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文档简介
第七章化工产品分析
§7-1概述§7-2硫酸及其它无机酸的生产分析§7-3
烧碱及纯碱生产分析§7-4无机盐和氧化物的分析§7-5有机化工产品分析
§7-6其它化工产品分析第七章化工产品分析§71§7-1概述
化学品包括基础化工原料和化工产品。一、基础化工原料基础化工原料可用于生产其它化学品,主要包括无机化学原料和有机化学原料。1、常见的无机化学原料无机酸硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸、氢氟酸无机碱氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硼砂、氨水无机盐硫化物、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氯酸盐、磷化物、磷酸盐、碳酸盐单质黄磷、赤磷、金属钠、金属镁、硫磺氢气、氧气、氮气、氯气、氦气、氖气等氧化物氧化镁、氧化锌、氧化铜、氧化镍、三氧化二砷、五氧化二磷、过氧化氢§7-1概述化学品包括基础化工原料和化工产品22、常见的有机化学原料烃类乙烷、环己烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丁二烯、三氯乙烯、乙炔;苯、乙苯、苯乙烯醇类甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇、苯甲醇酚类苯酚、对氯苯酚、对苯二酚、硝基苯酚醚乙醚、石油醚醛甲醛、乙二醛、正丁醛酮丙酮、乙酰丙酮羧酸及衍生物甲酸、乙酸、丙烯酸、乙二酸、苯二甲酸、苯酐、对苯二甲酸二甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯胺和腈己内酰胺、乙二胺、环己胺、丙烯腈2、常见的有机化学原料烃类乙烷、环己烷、三氯甲烷、四氯化碳、3二、化工产品按照GB-7635-1987将化工产品分为九大类。1、无机酸类2、氯碱类3、化肥类4、无机精细化工产品类:无机盐、试剂、助剂等;5、石油炼制品类:汽油、煤油、柴油、润滑油等;6、石油化工产品类:有机原料、合成塑料、树脂、橡胶等;化工产品包括肥料、农药、涂料、合成材料、专用化学产品和日用化学品等,这些产品一般不再用来生产其它化工产品。二、化工产品按照GB-7635-1987将化工产品分为九大类47、有机精细化工产品类:染料、农药、医药、涂料、催化剂等;8、食品类9、油脂类:油脂、肥皂等。三、化工产品分析
化工生产分析一般包括原材料分析、中间产品分析、产品和副产品分析。1、原材料分析
原材料是指企业生产加工的对象,可以是原始的矿产物,也可以是其他企业的产品。原材料分析的主要项目为主成分及杂质,以检验主成分是否符合生产工艺要求,所含的杂质对生产工艺产生的影响等。7、有机精细化工产品类:染料、农药、医药、涂料、催化剂等;三52、中间产品分析
中间产品的分析又称中控分析,要求快速,以便及时调节生产的工艺条件。现代化的化工企业多采用在线自动分析,通过网络系统和计算机处理系统,将各分析测控点获得的数据汇集到控制中心,由控制中心将处理结果及时反馈到各个生产控制点,自动调整工艺条件。3、产品质量分析
产品质量分析是对产品中相关技术指标进行分析测定,一般包括两大任务:一是对主成分进行测定;二是对杂质含量、外观和物理指标进行检验。2、中间产品分析中间产品的分析又称中控分析,6四、化工产品的主要检测项目1、纯度通常测的是相对密度是参考物质的密度是被测物质的密度2、密度
相对密度的测定方法有密度计、密度瓶和韦氏天平。
其中准确度最高的方法是密度瓶,密度计和韦氏天平则具有操作简单,测定快速等优点。四、化工产品的主要检测项目1、纯度通常测的是相对密度是参考物7化工产品分析课件85、折射率
由初馏点(始沸点,第一滴馏出物流出时蒸馏瓶内气相温度)到干点(终沸点,最后一滴液体蒸发的瞬间温度,蒸馏瓶内最高气相温度)之间的温度范围称为沸程。4、沸点和沸程
通常熔点较凝固点低1~2℃。
物质从开始熔化至完全熔化的温度范围称为熔点范围,或熔程。3、熔点、凝固点、熔程5、折射率由初馏点(始沸点,第一滴馏出物流出96、水分化合水
吸附水
表面的吸附水(常温下通风干燥)
毛细管空隙的水(102~105℃烘干)
结晶水(加热到300℃
)
结构水(加热到300~1000
℃
)
化工产品中的水分通常用烘干法、卡尔费休滴定法、共沸蒸馏法、气相色谱法等方法测定。(1)烘干法
适用于稳定性好的无机化工产品、化学试剂、化肥等固体产品中水分含量的测定。(2)卡尔费休法(氧化还原滴定法)6、水分化合水吸附水表面的吸附水(常温下通风干燥)毛细10
反应后碘的棕色消失,终点时,过量的碘使溶液呈淡棕色。
上述反应为可逆反应,为使反应进行完全,必须加入碱性物质与生成的酸吸收。
硫酸酐吡啶不稳定,须加入甲醇,使之转化为稳定的甲基硫酸氢吡啶。
总反应为:反应后碘的棕色消失,终点时,过量的碘使溶液呈淡棕色。11
卡尔费休试剂:碘、二氧化硫、吡啶、甲醇按一定比例混合(1:1:3:1),但甲醇的量要比理论量多(1:3:10:50)。
注意事项:此方法主要用于测定有机化合物中的微量水分。能与试剂中某一组分发生反应的物质对测定有干扰。各种试剂纯度要高,尤其是含水量应在0.1%以下。吡啶可用其它的有机碱(咪唑)代替。如测定醛酮样品中的水分,由于发生缩合反应生成水,因而难以到达终点。可用乙二醇甲醚代替甲醇,再加氯仿作溶剂。卡尔费休试剂:碘、二氧化硫、吡啶、甲醇按一12(3)有机溶剂蒸馏法根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分的沸点的原理,在试样中加入适当的有机物进行蒸馏,试样中的水分可全部蒸馏出来。例:在1atm下,水的沸点为100℃,苯的为80.4℃,水和苯形成的混合物沸点为69.13℃。所用的有机物必须是和水互不相溶、常温下密度小于1、与被测物不发生化学反应。常用的有苯、甲苯、二甲苯、汽油和其它惰性的碳氢化合物。此方法适用于高温下容易分解的有机物中水分的测定。(3)有机溶剂蒸馏法根据两种互不相溶的液体混13(4)气相色谱法
1.245gK2PtCl6+1.000gCoCl2·6H2O+100mLHCl,稀释至1L,此溶液的色度为500Hazen。用此溶液可以配制不同色度的溶液。
(1)铂-钴色度标准法
色度是指产品颜色的深浅。7、色度
将被测样品与不同色度的标准溶液比较,可测得未知液的色度。
此方法适用于澄清、透明、浅色的液体产品色度的测定,广泛应用于化工产品色度的测定。(4)气相色谱法1.245gK2PtCl6+14(2)加德纳色度标准法适用于深色的液体样品色度的测定,如干性油、油漆等。(2)加德纳色度标准法适用于深色的液体15§7-2硫酸及其它酸的生产分析硫酸生产主要以硫铁矿为原料,经过焙烧,生成SO2,气体经过除尘、水洗等净化和干燥后,经过钒触媒接触转化为SO3,最后用98%的硫酸吸收。一、硫酸的生产过程4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑2SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4§7-2硫酸及其它酸的生产分析硫酸生产主16
