红外碳硫分析仪测定铝酸钠溶液中总有机碳的探讨

红外碳硫分析仪测定铝酸钠溶液中总有机碳的探讨有机物在生产过程中不斷积劉’对生产的影响已经引起了大家的車视”但是至今仍然没有公认的i种对铝酸讷溶液中有机物定量分析的方法。据文献记载’对于铝酸钠懈嵌中有机物含量的测定方法先疗出现了高铭酸钾氧化法、縈外吸光光度法、燃烧郭化•非色散红外吸收法、戒相色诰-駆谱联用、气相色谱-质谱联用技术.这些方法均存在各自的问題.髙猛酸钾氧化法.氧化率过氐通常只能氧化31%的有机物，导致测得给通常比实际值低很多；由于铝酸钠溶液的高碱高黏度，燃烧氧化•非色散红外吸收法对制样提出了更高要求，分析前必须调节pH值至470,而在这一范围氯氧化铝大斎析出.后续过旌时会带走部分有机物,而使结果偏低，后几种方法都只能定性的或者定量测出其中一小部分的冇机物.収上井析方法均不能定虽分析出铝霰钠浴液中的有机物，不能反映生产实际口岀于此，本文提出用红外碳硫分析仪百接测量所有的有机物，用总育机碳含垦（cp来表征。这样只要是能姊賦存于固体粉末狀样品中的有机物，都能全韶测虽出来p3/红外碳硫分析仪工件原理ucs系列高频红外碳硫分折仪由分析主机〔含高•频感应炉.红外气体吸收池和气賂系统人计算机控制系统（联^Thinkcelitre61001商务机）和电予天平<AL140V.）等部分组成.各部分由相应的电缆或气路管相连’分别完成被测样品的燃烧（碳、硫元素氧化释放人检测、数据处理、数据（报表）显示与称重（重量输入）功能.样品在祢垂疳加入鸽助熔剂.在高频感应炉中燃烧.碳硫元盍以CO,SO2的形式逸出.以纯氟作为分折和动力气流，利用CO养S5吸收固定波长的红外线能贵的特点‘通过红外检测装置’测得红外线能量被CO3.S6吸收的程度。CO-£◎等极性廿子具有说久电偶极矩我因而貝有振动、转动等结构*按最子力学分成分裂的能级’可与入射的特征玻长红外辐射耦合产生吸收.朗伯-比尔定律反应了此吸收规律口其屮：宿一入射光强帛J-出射光强；“一吸收系数；P—该气体的分压强；L—分析池的长度。样品测试全部按照仪器操作规程进行.3.2实验实验原料及其设备为了验证用红外碳硫分析仪测定铝酸钠溶液中总有机碳的有效性，本章节选用不同氧化铝厂的溶液样进行分析，样品主要成分见表3・1。表3-1铝酸钠溶液成分表样品名称NtNkNcAORp平果分解母液130.82125.435.3941.070327万基循坏母液243.18211.3931.79127.860.605中州循环母液258.53206.9851.55113.700.549中州循环母液2010年10月取自中州铝厂平果分解母液2007年8月取自广西平果铝厂万基循环母液2010年8月取自河南香山万基铝厂分析天平（精度O.OOlg）红外碳硫分析仪HCS・140上海德凯仪器有限公司草酸钠GR级需要的各种玻璃制品若干其他主要试剂，本实验研究所用其他主要试剂列于表3・2中。表3-2实脸所用主矣认剂

试剂名称级别生产厂家氛化钾AR夭津市科巒欧化学试剂开发中心硝嚴锌AR湖南省汇如试剂有限公司氢氧化钠AR天津市大茂化学试剂厂EDTAAR天津市大茂化学试剂厂盐酸AR国药集团化学试剂仃限公司乙酸AR湖南省株洲市化学工业研究所乙战钠AR天津市科密欧化学试剂开发中心氯化张AR湖南省汇虹试剂有限公司3.2.2实验步骤将铝酸钠溶液酸化烘干后制成粉末状的样品，然后用碳硫分析仪，一次性定量测出铝酸钠溶液中有机物的总量，并引入总有机碳来表征这一指标。