氯乙烯單體中鐵含量的測定

曹丹，焦欣偉,曲秋玲,吳彬

(新疆中泰化學阜康能源有限公司,新疆 烏魯木齊 830009)

在聚氯乙烯生產過程中，如果氯乙烯單體中存在微量的鐵,鐵將引發氧與氯乙烯在系統中生成過氧化物，導致氯乙烯生成聚合度較低的聚氯乙烯，在精餾工序會造成精餾塔堵塞，影響正常生產；并且在聚合過程中，鐵離子將使聚合反應速度減慢，產品的熱穩定性變差，造成樹脂的色澤變黃或存在黑點，從而影響產品的質量。因此，準確地測定氯乙烯單體中的鐵含量對工藝生產和產品質量具有至關重要的作用[1]。

1 分析方法[2]

1.1 方法提要

采用乙醇-鹽酸溶液吸收氯乙烯單體試樣，其中氯乙烯單體試樣中的鐵溶于鹽酸，蒸發氯乙烯單體，用鹽酸羥胺將試樣中Fe3+還原成Fe2+，在pH值為4.5的緩沖溶液體系中，Fe2+與1,10-菲啰啉反應生成橙紅色絡合物，用分光光度計測定吸光度。

1.2 試劑和溶液

(1)醇酸：取6份(1+1,體積比)鹽酸溶液與5份95%的乙醇混合。

(2)氨水溶液：1+1，體積比。

(3)鹽酸羥胺溶液：質量分數5.0%。

(4)乙酸-乙酸鈉緩沖溶液：pH值≈4.5。

(5)1，10-菲啰啉溶液：質量濃度2 g/L，該溶液應避光保存，僅使用無色溶液。

1.3 儀器和設備

T6分光光度計， 500 mL燒杯，100 mL量筒。

1.4 測定步驟

(1)試樣的制備。

在通風柜內迅速用量筒量取100 mL氯乙烯試樣，倒入裝有40 mL醇酸溶液的500 mL燒杯中，使燒杯中氯乙烯單體自然揮發完全，需3～4 h。

(2)試樣的測定。

取2只100 mL容量瓶，分別標記空白樣及待測樣，在標有空白樣的容量瓶中加入40 mL醇酸溶液，將處理后的樣品全部轉移到待測樣的容量瓶中，用蒸餾水少量多次轉移干凈。再分別加入5 mL鹽酸羥胺溶液，搖勻，各放入一小塊pH值試紙，邊搖邊加入氨水溶液，至溶液呈中性。再依次加入5 mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液、5 mL 1，10-菲啰啉溶液。每加1次試劑均充分混勻，最后用蒸餾水稀釋至刻度，混勻，靜置15～20 min，用10 mm比色皿，以空白溶液調零，在510 nm波長下測定試樣溶液的吸光度。

1.5 結果計算

氯乙烯單體中鐵含量X(質量分數，以10-6表示)按式(1)計算：

X=m×1 000÷(100×0.97)。

(1)

式中：m為試樣的吸光度相對應的鐵含量，mg；100為試樣的體積，mL；0.97為試樣的密度，g/mL。

2 操作時注意事項

2.1 取樣過程注意事項

在取樣前須把取樣瓶用洗衣粉清潔干凈，再用水沖洗干凈，放入烘箱，待干燥后取出。取樣瓶須專瓶專用，若取樣瓶不干凈或只用清水洗滌，則會造成樣品吸光值增大，測定結果不夠準確。去車間取樣時，打開閥門后一定要將單體排空1～2 min，如果不排空，聚集在取樣口的單體中含有雜質，會對測定結果有干擾。

2.2 測定過程注意事項

(1)揮發過程中使用的燒杯盡量為500 mL，將樣品倒入醇酸溶液時，應貼著燒杯壁緩慢倒入，否則樣品揮發較厲害，速度過快易將所量取的樣品和醇酸濺出燒杯外。雖然樣品只有100 mL，但單體樣品揮發性強，與醇酸反應時易飛濺造成樣品損失。為使結果準確，操作時應選擇稍大些的燒杯進行揮發操作。

(2)溶液在轉移的過程中，必須保證全部轉移，然后用蒸餾水少量多次洗滌燒杯，一般用洗瓶沖洗3～4次，所使用蒸餾水量控制在30 mL左右，否則加完其他試劑后將超出容量瓶刻度。在轉移過程中，應避免制備的樣品灑落等現象，否則會造成樣品的測量結果偏低。

(3)最重要的是，此方法調節pH值時較容易調過量。在調整pH值時，先調整空白樣的pH值至剛好使廣泛pH值試紙變成黃色后，再過量1～2滴。記錄使用的氨水用量，空白樣的pH值調整過后可以重新吸取溶液。記錄好空白樣使用氨水的量(如 50 mL滴瓶配套的滴管使用了12滴管)后，開始調整樣品的pH值，樣品的氨水加入量在比空白樣少一滴管(即11滴管)后放入廣泛pH值試紙(因為pH值試紙易脫色，會造成溶液變黃，影響后續顏色觀察)，然后開始逐滴加入，在滴加氨水的過程中須不停地將容量瓶內的溶液搖勻，使廣泛試紙充分與其反應而顯示其pH值。在測試pH值過程中，廣泛pH值試紙取用量越小越好。當取用一整條廣泛pH值試紙時，氨水加入后會造成廣泛pH值試紙本身的黃色脫色，將溶液顏色染黃，造成后續調節pH值時不易觀察pH值試紙的顏色。向容量瓶內滴加氨水時，盡量不要粘到內瓶壁上，以免過量。

(4)若pH值調整過量(微量)，可以使用1+1鹽酸溶液將此pH值調整回來(一般需要大約1 mL的量)。如果過量太多,則須重新取樣分析樣品。否則溶液的酸度調整過量，加入的pH值為4.5的乙酸-乙酸鈉溶液就不能起到緩沖的作用，從而使樣品的吸光值偏低，結果不準確。

為此做了4組試驗，對比結果見表1。

表1 pH值調整情況對樣品吸光值的影響Table 1 Effect of adjusting pH value on absorptivity of samples

(5)比色時，溶液必須放置15～20 min，不能提前或推后比色。這是由于顯色反應需要一定時間才能使溶液顏色穩定。如果推后比色，由于空氣的氧化、試劑的分解或揮發等原因，溶液顏色會發生變化，造成測定結果不準確。

(6)樣品分析完后須將所有接觸過單體的玻璃器具用洗衣粉水泡洗后放入烘箱內進行干燥，以便下個班的樣品分析隨時取用，及時地進行樣品分析。

3 結語

氯乙烯單體中鐵含量的測定對取樣瓶和取樣的要求較為嚴格，樣品取樣后應及時分析，尤其是測定過程須留意pH值的調節，以確保數據的準確性。應盡量避免pH值調節過量造成結果不準確和不能及時報出數據。在分析過程中若能夠避免以上注意事項，就能夠為生產提供準確的分析數據，從而提高產品質量。