硫酸生产分析的主要对象是原料矿石、炉渣、中间气体及成品硫酸。主要测定项目有:原料矿石中有效硫和水分的含量;砷、氟的含量;矿渣中有效硫含量;净化前后、转化前后以及吸收后气体中的二氧化硫、三氧化硫含量;成品硫酸的质量。二、原料矿石和炉渣中硫的测定
硫铁矿的主要成分为FeS2,还有少量单质硫,在焙烧时产生SO2,这一部分硫称为有效硫;另一部分硫以Fe2(SO4)3形式存在,不能生成SO2。有效硫和硫酸盐中硫之和称为总硫。在硫酸生产分析检验中,主要测定硫铁矿及残留于炉渣中的有效硫。由于在焙烧过程中可能有部分的有效硫转变为硫酸盐,这部分转化在进行物料恒算时应予以考虑,所以要对有效硫和总硫进行分别测定。硫酸生产分析的主要对象是原料矿石、炉渣、中间171、有效硫的测定---燃烧吸收滴定法
试样在850℃空气流中燃烧,单质硫和硫化物中硫转变为SO2气体逸出,用H2O2溶液吸收并氧化成硫酸,以甲基红-亚甲基兰为混合指示剂(变色点pH=7.0,蓝紫→绿),用氢氧化钠标准溶液滴定即可计算有效硫含量。反应式为:
(1)测定原理4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑SO2+H2O2=H2SO4H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O1、有效硫的测定---燃烧吸收滴定法试样18(2)仪器装置图(2)仪器装置图19
试样中FeS2与烧结剂Na2CO3+ZnO混合,经烧结后生成硫酸盐,与原来的硫酸盐一起用水浸取后进入溶液。在碱性条件下,用中速滤纸滤除大部分氢氧化物和碳酸盐。然后在酸性溶液中用BaCl2溶液沉淀硫酸盐,经过滤灼烧后,以BaSO4的形式称量。
(2)逆王水分解试样
试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生成硫酸,同时硫酸盐被溶解,其反应为:
FeS2+5HNO3+3HCl=H2SO4+FeCl3+5NO↑+2H2O试样中FeS2与烧结剂Na2CO3+ZnO混20
为防止单质硫的析出,溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾,使单质硫也转化为硫酸。S+KClO3+H2O=H2SO4+KCl
用氨水沉淀铁盐后,加入氯化钡使SO42-离子生成BaSO4沉淀,由BaSO4质量即可计算总硫含量。
注:(1)试样溶解时,温度过高,逆王水分解反应快,对试样的溶解和氧化作用会降低。所以,应在不高于室温的条件下使溶解及氧化反应缓慢进行。若过分加热,即使有KClO3存在,也会有单质硫析出(淡黄色,飘浮于溶液表面),一旦有单质硫析出,很难被氧化为SO42-离子,试验必须重做。为防止单质硫的析出,溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾21(2)硝酸钡、氯酸钡的溶解度较小,能与硫酸钡形成共沉淀而干扰测定,产生误差。因此,试样溶液必须反复用盐酸酸化和蒸干以除尽NO3-离子,还应该控制氯酸钾的加入量。三、生产过程中二氧化硫和三氧化硫的测定
测定焙烧炉气中SO2含量可检验焙烧炉的运转情况;测定转化炉出口气体中的SO2和SO3的含量,即测定SO2的转化率,也是检验转化炉运转是否正常的依据。不同的生产环节,两种气体的含量有较大差异,应视其含量的不同选择不同的测定装置、试剂浓度和取样量。
(2)硝酸钡、氯酸钡的溶解度较小,能与硫酸钡形成共沉淀而221、SO2浓度的测定—碘淀粉溶液吸收法
气体中的SO2通过定量的含有淀粉指示剂的碘标准滴定溶液时被氧化成硫酸,反应式为:
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI
碘液作用完毕时,淀粉指示剂的蓝色刚刚消失,即将其余气体收集于量气管中,根据碘标准滴定溶液的用量和剩余气的体积可以算出被测气体中二氧化硫的含量。
气样中二氧化硫的体积分数ω(SO2)按下式计算
1、SO2浓度的测定—碘淀粉溶液吸收法气体中23VSO2--SO2在标准状况下的体积,LV—吸收完SO2后剩余气体体积(标准状况),L
c—为碘标准滴定溶液的浓度,mol/L
V—为碘标准滴定溶液的体积,mL
VSO2--SO2在标准状况下的体积,LV—吸收完SO2后剩24p和t—分别为当时的大气压强,kPa和温度,℃
pW—为温度t下的氯化钠饱和溶液的饱和蒸气压,kPa(与纯水有差异,数值可查表)
V2和V1
分别为吸收后和吸收前量气管的读数,mL2、SO3浓度的测定(1)测定原理
炉气通过润湿的脱脂棉球,三氧化硫和二氧化硫均生成酸雾而被捕集,用水溶解被捕集的酸雾,用碘标准滴定溶液滴定亚硫酸,再用氢氧化钠标准溶液滴定总酸量。
p和t—分别为当时的大气压强,kPa和温度,℃pW—25SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O=H2SO3H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2OHI+NaOH=NaI+H2O(2)仪器装置图
SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O=H2SO3H2SO26四、工业硫酸的分析
工业硫酸的技术指标见P117。1、硫酸含量的测定以甲基红一亚甲基兰为指示剂(变色点pH=7.0,蓝紫→绿),用氢氧化钠标准溶液滴定溶液变为灰绿色即为终点,可算出硫酸含量。
四、工业硫酸的分析工业硫酸的技术指标见P117。1、硫酸27c—氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度,mol/L;V—氢氧化钠标准滴定溶液的体积mL;m—试料的质量,g;M(H2SO4)—硫酸的摩尔质量,98.07g/mol。2、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定用安瓿球取样并准确称量,在具塞锥形瓶中振荡摇碎安瓿球,使发烟硫酸溶于水后,以甲基红一亚甲基兰为指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定,求出硫酸总量。c—氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度,mol/L;2、发烟硫酸283、灰分的测定—重量法灰分是指溶解在硫酸中的金属盐类经蒸发后而留下来的残渣。测定时称取25~50g试样于已灼烧至恒重的坩埚中,在沙浴上加热蒸发至干,移入高温炉中,在800℃下灼烧至恒重。3、灰分的测定—重量法灰分是指溶解在硫酸中的金294、铁含量的测定—邻二氮菲光度法试样蒸干后,残渣溶解于盐酸中,用盐酸羟胺还原溶液中的铁,在pH2~9条件下,Fe2+与邻二氮菲反应生成1:3的橙色配位化合物,在510nm处测其吸光度。
