74页

另外油滴在某些金属表面也会形成接触角，例如橄榄油在白金、金和铁等金属表面的理论接触角分别为29°、33°和27°。另外，油滴在亲油表面接触角也较小，但是由于油滴的表面张力比水要小得多，它们对亲油性表面比对亲水性表面更易润湿。所以利用油滴的接触角变化来判断亲油表面的洁净度是很困难的，因此实际生产中很少这样做。

通过两个实例说明用接触角法可以对不同的清洗方法的效果进行评价。

a.玻璃：图2-15介绍了用几种清洗方法处理之后，玻璃表面与水的接触角。在清洁的玻璃表面上，由于玻璃分子与水分子间存在很强的相互作用，因此水滴的接触角可以在10°以下。

图2-15各种清洗方法处理后玻璃表面接触角

图片P75页

由图2-15的结果可以看出，三个沾有有机污垢的玻璃样品（原始与水的接触角分别约为＞30°，＞40°，＞50°）经过研磨后干燥（A）以及用三氯乙烯有机溶剂清洗（B）之后，玻璃与水的接触角在40°±10°范围，说明用研磨和亲油性有机溶剂去污之后，玻璃表面仍有一些有机污垢残留。而经过铬酸洗液（重铬酸钾加浓硫酸）处理（C）之后，有机污垢被氧化分解，三个玻璃样品与水的接触角都降至15°左右，已接近理想的洁净度。再经过辉光放电产生的等离子体（D）处理，这时水在玻璃表面的接触角可低于10°，理论上可认为此时玻璃表面已完全清洁。因此用测定玻璃与水的接触角的方法不仅可以判断玻璃表面的洁净度，也可以判断清洗方法的去污效果优劣。

b.金属：除了金、钳等贵金属之外，一般用精密工业清洗技术处理过的金属，它们的表面与水滴的接触角也可达到10°以下。但用一般的工业清洗技术，如用有机溶剂、碱性水溶液、表面活性剂水溶液处理金属进行脱脂去污，很难得到接触角在30°以下的洁净度。通过各种清洗方法清洗金属表面的结果对比，发现等离子体处理是最好的方法，洗净后金属与水的接触角最小。

由于清洗之后的玻璃和金属放在潮湿但清洁的空气中，它们的表面上会形成厚度约为几个分子厚的层状水吸附膜。这种吸附膜由于金属与水分子间有很强的分子间作用力而很难去除。钢铁表面吸附存在的水是导致铁锈生成的重要原因。而玻璃表面吸附的水膜要加热到几百度的高温才能完全除去。

在精密工业清洗领域，由于微量有机污垢和水膜残留在洗净的物体表面，会对后续进行的真空镀膜和其他各种加工都造成不良影响，必须加以清除。在这种情况下，使用紫外线与离子束共同作用或利用等离子体的方法使有机物氧化分解以及去除水膜有很好的效果。

④残留离子浓度法

半导体工业中的硅片、集成线路以及电子印刷线路板，要求表面不含金属离子污染物，这些微量离子的存在是造成材料腐蚀和电路短路的重要原因，也会使产品质量下降，可信赖程度降低。为此要对金属离子污垢含量进行测定。具体方法为用纯净的乙醇一水清洗液（通过离子交换法等纯化处理后其电阻值在20µΩ以上），对清洗后的半导体材料进行浸泡处理，然后测定洗液的电导率，溶出的金属离子越多溶液的导电性越强，离子浓度与电导率之间存在正比的定量关系，用这种方法也可以判定清洗的洁净度。

（2）简易定性评价洁净度的方法

在清洗现场除用视觉和触觉进行定性评价之外，还经常使用以下定性方法。

用干净的布擦拭清洗对象表面，通过看有无附着的污垢来测定表面洁净度是一种简便而常用的方法。通常是用干燥洁净不起毛的布（如纱布）对物体表面擦拭，根据布脏的程度进行判断，但不精确。

由于清洁的金属和玻璃表面可以被水润湿，根据接触角的原理，经常用水滴法、水膜法、喷雾法、喷气法等来检验。但只有熟练掌握上述方法的操作时才能做出正确的判断，而且当有碱和表面活性剂吸附残留在表面时，有时会做出错误的判断。

①水滴法

这是前面介绍的接触角评价洁净度的一种应用。滴在表面上的水滴体积一定的条件下（一般可认为从滴管中滴出的每滴水体积是相同的），在表面展开的水滴直径越大，接触角越小，洁净度越高（见图2-16）。因此可以把表面上形成的水滴直径大小和形状作为比较洁净度的依据。如图2-16中图a是表面有不均匀残留污垢时水滴的形状，而图b中水滴保持圆形而且直径相当大。由此判断图b中表面洁净度较高。

图2-16水滴形状与洁净度关系

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②水膜法

把清洗后的物体浸泡在水中并使物体表面与水面成垂直方向向上拉，离开水面后如果物体表面形成的水膜能均匀地占满全部表面则说明洁净度高，如表面有部分形不成水膜则说明那里不够洁净。这是一种最简便的试验方法，但不是一种精密的判定方法。

③喷雾法

用喷雾器把均匀的微粒状水滴喷射到清洗后的干燥表面上，通过形成水滴的情况可以判断它的洁净度。当表面十分洁净时，微粒状水滴会在表面上均匀地润湿铺层，而且干燥后凝聚水膜周边形状呈规则的圆形。见图2-17。

图2-17喷雾法实验装畫

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④呼气法

对着干燥的清洗对象表面呼气，水蒸气在表面上冷凝时会在表面形成混浊的雾斑。表面洁净时产生的雾斑是均匀的，而表面不洁净时雾斑不均匀，当表面十分平滑洁净时雾斑会在很短时间内消失。

⑤肉眼观察法

通过用肉眼直接观察式用放大镜，检测管等仪器观察表面的油脂、铁锈等污垢。也可以用照射在物体表面的反射光强度了解污染的情况，事先应对不同洁净度的样品定出标准，然后把待测样品与已知样品进行比较。这种方法的优点是测定速度快，不必破坏样品。但要求实验者有一定的经验。图2-18为肉眼观察法示意图。这种方法测定颗粒状污垢效果较好，对有机物形成的薄膜污垢判断准确性差。使用的设备中光源要保证有一定光强度才能产生较强的反射散射光。

图2-18肉眼观察法示意图

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