離子膜燒堿中硼碳酸鈉含量測(cè)定方法的探討

離子膜燒堿中硼碳酸鈉含量測(cè)定方法的探討

氣體法與傳統(tǒng)雙指示劑法根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)gb和16199-89的規(guī)定，應(yīng)使用a法和b法（gb4348.1）來(lái)測(cè)量燃燒氫氧化鈉和碳酸鈉的含量。甲法也稱氣體法,用于仲裁或國(guó)際間貿(mào)易時(shí)采用,其準(zhǔn)確度最高,不作常規(guī)分析,本文不作探討;乙法準(zhǔn)確度高,通常稱為氯化鋇法。除此之外還有傳統(tǒng)的雙指示劑法,雖操作簡(jiǎn)便,但終點(diǎn)觀察不明顯,誤差(達(dá)1%)較大。本文著重介紹了測(cè)定氫氧化鈉和碳酸鈉含量的混合指示劑法和化學(xué)試劑(GB629-81)測(cè)定方法,以及化學(xué)試劑法在離子膜燒堿測(cè)定中的應(yīng)用,并對(duì)上述4種測(cè)定方法進(jìn)行了比較。1雙指示器法1.1氧化碳的合成采用鹽酸滴定碳酸時(shí),可用兩種不同指示劑(酚酞和甲基橙)來(lái)測(cè)定離子膜燒堿中的氫氧化鈉和碳酸鈉含量,滴定過程中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)等當(dāng)點(diǎn)。先以酚酞為指示劑,用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到第一等當(dāng)點(diǎn)時(shí),溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色,溶液中的氫氧化鈉反應(yīng)完全,碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉。反應(yīng)方程式為:NaOH+HCl→NaCl+H2OΝaΟΗ+ΗCl→ΝaCl+Η2Ο;Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaClΝa2CΟ3+ΗCl→ΝaΗCΟ3+ΝaCl。再加甲基橙指示劑,這時(shí)碳酸氫鈉全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳。反應(yīng)方程式為:NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+COΝaΗCΟ3+ΗCl→ΝaCl+Η2Ο+CΟ2↑。根據(jù)兩次消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積及鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度可計(jì)算出氫氧化鈉和碳酸鈉的含量。1.2酚指示劑的質(zhì)量濃度鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為1mol/L,甲基橙指示劑的質(zhì)量濃度為1g/L,酚酞指示劑的質(zhì)量濃度為10g/L;酸式滴定管1支,1000mL容量瓶1只,50mL移液管1支,三角瓶、稱量瓶若干。1.3酚指示劑溶液準(zhǔn)確稱取離子膜燒堿樣品50g(m),稱準(zhǔn)至0.0001g,注入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。用移液管吸取50mL稀釋液放入三角瓶中,加2滴酚酞指示劑,以濃度為1mol/L(c)的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液粉紅色剛好消失為終點(diǎn),記下讀數(shù)(V1);加甲基橙指示劑1滴,繼續(xù)滴定直到接近終點(diǎn)時(shí),加熱除去CO2,再滴定到溶液由黃色變?yōu)槌壬?記下讀數(shù)(V2)。1.4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定,優(yōu)化采用雙指示劑法測(cè)定的方法,將工藝參數(shù)上升到第1.將分析所得數(shù)據(jù)代入下式,經(jīng)計(jì)算即可得出氫氧化鈉和碳酸鈉的含量。w1=(2V1-V2)c×40/(mV實(shí))×100%;(1)w2=(V2-V1)c×53/(mV實(shí))×100%。(2)其中:w1—采用雙指示劑法測(cè)得的氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;w2—采用雙指示劑法測(cè)得的碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;V1—加入第一種指示劑(這里指酚酞)滴定時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;V2—加入第二種指示劑(這里指甲基橙)繼續(xù)滴定,兩次滴定所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的總體積,mL;c—采用雙指示劑法測(cè)定時(shí)所用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;m—采用雙指示劑法測(cè)定時(shí)所取試樣的質(zhì)量,g;40—?dú)溲趸c的摩爾質(zhì)量,g/mol;53—1/2Na2CO3的摩爾質(zhì)量,g/mol;V實(shí)—經(jīng)本次實(shí)驗(yàn)校正的移液管體積,mL。2混合染料法2.1甲酚紅和百里酚藍(lán)混合指示劑混合指示劑法與雙指示劑法的測(cè)定原理基本相同,只是由于以酚酞作指示劑時(shí),從微紅色到無(wú)色的變化不敏銳,改用甲酚紅和百里酚藍(lán)混合指示劑。甲酚紅的pH值變色范圍為6.7(黃)～8.4(紅),百里酚藍(lán)的pH值變色范圍為8.0(黃)～9.6(藍(lán)),混合后溶液的變色點(diǎn)是8.3,酸性呈黃色,堿性呈紫色,在pH值為8.2時(shí)為櫻桃色,且變色敏銳。2.2甲酚紅、百里酚藍(lán)的混合指示劑濃度為1mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,甲酚紅和百里酚藍(lán)混合指示劑,甲基橙指示劑;1000mL容量瓶1只,50mL移液管1支,三角瓶、稱量瓶若干。2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定準(zhǔn)確稱取離子膜燒堿樣品50g,稱準(zhǔn)至0.0001g,注入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。用移液管吸取50mL稀釋液放入三角瓶中,加甲酚紅和百里酚藍(lán)混合指示劑5滴,用濃度為1mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,開始時(shí)溶液呈紅紫色,滴定至櫻桃色即為終點(diǎn)(以白色磁板或白色紙張為背景,從側(cè)面看,呈櫻桃紅色;若從上往下看,呈淺灰色)。呈櫻桃色時(shí),再加1滴鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液即變黃色,記下體積數(shù),然后再加2滴甲基橙,此時(shí),溶液仍呈黃色,繼續(xù)以鹽酸溶液滴定至橙色,即達(dá)終點(diǎn)。