注意事项:(1)室温反应需30min,络合物稳定16h以上;
(2)邻二氮菲只与Fe2+反应,与Fe3+不反应;
(3)用酒石酸或柠檬酸钠控制溶液的pH,同时它们可与许多共存金属离子形成配合物而抑制金属离子的水解。4、铁含量的测定—邻二氮菲光度法试样蒸干后305、砷含量的测定---二乙基二硫代氨基甲酸银光度法
硫酸中的砷是由原料矿石引入,虽然大部分已经在生产过程中除去。成品硫酸中含砷量已经很低,但由于砷有剧毒,所以用于食品或制药工业的硫酸中含砷量不得高于0.00001%。
在硫酸介质中,用SnCl2和KI将As5+还原为As3+,加入Zn粒,产生新生态氢,进一步将As3+还原为H3As,H3As气体被二乙基二硫代氨基甲酸银的CHCl3吸收,生成紫红色络合物。用分光光度法测定。
6、氯含量的测定--电位滴定法
以氯电极为指示电极,甘汞电极为参比电极,在硫酸介质中用AgNO3标准溶液进行电位滴定。
5、砷含量的测定---二乙基二硫代氨基甲酸银光度法31注意事项:(1)滴定过程中,试液的温度必须保持在30℃以下,如温度过高,需用冰冷却。(2)如氯离子浓度太低,消耗的AgNO3标准溶液的体积在1mL以下时,可用标准加入法进行测定。7、二氧化硫含量的测定一碘量法
在冷却条件下,用氨基磺酸溶液除去试样中氮的氧化物,以淀粉为指示剂,用碘标准溶液滴定,由耗碘量算出二氧化硫含量。同时做空白试验。
注意事项:7、二氧化硫含量的测定一碘量法32§7-3烧碱及纯碱生产分析一、烧碱分析
烧碱中主要测定NaOH和Na2CO3的含量。1、双指示剂法(1)加入酚酞,用盐酸标液滴定至终点(2)再加入甲基橙,用盐酸标液滴定至终点Na2CO3
NaOHNaHCO3NaClHCl滴定至酚酞变色,消耗V1mLHCl滴定至甲基橙变色,又消耗V2mLCO2NaCl第一计量点
pHsp1=8.31第二计量点pHsp1=3.9§7-3烧碱及纯碱生产分析一、烧碱分析烧332、氯化钡法取两份等量的试样,一份加入BaCl2,使CO32-沉淀为BaCO3,用盐酸标液滴定NaOH,从而求出其含量。另一份以甲基橙为指示剂测定两种碱的总量。2、氯化钡法取两份等量的试样,34无水碳酸钠俗称纯碱。外观为白色结晶粉末或细小颗粒
,是重要的基础化工原料,用于化工、玻璃、冶金、印染、合成洗涤剂、石油化工、食品工业等。纯碱是以工业盐或天然碱为原料,由氨碱法、联和制碱法或其他方法制得。
氨碱法是将石灰石煅烧得到CO2,用盐水吸收氨后,再进行碳酸化得到NaHCO3,煅烧便得到Na2CO3。CaCO3=CaO+CO2NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O。二、纯碱分析
无水碳酸钠俗称纯碱。外观为白色结晶粉末或细小颗351、母液中全氨(TNH3)的测定
母液中所含的TNH3包括游离氨(FNH3)、结合氨(CNH3)。FNH3当加热煮沸后,以NH3气的状态自溶液中逸出;
CNH3与NaOH作用加热煮沸后,CNH3完全被NaOH分解,也以NH3气的状态自溶液中逸出。
(1)游离氨的测定游离氨主要以NH3·H2O的形式存在,可以甲基橙做指示剂,用硫酸标准溶液滴定。移取一定体积的母液于锥形瓶中,加入2滴甲基橙,用硫酸标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色即为终点。1、母液中全氨(TNH3)的测定母液中所含的TNH36(g/L)C-----硫酸标液的浓度,mol/LV-----消耗硫酸标液的体积,mLV0-----试样的体积,mLM-----氨的摩尔质量,g/mol(2)总氨的测定试样中加入NaOH溶液,结合氨与NaOH反应生成游离氨,加热煮沸,与本来含有的游离氨一起随水蒸气逸出,用硫酸标准溶液吸收,再用NaOH标准溶液滴定剩余的硫酸。
(g/L)C-----硫酸标液的浓度,mol/LV-----37移取一定体积的母液于500mL蒸馏瓶中,加水250mL,加入10mLNaOH(200g/L),在吸收瓶中加入20mL硫酸标准溶液及2滴甲基橙,待蒸馏瓶中的液体蒸出2/3后,停止蒸馏,取下吸收瓶,用NaOH标液滴定溶液由红色变为橙色。移取一定体积的母液于500mL蒸馏瓶中,加水382、母液中CO2的测定
用过量的硫酸分解试样中的碳酸盐和酸式碳酸盐,使生成的CO2逸出,将逸出的CO2气体导入量气管内,测量生成物CO2的体积,即可算出CO2的含量。V0—试样的体积,mL;m----生成的二氧化碳的质量,g
V—生成的二氧化碳的体积,mL;
P—大气压力,千帕斯卡kPa,
PW—测定时气体中的饱和水蒸气分压,千帕斯卡k
t—测定时的温度,℃;
M(CO2)—二氧化碳的摩尔质量,44.01g/mol;2、母液中CO2的测定用过量的硫酸分解试样中的393、纯碱产品分析(1)总碱量的测定总碱量是指碳酸钠和碳酸氢钠的合量,以溴甲酚绿—甲基红混合指示剂(变色点pH=5.1,酸色为酒红,碱色为绿色)
,用盐酸标准溶液滴定总碱量。
c—盐酸标准滴定溶液的浓度,mol/L;V—滴定消耗盐酸标准滴定溶液的体积,mL;V0—空白试验消耗盐酸标准滴定溶液的体积,mL;
m—试料的质量,g;
M(Na2CO3)—碳酸钠的摩尔质量,106.0g/mol3、纯碱产品分析(1)总碱量的测定总碱量40(2)氯化物的测定
纯碱产品中氯化物含量的测定,国家标准GB/T210.2-2004中推荐使用汞量法,对于低含量的测定可用电位滴定法。测定结果按氯化钠计算。在pH值为2.5~3.0的试样溶液中,以二苯偶氮碳酰肼为指示剂,用硝酸汞标准滴定溶液滴定氯化物。
过量的Hg2+与二苯偶氮碳酰肼生成紫红色配合物指示终点。
(3)铁含量的测定
同工业硫酸中铁含量的测定—邻二氮菲光度法。(2)氯化物的测定纯碱产品中氯化物含量的41(4)烧失量的测定
试样在250~2700℃
下加热至恒量,加热时失去游离水和碳酸氢钠分解出的水和二氧化碳,计算烧失量。
(5)水中不溶物的测定
试样溶于(50±5)℃的水中,将不溶物采用古氏坩埚抽滤,洗涤、干燥、称重。m1----水不溶物的质量,gm----试样的质量,g---烧失量(4)烧失量的测定试样在250~27042§7-4无机盐的分析一、工业NaNO3中NaNO3含量的测定
将试样注入离子交换柱中,阳离子交换树脂中的H+与样品中的Na+发生交换,然后用NaOH标准溶液滴定交换下来的H+。二、工业聚合氯化铝中AlCl3含量的测定
工业聚合氯化铝的分子式为AlCl3·6H2O。测定方法采用EDTA配位滴定。一般用返滴定或置换滴定的方法。
返滴定:在pH=4.5左右加入过量EDTA标液,加入煮沸,使Al3+完全反应,再用其它金属盐的标准溶液滴定剩余的EDTA。