直接取铝酸钠原液lOmL于50mL烧杯中，注倉不要稀释，伍接用盐酸(1+1)酸化，酸化的过程中，强酸与强碱剧烈反应，并伴以挽拌，原溶液中的无机碳大部分就以二氧化碳的形式挥发出去，待调至pH值2以下，溶液变得澄淸，再煮沸2min,赶跑溶液中残留的二氧化碳，剩下的碳就以有机物形式存在了。然后放烘箱中烘干，研磨后装入样品袋，准备分析，最后将测得的固体样中有机碳的百分含量换篡成铝酸钠溶液中总有机碳的质量浓度(以g/L为单位)•田3-1红外磯取分析测铝酸納落液中总有机碳的制样流程3.3样品制备的若干条件选择3.3.1铝酸钠溶液取样量对总有机碳测量彩响的硏究在实际操作过程中发现，样品质量会给实验带来很大的误差，以平果分解母液为例考察后得知，当取5mL原液酸化后，得到的样品只有2.8g,给实验带米不小的误差，所以取样量统一修订为取原液10mL.这样烘干后固体样（特别是中州循环母液）质量维持在9〜10g,可以将误差降至较低水平。酸化终点pH值对总有机碳测量影响的研究铝酸钠溶液具有强碱强离子浓度的特点，循环母液的总碱N丁基本在23O0L以上（以Na?O计），酸化过程中，强酸与强碱发生剧烈的化学作用，当样品pH值到10以下（见表3-3）,析出大量的氢氧化铝，继续加入盐酸，氢氧化铝又重新溶解，样品pH值到2以下时，铝全部以铝盐的形态存在，后续再煮沸2min,能够将所有的无机碳排尽。表3・3酸化过程中pH值的变化（当原始苛越为260g/L）加入不同盐酸量（以NaOk/g.L'）230240250260270280290溶液pHfit9.49.08.57.97.77.57.4洛液中残留的氣化铝/g.「2」5L80350.20.20.20.2酸化后返调与否对总有机碳测量影响的研究在研究酸化铝酸钠溶液的过程中发现随着盐酸添加量的增加，溶液中铝的存在形态是变化的，当pH=5〜10时，溶液中铝绝大部分是以氢氧化铝的形式析出，由此想到，如果在酸化赶跑CO2之后，再用1OO0L的NaOH溶液返调至液体呈絮状形式时，铝就是以氢氧化铝为存在形态，可以为后面的烘干样品节约不少时间。但是，在返调过程中所用NaOH溶液含有部分Na2CO3,会导致样品中残留部分无机碳，给实验带来正偏差。且后续在鼓风干燥箱烘干的过程中，NaOH会吸收空气中的CO2,会带来更大的偏差。结果显示，返调之后总有机碳含量会有10%的碳増幅。因此，在没有找到合适返调剂的情况下，只能不返调，将溶液样一宜保持在酸性环境，在后续烘干的过程中过量的盐酸会挥发掉。3.3.4干燥方式和煮沸对总有机碳测童影响的研究考虑到铝酸钠溶液中有机物成分的复杂性，其中部分是属于易挥发的小分子有机物，想到换用不同的操作程序和烘干方式，进行研究能否将这部分也定量的进行分析，实验对比了酸化后煮沸与否以及煮沸时间的长短，还有在真空环境下干燥和在鼓风干燥箱中进行的干燥制得的样品.由结果得知，其低沸点物质在蒸发或者烘干的过程中就已经被水蒸气带走，在本文接下來的研究中，这部分易挥发的有机物均不纳入硏究范圈。3.4加标回收率实验为了验证方法的可行性，准确量取3份己知待测组分含鼠的铝酸钠溶液样品于3个50mL烧杯中.每份均取10mL,分别加入浓度为l.OOOOg/L（以C计）的草酸钠标准液10n）L,按照样甜溶液制备方法来制备待测液，测定总有机碳的回收率，结果如表3・3。裘3-3加标回收率实舷结果由表3-3可知，用红外碳硫分析仪测定铝酸钠溶液中总有机碳的加标回收率在95%〜102%,符合工业生产分析检测要求。样品名称原含fi/g.Ld加标量/g.L测得fi/g.L4回收率/%万基循环母液0.651.001.6298中州强诚夜1.561.002.5195平果分解母液2.041.00