2.4分析的結(jié)果與雙指示劑法相同,根據(jù)分析所得數(shù)據(jù),通過式(1)、式(2)即可計(jì)算出采用混合指示劑法測(cè)得的氫氧化鈉和碳酸鈉的含量。3乙法是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的一種法律3.1測(cè)量原理(1)u3000滴定試樣溶液中先加入氯化鋇,則碳酸鈉轉(zhuǎn)為碳酸鋇沉淀,然后以酚酞為指示劑,用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。反應(yīng)式如下:Na2CO3+BaCl2→BaCO3?↓+2Νa2CΟ3+BaCl2→BaCΟ3↓+2NaCl;NaOH+HCl→NaCl+H2OΝaΟΗ+ΗCl→ΝaCl+Η2Ο。(2)測(cè)定碳酸鈉含量的原則試樣溶液以甲基橙為指示劑,用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),測(cè)得氫氧化鈉與碳酸鈉的總和,再減去氫氧化鈉含量,則可得碳酸鈉的含量。3.2無(wú)水碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)試劑氯化鋇(GB652-78):質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液,使用前以酚酞為指示劑,再用氫氧化鈉溶液調(diào)至微紅色;酚酞(HG3039-59):用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的乙醇溶液按GB604-77配制;甲基橙(HG3089-59):用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的溶液按GB604-77配制;無(wú)水碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)試劑(GB1255-77);鹽酸(GB622-77):濃度為1mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按GB601-77配制而得。3.3樣品溶液的制備準(zhǔn)確稱取液體燒堿50g(m′),稱準(zhǔn)至0.0001g,放入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,冷卻至室溫后再稀至刻度,搖勻。用移液管吸取50mL試樣溶液注入250mL具塞磨口三角瓶中,加入20mL質(zhì)量濃度為100g/L的氯化鋇溶液,待Na2CO3完全轉(zhuǎn)化為BaCO3時(shí),再加入2～3滴質(zhì)量濃度為10g/L的酚酞指示劑,在磁力攪拌下,用濃度為1mol/L(c′)的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液密閉滴定至溶液呈微紅色為終點(diǎn),記下體積數(shù)(V′1);吸取50.0mL試樣溶液注入另一250mL具塞磨口三角瓶中,加2～3滴甲基橙指示劑,在磁力攪拌下,用1mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液密閉滴定至橙色為終點(diǎn),記下體積數(shù)(V′2)。3.4碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定將分析所得數(shù)據(jù)代入下式,經(jīng)計(jì)算即可得出氫氧化鈉和碳酸鈉的含量。w′1=V′1c′×40/(m′V實(shí))×100%;(3)w′2=(V′2-V′1)c′×53/(m′V實(shí))×100%。(4)其中:w′1—采用GB4348.1(乙法)測(cè)得的氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;w′2—采用GB4348.1(乙法)測(cè)得的碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%;V′1—加入第一種指示劑(這里指酚酞)滴定時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;V′2—加入第二種指示劑(這里指甲基橙)滴定時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;c′—采用GB4348.1(乙法)測(cè)定時(shí)所用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;m′—采用GB4348.1(乙法)測(cè)定時(shí)所取試樣的質(zhì)量,g。4化學(xué)試劑的應(yīng)用4.1baco3的制備準(zhǔn)確稱取離子膜燒堿樣品50g,稱準(zhǔn)至0.0001g,注入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。用移液管吸取50mL稀釋液放入250mL具塞磨口三角瓶中,加20mL100g/LBaCl2溶液,搖勻,待Na2CO3完全轉(zhuǎn)化為BaCO3時(shí),放置15min,加2～3滴酚酞指示劑10g/L,在磁力攪拌下,用1moL/LHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液密閉滴定至溶液呈微紅色為終點(diǎn)。與GB4348.1(乙法)相同,根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù),通過式(3)即可計(jì)算出氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4.2測(cè)定碳酸鈉含量保留4.1中測(cè)定后的溶液,繼續(xù)測(cè)定Na2CO3,再根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù),通過式(4)即可計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。5結(jié)果與討論現(xiàn)場(chǎng)到堿庫(kù)取5個(gè)45%槽車離子膜燒堿樣品,每個(gè)樣品都采用以上4種分析方法測(cè)定,測(cè)定結(jié)果如表1、表2所示。6離子膜燒堿的含量測(cè)定通過以上4種分析方法測(cè)定離子膜燒堿中氫氧化鈉和碳酸鈉含量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以看出:(1)雙指示劑法操作簡(jiǎn)便,終點(diǎn)觀察不明顯,誤差較大,達(dá)1%,測(cè)定結(jié)果偏高。(2)混合指示劑法和雙指示劑法是同一類分析方法,由于混合指示劑法采用甲酚紅和百里酚藍(lán)混合指示劑,混合后變色點(diǎn)為8.3,變色敏銳,誤差較雙指示劑法低,測(cè)定結(jié)果接近GB4348.1(乙法)。(3)化學(xué)試劑法應(yīng)用到離子膜燒堿上與GB4348.1(乙法)測(cè)定氫氧化鈉和碳酸鈉的結(jié)果基本一致?；瘜W(xué)試劑法用生成的碳酸鋇與鹽酸作用,從而測(cè)定碳酸鈉的含量,實(shí)際測(cè)定