§7-4无机盐的分析一、工业NaNO3中NaNO3含43置换滴定:加入过量EDTA标液,加入煮沸,使Al3+完全反应,再用其它金属盐的标准溶液滴定剩余的EDTA。加入NaF置换Al-EDTA中的EDTA,再用金属盐标液滴定释放出的EDTA。三、漂白粉中有效氯的测定
漂白粉的主要成分为:[Ca(ClO)2·CaCl2·3H2O]和[CaCl2·Ca(OH)2·H2O],有效成分是Ca(ClO)2。有效氯是ClO-中的氯。
测定方法是间接碘量法。先用KI与ClO-反应,生成I2,再用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2。指示剂为I2+淀粉。置换滴定:加入过量EDTA标液,加入煮沸,使Al3+完全反应44化工产品分析课件45§7-5有机化工产品分析一、工业乙醇分析
乙醇主要用于制造染料、涂料、医药、人造橡胶、洗涤剂等。以谷物、薯类、糖蜜为原料,经发酵、蒸馏而制成的含水工业酒精质量标准如下:项目优等品一等品二等品乙醇(20℃)/%(体积分数)≥硫酸试验/号≤氧化试验/min≥醛(以乙醛计)/(mg/L)≤杂醇油(以异丁醇、异戊醇计)/(mg/L)≤甲醇)(mg/L)≤酸(以乙酸计))/(mg/L)≤酯(以乙酸乙酯计)/(mg/L)≤不挥发物/)(mg/L)≤色度/号≤96.010305108001030201095.58015308012002040251095.0---5---400200020---2510§7-5有机化工产品分析一、工业乙醇分析乙醇主461、乙醇含量的测定
乙醇体积浓度,是指在20℃时,乙醇水溶液中所含乙醇的体积与在同温度下该溶液总体积的百分比。根据乙醇浓度与密度成一定的反比关系,利用酒精计进行测定。将试样注入洁净、干燥的量筒中,在室温下静置几分钟,放入洗净的酒精计,同时插入温度计,平衡5min,读取酒精计的刻度,同时记录温度。根据测得的酒精计示值和温度,查表得到20℃乙醇的浓度。1、乙醇含量的测定乙醇体积浓度,是指在20℃时,472、硫酸试验具有强烈的吸水性和氧化性,与分子结构稳定性较差的有机化合物混合,再加热条件下,会使其氧化、分解、碳化、缩合,产生颜色。与黑曾单位铂-钴色标溶液比较,确定试样硫酸试验的色度。3、氧化试验
高锰酸钾为强氧化剂,在一定条件下,试样中的还原剂可与高锰酸钾反应使其颜色消退。当加入一定体积的高锰酸钾标液,在(15.0±0.1)℃下反应,与标准溶液比较,确定样品颜色达到色标时为其终点,反应所需要的时间即为氧化时间。氧化时间的长短,可衡量酒精中还原性物质的多少。2、硫酸试验具有强烈的吸水性和氧化性,与分子48
对于两次测定值之差,如氧化时间在30min以上,不得超过1.5min;如氧化时间在30min以下、10min以上,不得超过1.0min;如氧化时间在10min以下,不得超过0.5min。4、醛的测定(1)碘量法原理试样中加入过量的亚硫酸氢钠,使其与醛发生加成反应,生成α-羟基磺酸钠。剩余的亚硫酸氢钠用碘氧化,加过量的NaHCO3使加成物分解,重新游离出醛和亚硫酸氢钠,再用碘标液滴定释放出的亚硫酸氢钠,从而计算醛的量。对于两次测定值之差,如氧化时间在30min以上49步骤吸取试样15.0mL于碘量瓶中,加入15mL水、15mL亚硫酸氢钠溶液、7mL盐酸(0.1mol/L),摇匀,于暗处放置1h。用碘标液(0.1mol/L)滴定,近终点时加入0.5mL淀粉,改用0.01mol/L的碘标液滴定至出现淡蓝色,然后加20mL碳酸氢钠溶液,摇荡5min(呈无色),用0.01mol/L的碘标液继续滴定至蓝紫色。步骤吸取试样15.0mL于碘量瓶中,加入1550c-----碘标液的浓度,mol/LV1—试样消耗的碘标液的体积,mL;
V2—空白消耗的碘标液的体积,mL;V----试样的体积,mL;
M—乙醛的摩尔质量,g/mol;计算(2)碱性品红-亚硫酸分光光度法原理醛和亚硫酸品红作用时,发生加成反应,分子经过重排失去亚硫酸,生成紫红色的物质,测定其吸光度,可以计算醛的含量。c-----碘标液的浓度,mol/L计算(51步骤
醛标准溶液的配制:按乙醛:乙醛氨=1:1.386的比值配制。称取乙醛氨0.1386g迅速溶于基准乙醇中(不含醛),定容至100mL,浓度为1g/L的醛标液。贮存于冰箱中。醛标准系列的配制:用以上溶液配制醛浓度为3、5、8、10、15、20、25、30mg/L的标准系列。测定:吸取与试样含量相近的醛标液及试样各2.00mL,分别置于比色管中,各加水5mL,碱性品红-亚硫酸显色剂2.00mL,放置20min,于555nm处测量吸光度。步骤醛标准溶液的配制:按乙醛:乙醛氨=152计算
ρ(CH3CHO)—试样中醛的含量,mg/L;
A1—试样消耗的吸光度;A—醛标液的吸光度;
ρ—醛标液中醛的含量,mg/L;注:对于工业酒精和食用酒精,结果的精确地要求不同。工业酒精精确至整数,而食用酒精精确至四位小数。计算ρ(CH3CHO)—试样中醛的含量,mg/L;53(3)羟胺肟化法直接滴定法:样品与盐酸羟胺发生缩合反应,生成盐酸,用NaOH标准溶液滴定。返滴定法:先加入过量NaOH标准溶液与盐酸羟胺反应,生成游离的羟胺,加入试样,其中的醛与羟胺反应生成肟,反应完成后用盐酸标液滴定剩余的NaOH,并使未反应的羟胺生成盐酸羟胺。(3)羟胺肟化法直接滴定法:样品与54终点的判断:可用溴酚蓝指示剂,终点蓝色→黄色也可用电位法指示终点。计算c-----盐酸标液的浓度,mol/LV0—空白消耗的盐酸标液的体积,mL;
V1—试样消耗的碘标液的体积,mL;V----试样的体积,mL;
M—乙醛的摩尔质量,g/mol;终点的判断:可用溴酚蓝指示剂,终点蓝色555、杂醇油的测定(1)毛细管气相色谱法利用毛细管进行分离,用氢火焰离子化器进行检测,用内标法进行定量。(2)对二甲氨基苯甲醛光度法在浓硫酸作用下,除正丙醇外的高级醇都会脱水,生成不饱和烃(异丁醇变成丁烯),而不饱和烃可与对二甲胺基苯甲醛反应生成橙红色化合物,在425nm波长处测定吸光度。原理步骤配制杂醇油标准系列绘制工作曲线样品的测定5、杂醇油的测定(1)毛细管气相色谱法利566、甲醇的测定甲醇也可用气相色谱法测定,或用变色酸光度法、品红-亚硫酸光度法。甲醇在磷酸介质中,可被过量高锰酸钾氧化成甲醛,用偏重亚硫酸钠(Na2S2O5)除去过量的高锰酸钾,甲醛与变色酸(C10H6O6S2Na2)在浓硫酸存在下,先缩合,然后被氧化,生成对醌结构的蓝紫色化合物,在570nm处测定吸光度。(1)原理(2)步骤配制甲醇标准系列样品的测定绘制工作曲线6、甲醇的测定甲醇也可用气相色谱法测定,或用577、酯的测定(1)皂化法。
试样中加入过量的氢氧化钠标准溶液加热回流,使酯完全皂化,剩余的碱用标准酸溶液中和。c-----NaOH标液的浓度,mol/LV0—空白消耗的NaOH标液的体积,mL;
V1—试样消耗的NaOH标液的体积,mL;V----试样的体积,mL;
