NaOH的测定.ppt

1、烧碱生产分析,组员：费宗明 徐彩云吴佳 居军孝 胡迪斐,简介,烧碱是重要的基本化工原料，在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。,物理性质,化学式：NaOH （俗称烧碱,片碱,火碱，苛性钠） 分子量：40.01 摩尔质量：40 密度：2.130克/厘米3 熔点：318.4 沸点：1390 水溶性：极易溶于水 溶液呈无色,化学性质,氢氧化钠易溶于水，溶液呈强

2、碱性。腐蚀性极强，对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用。与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应；与无机酸反应生成相应的盐类；能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能皂化酯类，生成相应的有机酸钠盐和醇；能脱除化合物中的氯化氢。,生产方法,隔膜法 水银法 离子膜法,隔膜法,利用多孔渗透性的材料作为电解槽内的隔层，以分隔阳极产物和阴极产物的电解方法。,优缺点,生产设备容易制作，材料便于取得，在电源比较丰富或电价比较低廉，对于烧碱含盐量的要求又不很苛刻的地区，特别是有地下盐水或附近有联合发电与供汽设施的地区，仍在普遍采用。 隔膜电解法与水银电解法、离子膜电解法、比较总能

3、耗(包电、蒸气)最高。氢氧化钠产品（固体）含有3左右的氯化钠,不能用于人造丝与合成纤维的生产。隔膜所用的细微石棉纤维，吸入肺内有损健康。,水银法,利用流动的水银层作为阴极，在直流电作用下使电解质溶液的阳离子成为金属析出，与水银形成汞齐，而与阳极的产物分开。,优缺点,不需蒸发，直接生产50或73高纯度烧碱（含氯化钠在50ppm以下）; 电耗较高;需用固体食盐作原料; 汞的流失会造成环境污染；要求高纯度的盐水,杂质中镁（最大1.0ppm）、钙(最大10ppm)和铁(最大0.1ppm)的含量均应严格控制，重金属钒、钼、钛、锰、钨等的总量应小于0.01ppm,以防止产生不易流动的高汞齐（或称汞渣）。若

4、阴极水银薄层破裂，则裸露的钢底板上会生成氢氧化钠并放出氢气，与阳极生成氯气构成爆炸混合物。,离子膜法,利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法。,优缺点,总能耗最低（与隔膜电解法和水银电解法相比）烧碱纯度高,50的氢氧化钠碱液，含氯化钠5060ppm无水银或石棉污染环境的问题；操作、控制都比较容易；适应负荷变化的能力较大； 要求用高质量的盐水；离子膜的价格比较昂贵。,离子膜法生产工艺,离子膜电解食盐法，是用阳离子交换膜将电解槽隔成阳极室和阴极室。这层膜只允许钠离子穿透，而对氢氧根离子起阻止作用，另外还能阻止氯化钠的扩散。食盐溶液在电场作用下，钠离子经过膜的传递到阴

5、极侧与氢氧根离子生成氢氧化钠，而带负电的氯离子被隔离在阳极室。从而打到生产低盐.高纯.高浓度氢氧化钠产品，同时得到联产氯和氢气的目的。反映为 2NaCl + 2H2O =2NaOH + Cl2 + H2 ,工艺流程,1 盐水一次精制及过滤 原盐经溶解，加入氢氧化钠和碳酸钠，除去盐水中的Ca2+ Mg2+ 。经澄清、砂滤后，制成一次精制盐水，加入适量的d-纤维素助滤剂再经过一次精密过滤，使盐水中的悬浮物含量小于等于10-6 2 盐水二次精制 将上述过滤后的合格盐水，送人螯合树脂塔进行螯合处理，使盐水中的Ca2+ Mg2+杂质含量小于等于2010-9 3精盐水电解 合格的二次精制盐水送人离子膜电解

6、槽阳极侧，在电解槽的阴极侧。加入与碱浓度相当的纯水量。在直流电作用下电解，在阴极侧流出规定浓度的氢氧化钠，经冷却，计量后送成品槽。 4氢 氯产品 电解槽里阴极上方生成的氢气和在阳极上方生成的氯气，分别送氯处理和氢处理后，生成相应的氢、氯产品。,流程图及控制点,一次盐水中氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠、次氯酸钠、铁、悬浮固体等含量的测定,二次盐水中氯酸钠、钙、铁等含量的测定,纯水中铁、钙、硅等含量的测定,高纯盐酸中铁、钙、镁、氯含量及总酸度的测定,盐水（循环）中氯化钠、钙、铁、硫酸根等含量的测定,电解液中氢氧化钠和碳酸钠、氯化钠、三氧化二铁等含量的测定,氢气中氧、氢含量的测定,氯气中氯气纯度、杂质含量

