淺談純堿中鹽含量分析

(連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042)

淺談純堿中鹽含量分析

潘丁文

(連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042)

通過對工業碳酸鈉產品鹽分檢驗的幾種分析方法(國標與英國標準)進行對比研究，探討了如何提高檢驗數據的準確性和代表性，更好地把好出廠產品質量關。

純堿；氯化鈉；汞量法；摩爾法；國標；英國標準；檢測

純堿中鹽含量高低對下游用戶產品質量影響重大，因此純堿鹽分含量作為純堿生產過程中的一項主要控制指標。工業碳酸鈉產品檢驗盡管有現成的國家標準分析方法，但由于在實際工作中有些化驗員對方法掌握的程度不同，且不少的純堿用戶執行國家標準不嚴格，或不按國家標準分析，會給檢驗結果帶來一定的偏差，甚至導致檢驗得到錯誤的結論，給產品營銷系統引起不必要的麻煩。

我國工業碳酸鈉國家標準自1963年頒布以來經歷了四次修改，現行使用的工業碳酸鈉及其試驗方法國家標準為GB210.1-2004，是修改采用了英國標準BS3674：1981(1986)《工業碳酸鈉》、《工業碳酸鈉試驗方法》。純堿的控制指標有：總堿量、氯化鈉含量、鐵含量、水不溶物、硫酸鹽含量等，同時重質純堿產品指標還有堆積密度和粒度要求。本文針對國家標準方法中一些技術細節，并與相應的國際標準分析方法進行試驗對照，現就氯化鈉含量的分析檢測找出操作的最佳控制條件，結合實際檢驗工作中遇到的分析技術問題進行了探討，從而更好地保證純堿質量檢驗的準確性和代表性，更好地把好出廠產品質量關。

純堿中氯化鈉含量檢測其實就是氯根含量的測定，傳統測定方法有摩爾法(銀量法)和汞量法，國標采用汞量法和電位滴定法，英國標準也是采用汞量法。

1 國標檢驗方法(汞量法)

1.1 方法提要

在微酸性的水或乙醇-水溶液中，用強電離的硝酸汞標準滴定溶液將氯離子轉化為弱電離的氯化汞，用二苯偶氮碳酰肼指示劑與過量的Hg2+生成紫紅色絡合物來判斷終點。

1.2 試劑

1)硝酸溶液：1+1；

2)硝酸溶液：1+7；

3)氫氧化鈉溶液：40 g/L；

4)硝酸汞標準滴定溶液：c[1/2Hg(NO3)2·H2O]約為0.05 mol/L；

5)溴酚藍指示液：1 g/L；

6)二苯偶氮碳酰肼指示液：5 g/L。

1.3 儀器

滴定管：分度值為0.02 mL或0.05 mL。

1.4 分析步驟

1.4.1 參比溶液的制備

在250 mL錐形瓶中加入40 mL水和2滴溴酚藍指示液。滴加硝酸溶液(1+7)至溶液由藍色恰變為黃色，再過量2～3滴。加入1 mL二苯偶氮碳酰肼指示液，用硝酸汞標準滴定溶液滴定至溶液由變為紫紅色，記錄所用硝酸汞標準滴定溶液的體積。此溶液在使用前制備。

1.4.2 試樣的測定

稱取約2 g 試樣，精確至0.01 g，置于250 mL錐形瓶中。加40 mL水溶解試樣，加入2滴溴酚藍指示液，滴加硝酸溶液(1+1)中和至溶液變黃后，滴加氫氧化鈉溶液至試驗溶液變藍，再用硝酸溶液(1+7)調至溶液恰呈黃色再過量2～3滴。加入1 mL二苯偶氮碳酰肼指示液，用硝酸汞標準滴定溶液滴定至溶液由變為與參比溶液(1.4.1)相同的紫紅色即為終點。

將滴定后的廢液保存起來，按GB/T3051—2000附錄的規定進行處理。

1.5 結果計算

氯化物含量以氯化鈉(NaCl)的質量分數ω2計,數值以%表示，按下式計算：

式中：c——硝酸汞標準滴定溶液濃度的準確數值，單位為摩爾每升(mol/L)；V——滴定中消耗硝酸汞標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；V0——參比溶液制備中所消耗硝酸汞標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；m——試料的質量的數值，單位為克(g)；w0——測得的燒失量的質量分數的數值，以%表示；M——氯化鈉的摩爾質量的數值(58.44)，單位為克每摩爾(g/mol)。

取平行測定結果的算術平均值為測定結果，平行測定結果的絕對差值不大于0.02%。

2 國標方法同英國標準方法的對比試驗

英國標準也是采用汞量法，和國標的差別主要是樣品稱取量的不同，英國標準為稱取25 g。

2.1 試驗過程

樣品準備：每天在成品包裝口取一個輕灰樣品，經用1.18 mm的試驗篩除去大顆粒，充分混勻后，置于1 000 mL的干燥廣口瓶中，連續10天取10個樣(樣品編號為1#～10#)。