M—乙酸乙酯的摩尔质量,g/mol;7、酯的测定(1)皂化法。58(2)光度法。
在碱性条件下,酯与羟胺生成异羟肟酸盐,酸化,盐与铁离子生成黄色配合物,测定其吸光度。注:
NaOH与盐酸羟胺的混合液需现用现配;FeCl3的配制方法二、醇类分析
1、酰化法:测定伯醇和仲醇。
通常是用以酸酐-吡啶-高氯酸进行乙酰化反应,生成乙酸和乙酸酯,加水后使剩余的乙酸酐水解,生成乙酸,用碱标液滴定生成的乙酸,同时做空白实验。(2)光度法。在碱性条59(1)高氯酸的作用:提供H+,有利于乙酰化反应。(2)吡啶的作用:溶剂;与乙酸作用,使反应向右移动。(3)同时做空白实验。注:
(1)高氯酸的作用:提供H+,有利于乙酰化反应。60c----NaOH标液的浓度,mol/LV—试样消耗的NaOH标液的体积,mL;
V0—空白消耗的碘标液的体积,mL;n醇----试样中醇的量mmol。
2、HIO4氧化法:测定α-多羟基醇。
α-多羟基醇是醇的分子中有多个羟基,且两个或两个以上的羟基处于相邻的碳上。c----NaOH标液的浓度,mol/L261三、醛和酮的分析
1、羟胺污化法:同时测定醛和酮的总量。(1)测定原理
R-C-R’+H2NOH·HCl=R-C-R’+H2O+HClONOH
三、醛和酮的分析1、羟胺污化法:同时测定醛和酮的62
以上的缩合反应是醛或酮与盐酸羟胺按照1:1的比例进行,根据盐酸羟胺的消耗量可求出醛酮的量。
(2)注意事项:
(3)确定盐酸羟胺用量的方法:A用标准酸溶液滴定剩余的碱,同时作空白实验,V空白-V样品即为缩合反应产生的盐酸的量,也是醛酮的总量。
B用氧化剂氧化剩余的羟胺。为了使反应进行彻底,一是使用过量的试剂,二是加入碱(吡啶)中和反应析出的盐酸;
酸性或碱性物质干扰测定;C氧化性物质干扰测定。以上的缩合反应是醛或酮与盐酸羟胺按照1:1的比63
反应完成后,用碘标准溶液滴定剩余的NaHSO3。
注意事项:(1)只有醛和甲基酮可用此方法测定。(2)加成反应为可逆反应,产物的离解常数要小于10-4(3)分子中有其它不饱和键时,也会发生加成反应。2、NaHSO3法C=OR=COHR+NaHSO3CH3(H)CH3(H)SO3Na反应完成后,用碘标准溶液滴定剩余的NaHSO364§7-6其它化工产品分析一、农药分析1、定义:用于防治或控制危害农业、林业的病、虫、菌、草等有害生物,以及有目的地调节植物、昆虫生长的药剂的简称。2、商品理化性能测试(1)水分的测定卡尔-费休法共沸蒸馏法§7-6其它化工产品分析一、农药分析1、定义:2、商品理65称取试样0.3g左右,置于圆底烧瓶中,加100mL甲苯,试样中的水与甲苯形成共沸二元混合物,一起被蒸馏出来,根据蒸出甲苯的体积,计算水分含量。(2)乳液稳定性的测定乳液稳定性是指试样用标准硬水稀释放置1h后乳液的分层情况。标准硬水是硬度(以CaCO3计)为0.342g/L的硬水。测定时,在烧杯中,加入100mL(30±2)℃的标准硬水,用移液管移取适量乳剂试样,在不断搅拌下,慢慢加入硬水中,继续搅拌30s,置于(30±2)℃的水浴中静置1h,观察乳液的分离情况,如无浮油(膏)、沉油和沉淀析出,则判定乳液稳定性合格。称取试样0.3g左右,置于圆底烧瓶中,加1066(3)热贮稳定性的测定农药的热贮稳定性是指试样在54℃的温度下贮存14天后,其有效成分含量的变化情况。(5)丙酮不溶物的测定低温稳定性是指试样在0℃保持1h外观的变化情况,以及在0℃保持7天后,物化指标的变化情况。(4)低温稳定性的测定适量样品用丙酮加热熔解,趁热过滤不溶物并干燥,丙酮不溶物质量占样品的质量分数。(3)热贮稳定性的测定农药的热贮稳定性是指试67测定时,将玻璃砂芯漏斗烘干至恒重。称取10g样品,置于锥形瓶中,加入150mL丙酮并振摇,尽量使样品溶解,装上回流冷凝器,在热水浴中加热至沸腾,自沸腾开始回流5min,停止加热,用砂芯漏斗抽滤,用热丙酮洗3次,将砂芯漏斗在110℃的烘箱中烘干至恒重。
m1---丙酮不溶物与漏斗的质量,gm2---漏斗的质量,g
m---试样的质量,g测定时,将玻璃砂芯漏斗烘干至恒重。称取10g样品,置68二、化妆品(cosmetics)分析1、化妆品的定义化妆品是清洁、美化人体面部、皮肤以及毛发等处的日常用品。
美国FDA对化妆品的定义为:用涂擦、撒布、喷雾或其他方法使用于人体的物品,能起到清洁、美化,促使有魅力或改变外观的作用。
中华人民共和国《化妆品卫生监督条例》中定义化妆品为:“以涂擦、喷洒或者其他类似的方法,散布于人体表面任何部位(皮肤、毛发指甲、口唇等),以达到清洁、消除不良气味、护肤、美容和修饰目的的日用化学工业产品”。二、化妆品(cosmetics)分析1、化妆品的定义69化妆品中有油性物质、表面活性剂、保湿剂、防腐剂、抗氧化剂、香精和色素等。
GB7918-87种规定了化妆品中的禁用物质为359种,限用物质为57种,限用紫外线吸收剂36种。同时对汞、铅、砷、甲醇等有毒物质的含量做了限量规定。2、化妆品的检验项目(1)毒性试验
选用大白鼠、小白兔作试验动物,口服或针剂被测试物质,观察短期内出现的影响。毒性值用50%致死量表示(LD50),大于5000mg/kg,是毒性小,比较安全的,大于2000mg/kg是低毒性的。化妆品中有油性物质、表面活性剂、保湿剂、防腐剂、抗氧化70(2)卫生化学检验包括汞、铅、砷等卫生化学指标的检测,斑蟊、氮芥、巯基乙酸、性激素、甲醛等禁、限用物质含量的检测,以及pH值等其他检测。(3)微生物学检验包括菌落总数、粪大肠菌群、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、霉菌和酵母菌等检验项目;(2)卫生化学检验包括汞、铅、砷等卫生化71(4)毒理学试验普通化妆品需要做急性皮肤刺激性试验、急性眼刺激性试验、多次皮肤刺激性试验;特殊用途化妆品除以上三项试验,还需要做皮肤变态反应试验、皮肤光毒性试验、回复突变试验、体外哺乳动物细胞染色体畸变试验;特殊用途化妆品人体安全性和功效性评价:包括人体斑贴试验、人体试用试验、SPF值测定等。
(4)毒理学试验普通化妆品需要做急性皮肤刺激性725、世上最美好的事是:我已经长大,父母还未老;我有能力报答,父母仍然健康。
6、没什么可怕的,大家都一样,在试探中不断前行。
7、时间就像一张网,你撒在哪里,你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了,可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的,可只有到最后才不得不承认。
8、世上的事,只要肯用心去学,没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心,对阳光,对美,对痛楚。
9、别再去抱怨身边人善变,多懂一些道理,明白一些事理,毕竟每个人都是越活越现实。
10、山有封顶,还有彼岸,慢慢长途,终有回转,余味苦涩,终有回甘。