7、的测定,成品分析,碱液中氢氧化钠和碳酸钠、氯化钠含量的测定,控制点原因,离子膜法制碱。所用的阳离子交换膜对任何离子都很敏感，不仅Na+能透过，Ca2+Mg2+Fe3+Ba2+Sr2+等也能透过。当这些阳离子透过膜时，就会和从阴极室渗过来的微量OH-反应，形成难溶的沉淀，堵塞离子膜。Ba2+Fe3+含量高时不仅破坏膜，而且会破坏金属阳极涂层和阴极涂层，影响电极使用寿命。以上这些眼里子的化合物都会堵塞隔膜，引起槽电压上升，电流效率下降。盐水中的氯酸根和悬浮物也要影响离子膜和阳离子交换树脂。因此用于离子膜法盐水的纯度要求甚高。,控制点分析实例,一次盐水中氯化钠含量的测定,方法要求 在中性溶液中，硝酸

8、银与氯化钠反应生成白色的氯化银沉淀。以铬酸钾为指示剂，当氯化钠反应完毕后，硝酸银立即与铬酸钾作用，生成砖红色的铬酸钾沉淀。其反应式如下： AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3 2 AgNO3+K2CrO4=Ag2CrO4+2KNO3 此反应必须控制在中性或微碱性溶液（pH为6.510.5）中进行。因为在酸性溶液中，铬酸钾溶于酸，会使滴定结果偏高。而在碱性溶液中，银离子又生成灰黑色氧化银沉淀，影响滴定和终点的判定。 根据氯化银溶度积（Ksp=1.810-10）和铬酸银溶度积（Ksp=2.010-12）的计算，被测溶液中CrO42-浓度为1.110-2mol/L时，过量硝酸银恰好能生成砖红色

9、铬酸银沉淀。但由于铬酸钾本身黄色较深，终点不易观察，所以实际用量要比理论用量少一些。一般铬酸根浓度为2.6110-35.210-3mol/L，即50100mL滴定液中需加入50g/L铬酸钾指示剂1mL。,试剂与步骤,试剂和溶液 1）硝酸银标准溶液 C（AgNO3）=0.1mol/L 2）硫酸溶液 C（1/2 H2SO4）=0.1mol/L 3）铬酸钾溶液 50g/L 4）酚酞溶液 1g/L 测定步骤 吸取粗盐水滤液25mL与500mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。吸取上述溶液10mL与250mL锥形瓶中，滴加12滴1g/L酚酞溶液，若溶液呈微红色，以0.1mol/L硫酸溶液中和溶液到微红色消

10、失，再加1mL铬酸钾指示液（50g/L），加水至约50mL。在充分摇动下，用0.1mol/L硝酸银标准滴定溶液滴定至溶液变为稳定的淡红色悬浊液，经充分摇动后不消失即为终点。,结果表示,氯化钠含量（g/L）按下式计算 C（NaCl）V0.05844 （NaCl）=1000+K 2510/500 式中V硝酸银标准溶液的体积，mL C（NaCl）硝酸银标准滴定溶液物质的量浓度，mol/L 0.05844与1.00mL硝酸银标准滴定溶液 c(AgNO3)=1.000mol/L相当的以克表示的氯化钠的质量； K氯化钠浓度的温度校正值,氯化钠浓度的温度校正值,注意事项,讨论及注意事项 1）盐水的密度和比容

11、随温度而变化，分析结果必须进行温度校正。 2）为了防止试样过饱和析出氯化钠结晶，影响分析结果，可用保温瓶取样。 3）在滴定过程中，生成氯化银沉淀能吸附氯离子，铬酸银沉淀将过出现，因此滴定时必须剧烈震荡溶液，使吸附的氯离子重新反应生成氯化银沉淀。 4）两次平行测定误差小于0.6g/L,一次盐水中氢氧化钠和碳酸钠含量的测定,方法提要 用酸标准滴定溶液滴定一定体积的盐水，当滴定至酚酞变色为第一化学计量点，此时，碳酸钠转化成碳酸氢钠，而氢氧化钠完全中和。加入甲基橙指示液，继续滴定至颜色改变，测出第二化学计量点，此时碳酸氢钠完全中和。,试剂与步骤,试剂和溶液 1)硫酸标准溶液 C(1/2 H2SO4)=

12、0.05mol/L 2)盐酸标准溶液 C（HCl）=0.05mol/L 3)酚酞溶液 1g/L 4)甲基橙溶液 1g/L 测定步骤 吸取冷至室温的粗盐水滤液25mL于250mL三角瓶中，加45滴1g/L酚酞指示液，在不断摇动下，用0.05mol/L硫酸（或盐酸）标准滴定溶液滴定至溶液红色刚刚消失为终点，再加1g/L甲基橙指示液23滴，继续滴定至溶液变橙红色为终点。,结果表示,氯化钠含量（NaCl）（g/L）和碳酸钠含量(Na2CO3)(g/L)按下式计算 式中V1以酚酞为指示液滴定时，硫酸标准滴定溶液的体积，mL V2以甲基橙为指示剂滴定时，硫酸标准滴定溶液的体积，mL C硫酸标准滴定溶液的物

