离子膜烧碱中硼碳酸钠含量测定方法的探讨

离子膜烧碱中硼碳酸钠含量测定方法的探讨

气体法与传统双指示剂法根据国家行业标准gb和16199-89的规定，应使用a法和b法（gb4348.1）来测量燃烧氢氧化钠和碳酸钠的含量。甲法也称气体法,用于仲裁或国际间贸易时采用,其准确度最高,不作常规分析,本文不作探讨;乙法准确度高,通常称为氯化钡法。除此之外还有传统的双指示剂法,虽操作简便,但终点观察不明显,误差(达1%)较大。本文着重介绍了测定氢氧化钠和碳酸钠含量的混合指示剂法和化学试剂(GB629-81)测定方法,以及化学试剂法在离子膜烧碱测定中的应用,并对上述4种测定方法进行了比较。1双指示器法1.1氧化碳的合成采用盐酸滴定碳酸时,可用两种不同指示剂(酚酞和甲基橙)来测定离子膜烧碱中的氢氧化钠和碳酸钠含量,滴定过程中会出现两个等当点。先以酚酞为指示剂,用盐酸标准溶液滴定到第一等当点时,溶液由红色变为无色,溶液中的氢氧化钠反应完全,碳酸钠转化为碳酸氢钠。反应方程式为:NaOH+HCl→NaCl+H2OΝaΟΗ+ΗCl→ΝaCl+Η2Ο;Na2CO3+HCl→NaHCO3+NaClΝa2CΟ3+ΗCl→ΝaΗCΟ3+ΝaCl。再加甲基橙指示剂,这时碳酸氢钠全部转化为二氧化碳。反应方程式为:NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+COΝaΗCΟ3+ΗCl→ΝaCl+Η2Ο+CΟ2↑。根据两次消耗盐酸标准溶液的体积及盐酸标准溶液的浓度可计算出氢氧化钠和碳酸钠的含量。1.2酚指示剂的质量浓度盐酸标准溶液的浓度为1mol/L,甲基橙指示剂的质量浓度为1g/L,酚酞指示剂的质量浓度为10g/L;酸式滴定管1支,1000mL容量瓶1只,50mL移液管1支,三角瓶、称量瓶若干。1.3酚指示剂溶液准确称取离子膜烧碱样品50g(m),称准至0.0001g,注入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。用移液管吸取50mL稀释液放入三角瓶中,加2滴酚酞指示剂,以浓度为1mol/L(c)的盐酸标准溶液滴定至溶液粉红色刚好消失为终点,记下读数(V1);加甲基橙指示剂1滴,继续滴定直到接近终点时,加热除去CO2,再滴定到溶液由黄色变为橙色,记下读数(V2)。1.4质量分数的测定,优化采用双指示剂法测定的方法,将工艺参数上升到第1.将分析所得数据代入下式,经计算即可得出氢氧化钠和碳酸钠的含量。w1=(2V1-V2)c×40/(mV实)×100%;(1)w2=(V2-V1)c×53/(mV实)×100%。(2)其中:w1—采用双指示剂法测得的氢氧化钠的质量分数,%;w2—采用双指示剂法测得的碳酸钠的质量分数,%;V1—加入第一种指示剂(这里指酚酞)滴定时消耗盐酸标准溶液的体积,mL;V2—加入第二种指示剂(这里指甲基橙)继续滴定,两次滴定所消耗盐酸标准溶液的总体积,mL;c—采用双指示剂法测定时所用盐酸标准溶液的浓度,mol/L;m—采用双指示剂法测定时所取试样的质量,g;40—氢氧化钠的摩尔质量,g/mol;53—1/2Na2CO3的摩尔质量,g/mol;V实—经本次实验校正的移液管体积,mL。2混合染料法2.1甲酚红和百里酚蓝混合指示剂混合指示剂法与双指示剂法的测定原理基本相同,只是由于以酚酞作指示剂时,从微红色到无色的变化不敏锐,改用甲酚红和百里酚蓝混合指示剂。