11、人生就像是一个马尔可夫链,你的未来取决于你当下正在做的事,而无关于过去做完的事。
12、女人,要么有美貌,要么有智慧,如果两者你都不占绝对优势,那你就选择善良。
13、时间,抓住了就是黄金,虚度了就是流水。理想,努力了才叫梦想,放弃了那只是妄想。努力,虽然未必会收获,但放弃,就一定一无所获。
14、一个人的知识,通过学习可以得到;一个人的成长,就必须通过磨练。若是自己没有尽力,就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易,但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。
15、如果没有人为你遮风挡雨,那就学会自己披荆斩棘,面对一切,用倔强的骄傲,活出无人能及的精彩。5、人生每天都要笑,生活的下一秒发生什么,我们谁也不知道。所以,放下心里的纠结,放下脑中的烦恼,放下生活的不愉快,活在当下。人生喜怒哀乐,百般形态,不如在心里全部淡然处之,轻轻一笑,让心更自在,生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界,只要推动自己就能推动世界。
6、人性本善,纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰,把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道,每个人的心灵深处,不管乌云密布还是阴淤苍茫,但依然有一道彩虹,亮丽于心中某处。
7、每个人的心里,都藏着一个了不起的自己,只要你不颓废,不消极,一直悄悄酝酿着乐观,培养着豁达,坚持着善良,只要在路上,就没有到达不了的远方!
8、不要活在别人眼中,更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变,你能做到的只有改变你自己!
9、欲戴王冠,必承其重。哪有什么好命天赐,不都是一路披荆斩棘才换来的。
10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻,你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔,一天数次。不痛了不代表你能完全无视,留下的那个空缺永远都在,偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的,但牙总是要拔,因为太痛,所以终归还是要放手,随它去。
11、这个世界其实很公平,你想要比别人强,你就必须去做别人不想做的事,你想要过更好的生活,你就必须去承受更多的困难,承受别人不能承受的压力。
12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人,才能算是真正的强者。自古以来的伟人,大多是抱着不屈不挠的精神,从逆境中挣扎奋斗过来的。
13、不同的人生,有不同的幸福。去发现你所拥有幸运,少抱怨上苍的不公,把握属于自己的幸福。你,我,我们大家都可以经历幸福的人生。
14、给自己一份坚强,擦干眼泪;给自己一份自信,不卑不亢;给自己一份洒脱,悠然前行。轻轻品,静静藏。为了看阳光,我来到这世上;为了与阳光同行,我笑对忧伤。
15、总不能流血就喊痛,怕黑就开灯,想念就联系,疲惫就放空,被孤立就讨好,脆弱就想家,不要被现在而蒙蔽双眼,终究是要长大,最漆黑的那段路终要自己走完。5、从来不跌倒不算光彩,每次跌倒后能再站起来,才是最大的荣耀。
6、这个世界到处充满着不公平,我们能做的不仅仅是接受,还要试着做一些反抗。
7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人,只要还抱有希望,便无所怨惧。
8、有些人,因为陪你走的时间长了,你便淡然了,其实是他们给你撑起了生命的天空;有些人,分开了,就忘了吧,残缺是一种大美。
9、照自己的意思去理解自己,不要小看自己,被别人的意见引入歧途。
10、没人能让我输,除非我不想赢!
11、花开不是为了花落,而是为了开的更加灿烂。
12、随随便便浪费的时间,再也不能赢回来。
13、不管从什么时候开始,重要的是开始以后不要停止;不管在什么时候结束,重要的是结束以后不要后悔。
14、当你决定坚持一件事情,全世界都会为你让路。
15、只有在开水里,茶叶才能展开生命浓郁的香气。5、世上最美好的事是:我已经长大,父母还未老;我有能力报答,73
第七章化工产品分析
§7-1概述§7-2硫酸及其它无机酸的生产分析§7-3
烧碱及纯碱生产分析§7-4无机盐和氧化物的分析§7-5有机化工产品分析
§7-6其它化工产品分析第七章化工产品分析§774§7-1概述
化学品包括基础化工原料和化工产品。一、基础化工原料基础化工原料可用于生产其它化学品,主要包括无机化学原料和有机化学原料。1、常见的无机化学原料无机酸硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸、氢氟酸无机碱氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硼砂、氨水无机盐硫化物、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氯酸盐、磷化物、磷酸盐、碳酸盐单质黄磷、赤磷、金属钠、金属镁、硫磺氢气、氧气、氮气、氯气、氦气、氖气等氧化物氧化镁、氧化锌、氧化铜、氧化镍、三氧化二砷、五氧化二磷、过氧化氢§7-1概述化学品包括基础化工原料和化工产品752、常见的有机化学原料烃类乙烷、环己烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丁二烯、三氯乙烯、乙炔;苯、乙苯、苯乙烯醇类甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇、苯甲醇酚类苯酚、对氯苯酚、对苯二酚、硝基苯酚醚乙醚、石油醚醛甲醛、乙二醛、正丁醛酮丙酮、乙酰丙酮羧酸及衍生物甲酸、乙酸、丙烯酸、乙二酸、苯二甲酸、苯酐、对苯二甲酸二甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯胺和腈己内酰胺、乙二胺、环己胺、丙烯腈2、常见的有机化学原料烃类乙烷、环己烷、三氯甲烷、四氯化碳、76二、化工产品按照GB-7635-1987将化工产品分为九大类。1、无机酸类2、氯碱类3、化肥类4、无机精细化工产品类:无机盐、试剂、助剂等;5、石油炼制品类:汽油、煤油、柴油、润滑油等;6、石油化工产品类:有机原料、合成塑料、树脂、橡胶等;化工产品包括肥料、农药、涂料、合成材料、专用化学产品和日用化学品等,这些产品一般不再用来生产其它化工产品。二、化工产品按照GB-7635-1987将化工产品分为九大类777、有机精细化工产品类:染料、农药、医药、涂料、催化剂等;8、食品类9、油脂类:油脂、肥皂等。三、化工产品分析
