硅酸鈉及碳酸鈉對次氯酸鈉溶液穩定性的影響*

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(陜西科技大學教育部輕化工助劑化學與技術重點實驗室，陜西西安 710021)

次氯酸鈉不僅可用作自來水、工業循環水等水體的消毒劑[1-2]，還可以用作紙張等的漂白劑[3]。該產品價格便宜，是日常生產、生活中應用最為廣泛的化工產品之一。但是次氯酸鈉自身穩定性較差，會因為酸解、歧化反應及催化分解等原因自然分解，進而失去漂白、殺菌能力，限制了次氯酸鈉的使用。因此，對次氯酸鈉溶液穩定性的研究長期以來受到人們的關注[4-11]。

筆者以硅酸鈉、碳酸鈉及二者混合物作為穩定劑，研究了它們對次氯酸鈉溶液化學穩定性的影響。通過對次氯酸鈉有效氯濃度的表征確定了一種適用范圍廣、效果明顯、成本低廉的穩定劑，一定程度上為次氯酸鈉在生產、生活中的應用提供幫助。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

試劑：次氯酸鈉溶液、硅酸鈉、碳酸鈉、淀粉、硫代硫酸鈉、碘化鉀，均為分析純。

儀器：FA0004型分析天平、101A-2B型電熱恒溫鼓風干燥箱、100 mL碘量瓶、5.00 mL刻度移液管、10.00 mL移液管、堿式滴定管。

1.2 實驗方法

1.2.1 空白實驗

取10.00 mL未處理(即未加穩定劑、未加熱) 的有效氯含量為0.5%(質量分數，下同)的次氯酸鈉溶液原始樣置于碘量瓶中，加入10%的碘化鉀溶液10 mL，加入2 mol/L硫酸10 mL,加蓋、加水密封，置于暗處反應5 min后，立即用0.174 0 mol/L Na2S2O3標準溶液滴至淡黃色，加1.0%的淀粉溶液2.0 mL，繼續用Na2S2O3標準溶液滴定至藍色恰好消失，測得消耗掉的Na2S2O3標準溶液V空白= 8.11 mL。

1.2.2 有效氯含量測定

取待測樣10.00 mL于碘量瓶中，之后步驟同1.2.1，測定消耗掉的Na2S2O3標準溶液V試樣(mL)。

分解的有效氯量=(V空白-V試樣)/V空白×100%

(1)

有效氯含量=100%-分解的有效氯量

(2)

1.2.3 穩定劑Na2SiO3的效果

取8個200 mL容量瓶依次編號，各加入100 mL有效氯含量為0.5%的次氯酸鈉溶液。分別加入30%的Na2SiO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.0、0 mL，密閉后放入恒溫箱中靜置14 d，分析其有效氯的剩余量。

1.2.4 穩定劑Na2CO3的效果

加入20%的Na2CO3溶液分別為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.0、0 mL，其余操作方法同1.2.3。

1.2.5 復合穩定劑Na2CO3和Na2SiO3的效果

1)固定30%的Na2SiO3溶液1.0 mL。取4個200 mL容量瓶按1～4編號，分別向其中加入100 mL次氯酸鈉溶液及1.0 mL Na2SiO3溶液。再分別加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，密閉后放入恒溫箱中靜置14 d，分析其有效氯的剩余量。

2)固定30%的Na2SiO3溶液2.0 mL。取4個200 mL容量瓶按5～8編號，分別加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，實驗方法同步驟(1)。

3)固定30%的Na2SiO3溶液3.0 mL。取4個200 mL容量瓶按9～12編號，分別加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，實驗方法同步驟(1)。

4)固定30%的Na2SiO3溶液4.0 mL。取4個200 mL容量瓶按13～16編號，分別加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，實驗方法同步驟(1)。

2 結果與討論

2.1 加入穩定劑Na2SiO3后的有效氯含量變化

表1為不同含量Na2SiO3在54 ℃下恒溫靜置14 d后對樣品有效氯含量的影響。由表1可見，隨著樣品中Na2SiO3含量的增大，次氯酸鈉的分解率明顯降低，當w(Na2SiO3)=1.50%時，穩定效果最優。w(Na2SiO3)>1.50%時，次氯酸鈉的分解率下降趨勢則不明顯。這可能是由于Na2SiO3在次氯酸鈉溶液中起到穩定pH的作用，同時Na2SiO3也是良好的緩釋劑、摩擦劑、增稠劑，降低了自由基的活性，在一定程度上起到了穩定劑的作用。

表1 不同含量Na2SiO3對樣品有效氯含量的影響

2.2 加入穩定劑Na2CO3后的有效氯含量變化

表2為不同含量Na2CO3在54 ℃下恒溫靜置14 d后對樣品有效氯含量的影響。從表2可以看出，隨著樣品中Na2CO3含量的增大，次氯酸鈉的分解率明顯降低，當w(Na2CO3)=1.80%時，穩定效果最好。w(Na2CO3)>1.80%時，次氯酸鈉的分解率變化不明顯。這可能是由于Na2CO3的加入在一定程度上維持了體系的pH，適度增加了次氯酸鈉溶液中游離堿含量，起到了pH調整劑的作用，減緩了次氯酸鈉的分解速率，起到了維穩作用。

表2 不同含量Na2CO3對樣品有效氯含量的影響

2.3 加入穩定劑復配物后的有效氯含量變化

表3為不同含量穩定劑Na2SiO3和Na2CO3在54 ℃下恒溫靜置14 d后對樣品有效氯含量的影響。從表3可以看出，當w(Na2SiO3)=0.90%、w(Na2CO3)=0.6%，即總含量為1.5%時，它們對次氯酸鈉溶液的穩定作用最好，樣品中有效氯含量保留了初始濃度的92.85%。這可能是由于同時向樣品中加入的Na2SiO3和Na2CO3均對次氯酸鈉起著維穩作用，而且它們之間又可能存在協同作用，較大程度上抑制了次氯酸鈉的分解速率。

表3 不同含量穩定劑Na2SiO3和Na2CO3對樣品有效氯含量的影響

3 結 論

1)加入穩定劑w(Na2SiO3)=1.50%時，對次氯酸鈉溶液的穩定效果最好，比同樣條件下不加任何穩定劑時有效氯含量高11.71%。2)加入穩定劑w(Na2CO3)=1.80%時，對次氯酸鈉溶液的穩定效果最好，比同樣條件下不加任何穩定劑時有效氯含量高10.11%。3)當復合穩定劑中w(Na2SiO3)=0.90%、w(Na2CO3)=0.6%時，，對次氯酸鈉溶液的穩定效果最好，其有效氯含量損失小于10.00%。4)在一定配比下，復合穩定劑對于次氯酸鈉溶液的穩定效果明顯優于一種穩定劑。實驗使用的穩定劑來源廣泛、價格低廉、操作簡便、效果較好，具有良好的應用前景。

[1] 曲顯恩．含氯消毒劑的性能與應用[J]．中國氯堿,2005(1)：19-23.

[2] 劉家強，王曉東，江津河．以磷腈為穩定劑的次氯酸鈉消毒液[J]．中國氯堿,2010(2):12-13.

[3] 吳安波．采用次氯酸鈉漂白造紙用棉短絨黑漿[J]．造紙化學品,2010,22(3);34-35.

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[6] 蘇秀霞，李仲謹，匡俊艷．氯化鈉對次氯酸鈉溶液穩定性影響的研究[J]．陜西科技大學學報:自然科學版,2006,24(5):45-47.

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