13、质的量浓度，mol/L 0.04000与1.00mL硫酸标准滴定溶液C（1/2 H2SO4）=1.000mol/L相当的以克表示的氢氧化钠的质量 0.05300与1.00mL硫酸标准滴定溶液C（1/2 H2SO4）=1.000mol/L相当的以克表示的碳酸钠的质量,注意事项,1.配制的酚酞指示液必须是中性溶液 2.酚酞的变色范围为pH=810。甲酚红和百里酚蓝盐水溶液（混合指示液）的变色点为pH=8.3，终点时溶液由玫瑰色（pH=8.2）变为紫色（pH=8.4），如果采用混合指示剂，滴定终点更为准确。 3.混合指示液的配制 1g/L甲酚红钠盐水溶液和1g/L百里酚蓝钠盐水溶液以体积比1:3混合

14、。 4.酚酞指示液的用量对滴定结果影响较大，若用量不足，滴定常常不完全，结果使氢氧化钠含量偏低而碳酸钠含量偏高。若用量过多，因酚酞不溶于水而造成酚酞析出，致使溶液浑浊，影响终点的观察。 5.在滴定时硫酸溶液要逐滴加入，并不断摇动溶液，以免局部过量和第二步反应提前进行，致使碳酸钠含量偏低而氢氧化钠含量偏高 6.平行两次测定误差，NaOH0.01g/L；Na2CO30.04g/L,二次盐水中钙含量的测定,方法提要 试样中钙离子与螯合剂反应，生成金属配合物，再用有有机溶剂萃取和浓缩，萃取后用火焰原子吸取分光光度法测定。 光源为钙空心阴极灯，它发生的特征谱线通过钙自由原子时被吸取产生吸取信号吸光度，吸

15、光度与试液中钙离子浓度成正比，通过测量试液的吸光度测定钙含量。,试剂与仪器,钙标准溶液 0.01mg/L 盐酸溶液 c(HCL)=0.1mol/L 氢氧化钠 c(NaOH)= 0.1mol/L 氯化铵氢氧化铵缓冲溶液(PH=8) 将10.6克的氯化铵溶于10ml水中，再加试剂氨水溶液，将溶液PH值调到8.0 甲基异丁基甲酮 噻吩甲酰三氟丙酮 火焰原子吸收分光光度计 钙空心阴极灯,测定步骤,测定条件 按照仪器说明书调整好仪器 吸取试样500ml,分别加入4个1000ml烧杯中，再各加入0.01mg/L钙标准溶液0.0、2.0ml、6.0ml、10.0ml. 用0.1mol/L盐酸或氢氧化钠溶液将

16、试样的PH值调到7.58.2，再将溶液移入1000ml分液漏斗中，向漏斗中分别加入5ml氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液和0.05mol/LTTA-MIBK溶液10ml，激烈振摇混合。 静置分层后，分离有机层液体并移入20ml试管中，用火焰原子吸收分光光度计测定试样高峰。,结果表示,以溶液的含量为横坐标，与相对应的峰高为纵坐标绘图 查出试样质量按下式计算： (Ca)=m/V m-图中查得的质量，mg V-试样体积，L,二次盐水中铁含量的测定,方法提要 试样中铁离子与螯合剂反应，生成金属配合物，再用有机溶剂萃取和浓缩，萃取后用火焰原子吸收分光光度剂测定。,试剂与仪器,铁标准溶液 0.005mg/L 酒石

17、酸溶液 c(CHOHCO2H)2=1mol/L 将15酒石酸溶于100mL水中摇匀 氢氧化钠溶液 c(NAOH)=0.1mol/l 盐酸溶液 c(HCL)=0.1mol/l 甲基异丁基甲酮 (MIBK) PACD（吡咯皖氨基二硫甲酸铵，10g/L）溶液，称取1gAPCD溶于100ml水中。 火焰原子吸收分光光计 铁空心阴极灯,测定,测定条件，见表 按照仪器说明书调整好仪器 吸取试样250ml,分别加入4个1000ml，烧杯中，再分别加入0.005mg./ml,铁标准溶液0.0、1.0、3.0、5.0，加水稀释到500ml，摇匀。 加入1mol/l酒石酸溶液5ml，用0.1mol/l盐酸或氢氧化

18、钠溶液将溶液的PH值调到4，再将溶液移入1000ml分液漏斗中。 向分液漏斗中分别加入3ml，APCD溶液和10mlMIBK溶液，激烈振档溶液3min，静置15min后，分离有机层液体并移入20ml试管中，用火焰原子吸收风光光度计测定试样峰高。,结果表示,以溶液的含量为横坐标，与相对应的峰高为纵坐标绘图。 从图中查出试样的质量m （Fe）=m/V m-查出的质量，mg V-试样的体积，L,二次盐水中悬浮固体含量的测定,方法提要 悬浮固体用特殊过滤 试剂和溶液 乙醇、蒸馏水、乙醇和蒸馏水中所含的悬浮固体不大于0.1mg/L 仪器和设备 烘箱、干燥器、布氏漏斗、过滤膜（0.3um孔隙的全氟多孔聚四乙烯隔膜或相当品种）,测定步骤,用蒸馏水洗净过滤膜，放入烘箱中于103105摄氏度烘干2h，冷却、干燥、称量，称准至0.0002g。将过滤膜浸入