水泥氯離子檢測方法的比較

蔡淑嬌,肖 晗

(江西省建筑材料工業科學研究設計院,江西 南昌 330001 )

1 前言

水泥中氯離子的檢測是從標準GB/T176-2008《水泥化學分析方法》中新增加的檢測項目,2008版標準中的檢測方法有硫氰酸銨容量法(基準法)和磷酸蒸餾-汞鹽滴定法(代用法)。最近標準GB/T176進行了新的修訂,并且在2018年11月1日施行了新的國標GB/T176-2017,新標準對氯離子的檢測做了較大的修改,取消了磷酸蒸餾-汞鹽滴定法(代用法),增加了離子色譜法(代用法)、自動電位滴定法(代用法),基準法保持不變。本文針對標準提供的三種方法進行介紹,并總結了各種方法的原理、操作要點、優缺點等,供相應檢測人員參考。

2 檢測方法[1]

2.1 硫氰酸銨容量法(基準法)

2.1.1 實驗原理

該方法測出來的氯離子含量是樣品中氯加溴的總量,實驗需加入一定量的硝酸,將試樣分解同時消除硫化物的干擾。在樣品中加入已知量的硝酸銀標準溶液且過量,將樣品中的氯離子全部反應完全,生成不溶于酸的氯化銀沉淀,以硫酸鐵銨作為指示劑,用硫氰酸銨標準滴定溶液返滴定過量的硝酸銀,反應式如下：

Ag+(過量)+Cl-→AgCl↓+Ag+(剩余量)

Ag+(剩余量)+CNS-=AgCNS↓

滴定終點時,過量的CNS-和Fe3+反應生成紅色的配合物：

Fe3++CNS-=Fe(CNS)2+(紅色)

2.1.2 實驗注意事項

①加入蒸餾水盡量讓試樣分散,再加入硝酸攪拌,且加熱時蓋上表面皿。②加入5.00mL硝酸銀標準溶液,移取需要準確。③攪拌煮沸再加入少許濾紙漿,起到吸附氯化銀沉淀。④過濾時先用硝酸(1+100)洗滌過濾的快速濾紙。⑤過濾后,將濾液放置在弱光線或暗處冷卻至25℃一下。⑥用硫氰酸銨標準滴定液滴定時要充分搖動溶液,避免沉淀吸附Ag+,造成終點提前,引起實驗誤差。

2.1.3 優缺點

該方法為GB/T176-2017標準中氯離子檢測的基準法,原理簡單,無需要儀器,但是耗時較長,且對檢測人員的要求較高。

2.2 自動電位滴定法(代用法)

2.2.1 實驗原理

硝酸分解試樣,加入氯離子標準溶液,提高檢測的靈敏度,然后加入過氧化氫氧化共存的干擾組分,用氯離子電位裝置測量溶液的電位,用硝酸銀標準溶液滴定,化學反應式：

Ag++Cl-→AgCl↓

當加入的硝酸銀過量時,氯離子電極和參比電極檢測電位,通過兩階微分法計算終點。

2.2.2 實驗注意事項

①加入蒸餾水盡量讓試樣分散再加入硝酸(1+1)溶液。②加入2.00mL氯離子標準溶液,移取需要準確.。③加熱溶液,蓋上表面皿。④冷卻至室溫,用電位滴定裝置測量溶液中的電位,攪拌不能出現氣泡,否則會影響測量結果。

2.2.3 優缺點

該方法為水泥化學分析國標的代用法,實驗方法和原理簡單,耗時短,實驗人員只需要進行前處理的工作,目前市場上的氯離子電位滴定儀價格在1-2.5萬之間,儀器的檢測精度較高,維護費用低,且可以完成滴定和計算的全部過程,直接給出結果,大大的減少了人為誤差。

2.3 離子色譜法(代用法)[2]

2.3.1 實驗原理

用硝酸分解試樣,試樣溶液進入離子交換樹脂為固定相的離子色譜柱,選用對氯離子及其他離子的親和力不同的洗脫劑,進行洗脫分離,再流經自再生電解抑制器時,扣除洗脫劑的背景電導,增加被測離子的電導響應值,最后通過電導檢測器檢測,檢測氯離子色譜峰的峰面積或峰高。

2.3.2 實驗注意事項

①加入硝酸溶液前應先用純凈水將試樣全部分解。②選擇合適的洗脫劑。③試驗前一定要做空白試驗。

2.3.3 優缺點

該方法為水泥國標的代用法,實驗方法和原理簡單,實驗人員的前處理工作也簡單,但是目前市場上的離子色譜法儀器價格較高11-25萬之間,且維護費用也高,操作人員需要經過培訓才能操作儀器,儀器的檢測精度較高可達到ppm級。

表1 三種氯離子檢測方法的比較

檢測方法檢測范圍特點精度和準確性標準離子色譜儀0.1～20mgL需購買儀器,但價格高操作時間短,工作效率高操作人員需培訓靈敏度高、誤差小代用法

3 總結

在表1中,對三種檢測方法的檢測范圍、特點、精度和準確性進行了比較。基準法耗時長且對檢測人員的要求高,對水泥企業的檢測工作不宜。新增加的自動電位滴定法和離子色譜法,都需要儀器檢測,但是這兩種儀器的價格相差較大,對于企業來說離子色譜儀價格較高,且維護費用也高,如果單純只是檢測氯離子含量,那么成本太高,而自動電位滴定法儀器價格低且維護費用也低,操作簡單,建議企業采取自動電位滴定法進行氯離子含量的檢驗。