取以上準備的10個樣品，稱樣量取按2 g、10 g、25 g，按1.4.2的分析步驟操作(溶解時硝酸的量按比增加)，分別平行測定四次，取平均值為測定結果。

2.2 測試結果

表1 汞量法測試結果

上述每個樣品在3種稱樣量條件下，測得的氯化鈉含量的極差≤0.1%，在國標規定的誤差范圍內。

2.3 試驗結論

從以上結果看出，測定純堿中氯化物含量時，樣品的稱樣量對測定結果沒有影響，因為氯化物為可溶性鹽，在純堿中分布較為均勻。因為氯化汞廢液有毒，易污染環境，為了盡量減少汞廢液的處理量，故一般采用較少的取樣量合適。國標中采用取2 g樣，英國標準取25 g對分析結果沒有影響。

3 摩爾法同汞量法的對比

摩爾法是以鉻酸鉀為指示劑，采用硝酸銀為標準溶液的滴定方法。

3.1 摩爾法的原理

在中性或弱堿性溶液中以鉻酸鉀為指示劑，用硝酸銀標準溶液滴定，反應如下：

Ag++Cl-=AgCl(白色)↓

3.2 試驗過程

摩爾法測量步驟：稱量2.0 g試樣，置于250 mL燒杯中，加入少量水溶解，加一滴甲基橙指示劑(1 g/L)，緩慢加入硫酸(1+17)至溶液由黃色變為微紅色，再加入少許碳酸鈣粉末中和至溶液的微紅色褪去，加 4滴鉻酸鉀指示劑(100 g/L)，在充分搖動下，用硝酸銀標準溶液(0.05 mol/L)滴定至溶液出現微磚紅色為終點。

取2.1中準備的10個樣品，按上述摩爾法測量，分別平行測定四次，取平均值。

3.3 測定結果

將上述分析結果與相應的汞量法的數據(表1中第一行數據)對比如表2。

表2 摩爾法與汞量法測試結果比較

3.4 試驗結論

從以上數據來看，摩爾法數值偏高0.02%～0.04%，平均偏高0.03%。因此對純堿質量的出廠檢驗或仲裁檢驗應采用汞量法，不能采用摩爾法。

4 在汞量法和摩爾法操作中控制溶液酸度重要性

4.1 摩爾法中酸度的控制

因為H2CrO4的酸性較弱(Ka2=3.2×10-7)，Ag2CrO4易溶于酸，即：

所以滴定不能在酸性溶液中進行。但如果溶液的堿性太強，則有Ag2O沉淀析出：

2Ag++2OH-=2AgOH↓ →Ag2O↓+H2O

因此采用摩爾法測定純堿中的氯化物含量時，溶液的酸度控制非常重要，樣品用稀硫酸中和時不能過量，在甲基橙指示劑下剛出現微紅色即可，再用少許碳酸鈣粉末中和至溶液的微紅色褪去；若硫酸過量過多，加入的碳酸鈣粉末也要增多，勢必影響終點的判斷。

4.2 汞量法中酸度的控制

二價汞離子在酸性溶液中與氯離子生成穩定的HgCl2絡合物，而二苯偶氮碳酰肼指示劑只有在酸性條件下才與Hg2+生成紫紅色的絡合物，因此汞量法要求在酸性溶液中進行。

按國標中調節的溶液酸度pH≈3.0,試驗中分別在pH=1、2、3、4、5、6條件下，對同一試樣的氯化物進行測定，實驗發現：在pH=1、2、3、4時，對測定結果沒有影響，只是隨著酸度的增加(pH=1、2時)，試劑空白略為增大；但在pH=5、6時，滴定無法進行，剛開始滴定后就出現深紅色，這是因為在pH>5后，二苯偶氮碳酰肼指示劑就由黃色慢慢變為紅色，影響溶液顏色，無法滴定。

因此在汞量法中溶液的酸度控制在pH=2～3最佳。

5 汞量法和摩爾法的優劣性比較

從以上分析比較可以看出，汞量法滴定終點變化明顯，便于控制，準確度高；缺點其滴定產物是HgCl2有毒，處理比較麻煩，不處理會造成環境污染。而摩爾法滴定終點不敏銳，測定結果略微偏高0.03%，但其滴定產物AgCl可回收利用。因此，一般情況下在出廠檢驗中應采用汞量法，在生產過程控制中宜采用摩爾法。

[1] 武漢大學.分析化學(2版)[M].北京：高等教育出版社，1978

[2] 李國瑞，陳歆文.純堿生產分析[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1989

[3] I.M.科爾索夫[美].南京化工學院分析化學校研室譯.定量化學分析(中冊)[M].北京：高等教育出版社，1987

[4] GB210-2004工業碳酸鈉及其試驗方法[S]

[5] GB3051-2000無機化工產品中氯化物含量測定的通用方法 汞量法[S]

TQ114.1

A

1005-8370(2017)05-18-03

2017-06-22

潘丁文，男，1965年出生，大學，高工，現從事技術管理工作。