化工生产分析一般包括原材料分析、中间产品分析、产品和副产品分析。1、原材料分析
原材料是指企业生产加工的对象,可以是原始的矿产物,也可以是其他企业的产品。原材料分析的主要项目为主成分及杂质,以检验主成分是否符合生产工艺要求,所含的杂质对生产工艺产生的影响等。7、有机精细化工产品类:染料、农药、医药、涂料、催化剂等;三782、中间产品分析
中间产品的分析又称中控分析,要求快速,以便及时调节生产的工艺条件。现代化的化工企业多采用在线自动分析,通过网络系统和计算机处理系统,将各分析测控点获得的数据汇集到控制中心,由控制中心将处理结果及时反馈到各个生产控制点,自动调整工艺条件。3、产品质量分析
产品质量分析是对产品中相关技术指标进行分析测定,一般包括两大任务:一是对主成分进行测定;二是对杂质含量、外观和物理指标进行检验。2、中间产品分析中间产品的分析又称中控分析,79四、化工产品的主要检测项目1、纯度通常测的是相对密度是参考物质的密度是被测物质的密度2、密度
相对密度的测定方法有密度计、密度瓶和韦氏天平。
其中准确度最高的方法是密度瓶,密度计和韦氏天平则具有操作简单,测定快速等优点。四、化工产品的主要检测项目1、纯度通常测的是相对密度是参考物80化工产品分析课件815、折射率
由初馏点(始沸点,第一滴馏出物流出时蒸馏瓶内气相温度)到干点(终沸点,最后一滴液体蒸发的瞬间温度,蒸馏瓶内最高气相温度)之间的温度范围称为沸程。4、沸点和沸程
通常熔点较凝固点低1~2℃。
物质从开始熔化至完全熔化的温度范围称为熔点范围,或熔程。3、熔点、凝固点、熔程5、折射率由初馏点(始沸点,第一滴馏出物流出826、水分化合水
吸附水
表面的吸附水(常温下通风干燥)
毛细管空隙的水(102~105℃烘干)
结晶水(加热到300℃
)
结构水(加热到300~1000
℃
)
化工产品中的水分通常用烘干法、卡尔费休滴定法、共沸蒸馏法、气相色谱法等方法测定。(1)烘干法
适用于稳定性好的无机化工产品、化学试剂、化肥等固体产品中水分含量的测定。(2)卡尔费休法(氧化还原滴定法)6、水分化合水吸附水表面的吸附水(常温下通风干燥)毛细83
反应后碘的棕色消失,终点时,过量的碘使溶液呈淡棕色。
上述反应为可逆反应,为使反应进行完全,必须加入碱性物质与生成的酸吸收。
硫酸酐吡啶不稳定,须加入甲醇,使之转化为稳定的甲基硫酸氢吡啶。
总反应为:反应后碘的棕色消失,终点时,过量的碘使溶液呈淡棕色。84
卡尔费休试剂:碘、二氧化硫、吡啶、甲醇按一定比例混合(1:1:3:1),但甲醇的量要比理论量多(1:3:10:50)。
注意事项:此方法主要用于测定有机化合物中的微量水分。能与试剂中某一组分发生反应的物质对测定有干扰。各种试剂纯度要高,尤其是含水量应在0.1%以下。吡啶可用其它的有机碱(咪唑)代替。如测定醛酮样品中的水分,由于发生缩合反应生成水,因而难以到达终点。可用乙二醇甲醚代替甲醇,再加氯仿作溶剂。卡尔费休试剂:碘、二氧化硫、吡啶、甲醇按一85(3)有机溶剂蒸馏法根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分的沸点的原理,在试样中加入适当的有机物进行蒸馏,试样中的水分可全部蒸馏出来。例:在1atm下,水的沸点为100℃,苯的为80.4℃,水和苯形成的混合物沸点为69.13℃。所用的有机物必须是和水互不相溶、常温下密度小于1、与被测物不发生化学反应。常用的有苯、甲苯、二甲苯、汽油和其它惰性的碳氢化合物。此方法适用于高温下容易分解的有机物中水分的测定。(3)有机溶剂蒸馏法根据两种互不相溶的液体混86(4)气相色谱法
1.245gK2PtCl6+1.000gCoCl2·6H2O+100mLHCl,稀释至1L,此溶液的色度为500Hazen。用此溶液可以配制不同色度的溶液。
(1)铂-钴色度标准法
色度是指产品颜色的深浅。7、色度
将被测样品与不同色度的标准溶液比较,可测得未知液的色度。
此方法适用于澄清、透明、浅色的液体产品色度的测定,广泛应用于化工产品色度的测定。(4)气相色谱法1.245gK2PtCl6+87(2)加德纳色度标准法适用于深色的液体样品色度的测定,如干性油、油漆等。(2)加德纳色度标准法适用于深色的液体88§7-2硫酸及其它酸的生产分析硫酸生产主要以硫铁矿为原料,经过焙烧,生成SO2,气体经过除尘、水洗等净化和干燥后,经过钒触媒接触转化为SO3,最后用98%的硫酸吸收。一、硫酸的生产过程4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑2SO2+O2=2SO3SO3+H2O=H2SO4§7-2硫酸及其它酸的生产分析硫酸生产主89
硫酸生产分析的主要对象是原料矿石、炉渣、中间气体及成品硫酸。主要测定项目有:原料矿石中有效硫和水分的含量;砷、氟的含量;矿渣中有效硫含量;净化前后、转化前后以及吸收后气体中的二氧化硫、三氧化硫含量;成品硫酸的质量。二、原料矿石和炉渣中硫的测定
硫铁矿的主要成分为FeS2,还有少量单质硫,在焙烧时产生SO2,这一部分硫称为有效硫;另一部分硫以Fe2(SO4)3形式存在,不能生成SO2。有效硫和硫酸盐中硫之和称为总硫。在硫酸生产分析检验中,主要测定硫铁矿及残留于炉渣中的有效硫。由于在焙烧过程中可能有部分的有效硫转变为硫酸盐,这部分转化在进行物料恒算时应予以考虑,所以要对有效硫和总硫进行分别测定。硫酸生产分析的主要对象是原料矿石、炉渣、中间901、有效硫的测定---燃烧吸收滴定法
试样在850℃空气流中燃烧,单质硫和硫化物中硫转变为SO2气体逸出,用H2O2溶液吸收并氧化成硫酸,以甲基红-亚甲基兰为混合指示剂(变色点pH=7.0,蓝紫→绿),用氢氧化钠标准溶液滴定即可计算有效硫含量。反应式为:
(1)测定原理4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑SO2+H2O2=H2SO4H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O1、有效硫的测定---燃烧吸收滴定法试样91(2)仪器装置图(2)仪器装置图92
试样中FeS2与烧结剂Na2CO3+ZnO混合,经烧结后生成硫酸盐,与原来的硫酸盐一起用水浸取后进入溶液。在碱性条件下,用中速滤纸滤除大部分氢氧化物和碳酸盐。然后在酸性溶液中用BaCl2溶液沉淀硫酸盐,经过滤灼烧后,以BaSO4的形式称量。
(2)逆王水分解试样
试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生成硫酸,同时硫酸盐被溶解,其反应为:
FeS2+5HNO3+3HCl=H2SO4+FeCl3+5NO↑+2H2O试样中FeS2与烧结剂Na2CO3+ZnO混93
为防止单质硫的析出,溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾,使单质硫也转化为硫酸。S+KClO3+H2O=H2SO4+KCl
