淺析庫倫測定硫含量不同濃度KI的差異

摘 要：本文介紹了微庫侖分析法和微庫侖法測定石油產品中硫含量的基本原理。在參數條件適合情況下，認為不同濃度電解液是導致硫含量檢測過程中偏壓和轉化率不同、出峰速率，拖尾峰的一個因素。

關鍵詞：庫倫硫；KI濃度；轉化率；偏壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.239

實驗部分

1 儀器與試劑

TW-2000儀器兩臺（Ⅰ，Ⅱ），碘化鉀試劑（科密歐），疊氮化鈉（西隴化工），冰醋酸（科密歐），純水制備儀器（艾柯），進樣器（配套設備），10微升進樣針。

1.1 儀器參數設置

統一載氣流量N2：O2 200：150；電阻2K，放大倍數100；燃燒溫度800：700：600；標準物質10；實驗室溫度20-25℃。

1.2 試劑配制

試劑A：0.5g碘化鉀，0.6g疊氮化鈉，5ml冰醋酸用蒸餾水稀釋至500ml，定容至1L。

試劑B：1.0g碘化鉀，0.6g疊氮化鈉，5ml冰醋酸用蒸餾水稀釋至500ml，定容至1L。

試劑C：0.8g碘化鉀，0.6g疊氮化鈉，5ml冰醋酸用蒸餾水稀釋至500ml，定容至1L。

注：碘化鉀提供滴定劑離子，迭氮化鈉可掩蔽樣品中氮和氯化物對檢測的干擾，冰醋酸起到調節電解液PH值的作用（作為驗證參考用）。

2 實驗原理和方法

參考電極提供一個恒定的電位作為參考電壓， 它由電極表面離子的濃度直接決定， 正常情況下參考電極通過擴散隔板同電解池的中心室分離， 并防止和進行滴定的中心室內設置的測量電極發生電信號的接觸， 參考電極和指示電極構成指示電極對，指示電極對提供放大器信號。這一信號同外加偏壓相反， 如果兩個電壓相等時， 則輸入到放大器的信號為零， 那么放大器的輸出也為零， 在電解電極對之間就沒有電流（I） 流過， 儀器處于平衡狀態： E 參+ E 測= E 偏， 那么$E = 0， I = 0 。 如果有待測物質進入滴定池時， 與滴定池內滴定離子發生反應， 滴定離子濃度發生變化，測量電極電位也會發生變化。結果會造成指示電極對的輸出與給定不平衡， 信號$E就不再是零， 放大器一旦有了輸入， 由放大器供給電解電極對一個放大的電壓， 同時有一相對應用$E量的電流（I） 通過滴定池產生滴定離子。這一過程將連續進行至產生足夠的滴定離子， 使電解液中滴定劑離子的濃度恢復到初始狀態： E 參+ E 測≠ E 偏， 那么$E ≠ 0， I ≠ 0 此時， 儀器會進入工作狀態。如果被滴定的物質是連續穩定的進入滴定池，則電解電流將一直增加并保持在一個新的水平上， 直到不再有被滴定物質進入滴定池。

偏壓、增益、電阻是系統狀態參數，它們選擇得合適與否直接影響到圖形與分析結果： 偏壓反映滴定池中滴定劑離子濃度的變化。偏壓過高，電解時會出現反沖，側臂電解陰極有褐色碘出現，峰形為超調峰（出現這種現象就要重新沖洗滴定池）；而偏壓過低，又會形成拖尾峰。轉化率是影響分析結果準確性的決定性因素。轉化率（100±20%）越接近100%，結果越準確。增益K 是反映放大器的放大倍數，其大小對峰高有影響，因而在一定范圍內會影響回收率的大小。一般K的范圍很廣，在其它條件不變時K越大，峰越高，但當K值大到一定程度后峰高就沒有變化，此時放大器已達到飽和。電阻R 影響到系統的電解電流、反應速率及積分面積。在其它條件不變時，R大則電解電流小，反應速率較慢，峰較低，因而積分面積也較小。

滴定反應為：I-3+SO2+2H2O=SO2-4+3I-+4H+發生電極反應為：3I-I-3+2e

按SH/T0235-92標準進行試驗。

（1）在微庫侖儀器（Ⅰ）（Ⅱ）電解池分別加入A，B電解液，室溫20.5℃，穩定30min。（2）測試偏壓（因本次實驗需要，偏壓無須降）。然后用相同的標準物質（10μl/g）測定轉化率，記錄不同儀器不同電解液數據：表1。（3）兩臺儀器都轉到平衡檔一段時間，其它參數不變，繼續2.2步驟，記錄數據：表2。（4）本次數據較多，穩定后，AB具有代表性，選取誤差范圍最小的數據記錄。

3 結果與討論

分析：實際測試中，偏壓160，轉化率100%左右最合適。

數據顯示：

（1）電解液A，B在Ⅰ，Ⅱ兩臺儀器具備以下結果：A（偏）

（2）電解液A，B在Ⅰ，Ⅱ兩臺儀器具備以下結果：A（轉）>B（轉），B（轉）接近100，因此更適合。注：庫倫硫儀器偏壓越低，轉化率越高。

（3）電解液A，B在Ⅰ，Ⅱ兩臺儀器具備以下結果：A（v）>B（v），B出峰時間短，反應快。

（4）出峰形狀AB都正常.

根據數據得出隨時間的提升兩臺儀器中偏壓都有升高，轉化率都

（下轉第206頁）

（上接第265頁）

有提升。發生變化的幅度A>B，出峰時間大的無波動，峰形隨時間A變，B無明顯變化。認定一定范圍內，高濃度電解液時效性優于低濃度。

綜上表1，表2，通過相同參數兩臺儀器比較，認定不同濃度電解液是導致硫含量檢測過程中轉化率偏低、出峰速率，拖尾峰的一個因素，并且高濃度KI電解液相對于低濃度具有更好的時效性和實用性。儀器參數合適的情況下，通過調高KI濃度可得到較好的偏壓和轉化率，提高分析效率。

（本次試驗只提供參考在儀器參數設置相同時的數據，例如KI試劑含有的其他雜質等干擾因素有待探究）。

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作者簡介：耿孝通 （1991-） ，男，本科，研究方向：油品分析。