硅鉬藍光度法測精制鹽水中的二氧化硅

1、類 別：分析化學作 者：胡娟 唐江宏 馬軍營 趙干卿關鍵詞： 1-氨基-2-萘酚-4-磺酸,SiO2測定,精鹽水,糊精增敏 ,分光光度法【內容】離子膜法制堿工藝中 ,進入電解槽的鹽水質量是這項技術的關鍵 ,其對離子膜的壽 命?槽電壓和電流效率及產品質量有著重要的影響 ?鹽水中含有鈣 ?鎂?鍶?鋁?鐵? 亞硫酸根等雜質 ,當它們以離子形態(tài)進入膜中時 ,就會以金屬氧化物 ?硫酸鹽或硅酸 鹽的形式沉積在膜上 ,加速膜的老化 ,嚴重地影響產品質量 ,造成較大的經濟損失 ?例 如硅本身是無害的 ,但當硅與鈣 ?鍶?鋁等離子共存時 ,就會引起電流效率的下降 1? 按照國家標準 (GB-9742-88),樣

2、品中可溶性硅酸鹽測定的通用方法是以氯化亞錫為 還原劑的硅鉬藍比色法 2 ?由于以氯化亞錫為還原劑所產生的硅鉬藍 ,穩(wěn)定時間短 , 并且反應的酸度及環(huán)境的溫度對此影響很大 ,反應條件不易控制 ,測定結果的精密 度和準確度都難以保證 ,本文采用氨基萘酚磺酸與亞硫酸鈉的混合物作為還原劑的 硅鉬藍光度法進行離子膜法制堿過程中精制鹽水雜質 SiO2的中控分析 ,SiO2 含量 在 01.0mg/L 范圍內遵守比爾定律 ,測定的 RSD 和樣品的平均回收率分別為 0.11%和 99.93%,結果令人滿意 ?1 實驗方法1.1 方法原理在 pH 值約 1.3 時3,鉬酸銨與硅酸反應 ,生成黃色可溶性硅鉬雜多

3、酸配合物 ,硅鉬酸 根具有很高的氧化活性 ,能將 1-氨基-2-萘酚 -4-磺酸等還原劑氧化 ,本身還原為鉬藍 ?在一定范圍內 ,溶液的藍色深度與二氧化硅的濃度成正比 ,配合物的最大吸收波長 為824.22nm,其吸收光譜見圖 1?反應如下 :1.2 儀器與試劑1.2.1 儀器GBC916型紫外可見分光光度計 （澳大利亞 GBC 公司,波長掃描范圍為 1901000nm）;pHS-3B型精密酸度計 （上海雷磁儀器廠 ）;所用燒杯 ?移液管 ?容量瓶等 均為聚乙烯制品 （日本 NIKCO-CO.TCD）, 由日本旭硝子株式會社提供 ?1.2.2 試劑SiO2標準溶液國家標準物質中心 HBW（E）

4、080272100mg/mL（以 SiO2計）;50g/L 鉬 酸銨溶液 ;混合還原劑 :50g/L 亞硫酸氫鈉溶 液,7g/L無水亞硫酸鈉溶液 ,1.5g/L1-氨基-2-萘酚-4-磺酸溶液,按 211混合而成; 其它試劑:3g/L 草酸鈉-鹽酸（GR,5+1）溶液,氯化鈉（基準試劑 ）;實驗用水為石英亞沸 二次水?2 結果討論2.1 標準曲線的繪制用6個 150mL聚乙烯燒杯,每個加入 3.3g氯化鈉,加 30mL水溶液,分別加入質量濃 度為 100mg/L的二氧化硅標準溶液 0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0mL,用 pH值計指示溶液 的 pH 值 , 在不斷攪拌下滴加鹽酸-草酸

5、溶液 ,酸化至 pH 值為 1.3(嚴格控制 ),加入 2mL 鉬酸銨溶液 ,放置 5min,加入 5mL 還原劑 ,再放置 5min,然后將溶液移入 100mL 容量瓶 ,加水至刻度 ,搖勻?放置 10min 后,以試劑為空白 ,用 2cm比色皿 ,在分光光度計上測量其 824.4nm處的吸光 度?根據 SiO2 含量與吸光度的關系繪制標準曲線 ,見圖 2?試驗條件下 ,SiO2 含量在 0.021.0mg/L 范圍內符合比爾定律 ,所得回歸方程 C=-0.034+1.94A(C:mg/L), 相關系數 r=0.9996?2.2 共存離子的影響(Al3+)=取 0.40mg/LSiO2 標準

6、溶液進行測定 ,考察了共存離子的影響情況 , 當測定相對誤差 小于 10%時 ,二次精制鹽水指標中 , 共存離子在其最高允許含量(mg/L) (Fe3+)=44, (Ni2+)=22, (Ca2+Mg2+)=22, (Sr+)=55, (Ba2+)=110, 550, (SO- 24)=3300時均不干擾測定 ?加入草酸能破壞磷鉬酸 ,在測定條件下 ,0.8mg/L 磷酸鹽不干擾測定 ?2.3 儀器測量參數通過試驗 ,確定測量儀器的最佳參數如下所示 :測量方式 Abs掃描波長 930.0700.0nm掃描速度 3000.0nm/min2.4 樣品測定準確量取 10.00mL鹽水試樣于 150m

7、L聚乙烯燒杯中 ,加入 20mL水,以酸度計指示 pH 值,用 H2C2O2-HCl 混酸溶液調節(jié) pH 值到 1.3, 以后操作步驟同標準曲線的繪制 ,根據回歸方程計算數值乘以 10 即為試樣中 SiO2的含量;同時在此含量的樣品中加入 0.20mg/L的標準溶液 ,測得其 平均回收率為 99.93%,測定結果列于表 1?2.5 結果討論(1) 高濃度鹽水使離子強度增加 ,測定的靈敏度增加 ?(2) 加入顯色劑 10min 后顯色完全 ,顯色溶液可繼續(xù)保持穩(wěn)定一周時間 ?(3) 溶液酸度對吸光度影響很大 ,測定時嚴格控制溶液的 pH 值在 1.21.3 之間?(4) 新配制的還原劑為淺黃色

8、,應在冰箱中低溫避光保存 ,一般可存放一個半月 ;有沉 淀析出時 ,可經過濾后再用 ,顏色變深時不宜使用 ?(5) 吐溫?阿拉伯膠 ?糊精?聚乙烯醇等表面活性劑具有增敏作用 ?加入等量不同種類 的表面活性劑 ,其影響情況見表 2和圖 3,其中糊精的增敏作用最大 ?在測定條件下 , 加入 0.5%的糊精 4mL,其線性回歸方程為 C=-0.043+1.76A?此體系用于含量小于 1mg/LSiO2的測定 ,結果的誤差較小 ?(6) 由于樣品為飽和鹽水 ,NaCl含量約為 33%,貯液槽內溫度較高 ,鹽水取出后 ,溫度 降低,將有固體鹽析出 ,由于包夾 SiO2 會使測定結果偏低 ,因此應趁熱取樣測定 ?此 方法通過日本旭硝子公司有關技術部門的驗證 ,得到認可 ?從 1998年 11月中日合 資河南神馬集團氯堿化工責任有限公司 “離子膜制燒堿項目 ”投產以來 ,一直用于精 制鹽水中 SiO2 的中控分析 ,結果令