用氨水沉淀铁盐后,加入氯化钡使SO42-离子生成BaSO4沉淀,由BaSO4质量即可计算总硫含量。
注:(1)试样溶解时,温度过高,逆王水分解反应快,对试样的溶解和氧化作用会降低。所以,应在不高于室温的条件下使溶解及氧化反应缓慢进行。若过分加热,即使有KClO3存在,也会有单质硫析出(淡黄色,飘浮于溶液表面),一旦有单质硫析出,很难被氧化为SO42-离子,试验必须重做。为防止单质硫的析出,溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾94(2)硝酸钡、氯酸钡的溶解度较小,能与硫酸钡形成共沉淀而干扰测定,产生误差。因此,试样溶液必须反复用盐酸酸化和蒸干以除尽NO3-离子,还应该控制氯酸钾的加入量。三、生产过程中二氧化硫和三氧化硫的测定
测定焙烧炉气中SO2含量可检验焙烧炉的运转情况;测定转化炉出口气体中的SO2和SO3的含量,即测定SO2的转化率,也是检验转化炉运转是否正常的依据。不同的生产环节,两种气体的含量有较大差异,应视其含量的不同选择不同的测定装置、试剂浓度和取样量。
(2)硝酸钡、氯酸钡的溶解度较小,能与硫酸钡形成共沉淀而951、SO2浓度的测定—碘淀粉溶液吸收法
气体中的SO2通过定量的含有淀粉指示剂的碘标准滴定溶液时被氧化成硫酸,反应式为:
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI
碘液作用完毕时,淀粉指示剂的蓝色刚刚消失,即将其余气体收集于量气管中,根据碘标准滴定溶液的用量和剩余气的体积可以算出被测气体中二氧化硫的含量。
气样中二氧化硫的体积分数ω(SO2)按下式计算
1、SO2浓度的测定—碘淀粉溶液吸收法气体中96VSO2--SO2在标准状况下的体积,LV—吸收完SO2后剩余气体体积(标准状况),L
c—为碘标准滴定溶液的浓度,mol/L
V—为碘标准滴定溶液的体积,mL
VSO2--SO2在标准状况下的体积,LV—吸收完SO2后剩97p和t—分别为当时的大气压强,kPa和温度,℃
pW—为温度t下的氯化钠饱和溶液的饱和蒸气压,kPa(与纯水有差异,数值可查表)
V2和V1
分别为吸收后和吸收前量气管的读数,mL2、SO3浓度的测定(1)测定原理
炉气通过润湿的脱脂棉球,三氧化硫和二氧化硫均生成酸雾而被捕集,用水溶解被捕集的酸雾,用碘标准滴定溶液滴定亚硫酸,再用氢氧化钠标准溶液滴定总酸量。
p和t—分别为当时的大气压强,kPa和温度,℃pW—98SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O=H2SO3H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2OHI+NaOH=NaI+H2O(2)仪器装置图
SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O=H2SO3H2SO99四、工业硫酸的分析
工业硫酸的技术指标见P117。1、硫酸含量的测定以甲基红一亚甲基兰为指示剂(变色点pH=7.0,蓝紫→绿),用氢氧化钠标准溶液滴定溶液变为灰绿色即为终点,可算出硫酸含量。
四、工业硫酸的分析工业硫酸的技术指标见P117。1、硫酸100c—氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度,mol/L;V—氢氧化钠标准滴定溶液的体积mL;m—试料的质量,g;M(H2SO4)—硫酸的摩尔质量,98.07g/mol。2、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定用安瓿球取样并准确称量,在具塞锥形瓶中振荡摇碎安瓿球,使发烟硫酸溶于水后,以甲基红一亚甲基兰为指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定,求出硫酸总量。c—氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度,mol/L;2、发烟硫酸1013、灰分的测定—重量法灰分是指溶解在硫酸中的金属盐类经蒸发后而留下来的残渣。测定时称取25~50g试样于已灼烧至恒重的坩埚中,在沙浴上加热蒸发至干,移入高温炉中,在800℃下灼烧至恒重。3、灰分的测定—重量法灰分是指溶解在硫酸中的金1024、铁含量的测定—邻二氮菲光度法试样蒸干后,残渣溶解于盐酸中,用盐酸羟胺还原溶液中的铁,在pH2~9条件下,Fe2+与邻二氮菲反应生成1:3的橙色配位化合物,在510nm处测其吸光度。
注意事项:(1)室温反应需30min,络合物稳定16h以上;
(2)邻二氮菲只与Fe2+反应,与Fe3+不反应;
(3)用酒石酸或柠檬酸钠控制溶液的pH,同时它们可与许多共存金属离子形成配合物而抑制金属离子的水解。4、铁含量的测定—邻二氮菲光度法试样蒸干后1035、砷含量的测定---二乙基二硫代氨基甲酸银光度法
硫酸中的砷是由原料矿石引入,虽然大部分已经在生产过程中除去。成品硫酸中含砷量已经很低,但由于砷有剧毒,所以用于食品或制药工业的硫酸中含砷量不得高于0.00001%。
在硫酸介质中,用SnCl2和KI将As5+还原为As3+,加入Zn粒,产生新生态氢,进一步将As3+还原为H3As,H3As气体被二乙基二硫代氨基甲酸银的CHCl3吸收,生成紫红色络合物。用分光光度法测定。
6、氯含量的测定--电位滴定法
以氯电极为指示电极,甘汞电极为参比电极,在硫酸介质中用AgNO3标准溶液进行电位滴定。
5、砷含量的测定---二乙基二硫代氨基甲酸银光度法104注意事项:(1)滴定过程中,试液的温度必须保持在30℃以下,如温度过高,需用冰冷却。(2)如氯离子浓度太低,消耗的AgNO3标准溶液的体积在1mL以下时,可用标准加入法进行测定。7、二氧化硫含量的测定一碘量法
在冷却条件下,用氨基磺酸溶液除去试样中氮的氧化物,以淀粉为指示剂,用碘标准溶液滴定,由耗碘量算出二氧化硫含量。同时做空白试验。
注意事项:7、二氧化硫含量的测定一碘量法105§7-3烧碱及纯碱生产分析一、烧碱分析
烧碱中主要测定NaOH和Na2CO3的含量。1、双指示剂法(1)加入酚酞,用盐酸标液滴定至终点(2)再加入甲基橙,用盐酸标液滴定至终点Na2CO3
NaOHNaHCO3NaClHCl滴定至酚酞变色,消耗V1mLHCl滴定至甲基橙变色,又消耗V2mLCO2NaCl第一计量点
pHsp1=8.31第二计量点pHsp1=3.9§7-3烧碱及纯碱生产分析一、烧碱分析烧1062、氯化钡法取两份等量的试样,一份加入BaCl2,使CO32-沉淀为BaCO3,用盐酸标液滴定NaOH,从而求出其含量。另一份以甲基橙为指示剂测定两种碱的总量。2、氯化钡法取两份等量的试样,107无水碳酸钠俗称纯碱。外观为白色结晶粉末或细小颗粒
,是重要的
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