甲酚红的pH值变色范围为6.7(黄)～8.4(红),百里酚蓝的pH值变色范围为8.0(黄)～9.6(蓝),混合后溶液的变色点是8.3,酸性呈黄色,碱性呈紫色,在pH值为8.2时为樱桃色,且变色敏锐。2.2甲酚红、百里酚蓝的混合指示剂浓度为1mol/L的盐酸标准溶液,甲酚红和百里酚蓝混合指示剂,甲基橙指示剂;1000mL容量瓶1只,50mL移液管1支,三角瓶、称量瓶若干。2.3标准溶液的标定准确称取离子膜烧碱样品50g,称准至0.0001g,注入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。用移液管吸取50mL稀释液放入三角瓶中,加甲酚红和百里酚蓝混合指示剂5滴,用浓度为1mol/L的盐酸标准溶液滴定,开始时溶液呈红紫色,滴定至樱桃色即为终点(以白色磁板或白色纸张为背景,从侧面看,呈樱桃红色;若从上往下看,呈浅灰色)。呈樱桃色时,再加1滴盐酸标准溶液,溶液即变黄色,记下体积数,然后再加2滴甲基橙,此时,溶液仍呈黄色,继续以盐酸溶液滴定至橙色,即达终点。2.4分析的结果与双指示剂法相同,根据分析所得数据,通过式(1)、式(2)即可计算出采用混合指示剂法测得的氢氧化钠和碳酸钠的含量。3乙法是指国家标准中的一种法律3.1测量原理(1)u3000滴定试样溶液中先加入氯化钡,则碳酸钠转为碳酸钡沉淀,然后以酚酞为指示剂,用盐酸标准溶液滴定至终点。反应式如下:Na2CO3+BaCl2→BaCO3⏐↓+2Νa2CΟ3+BaCl2→BaCΟ3↓+2NaCl;NaOH+HCl→NaCl+H2OΝaΟΗ+ΗCl→ΝaCl+Η2Ο。(2)测定碳酸钠含量的原则试样溶液以甲基橙为指示剂,用盐酸标准溶液滴定至终点,测得氢氧化钠与碳酸钠的总和,再减去氢氧化钠含量,则可得碳酸钠的含量。3.2无水碳酸钠标准试剂氯化钡(GB652-78):质量分数为10%的溶液,使用前以酚酞为指示剂,再用氢氧化钠溶液调至微红色;酚酞(HG3039-59):用质量分数为1%的乙醇溶液按GB604-77配制;甲基橙(HG3089-59):用质量分数为0.1%的溶液按GB604-77配制;无水碳酸钠标准试剂(GB1255-77);盐酸(GB622-77):浓度为1mol/L的标准溶液,按GB601-77配制而得。3.3样品溶液的制备准确称取液体烧碱50g(m′),称准至0.0001g,放入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,冷却至室温后再稀至刻度,摇匀。用移液管吸取50mL试样溶液注入250mL具塞磨口三角瓶中,加入20mL质量浓度为100g/L的氯化钡溶液,待Na2CO3完全转化为BaCO3时,再加入2～3滴质量浓度为10g/L的酚酞指示剂,在磁力搅拌下,用浓度为1mol/L(c′)的盐酸标准溶液密闭滴定至溶液呈微红色为终点,记下体积数(V′1);吸取50.0mL试样溶液注入另一250mL具塞磨口三角瓶中,加2～3滴甲基橙指示剂,在磁力搅拌下,用1mol/L盐酸标准溶液密闭滴定至橙色为终点,记下体积数(V′2)。3.4碳酸钠质量分数的测定将分析所得数据代入下式,经计算即可得出氢氧化钠和碳酸钠的含量。w′1=V′1c′×40/(m′V实)×100%;(3)w′2=(V′2-V′1)c′×53/(m′V实)×100%。(4)其中:w′1—采用GB4348.1(乙法)测得的氢氧化钠的质量分数,%;w′2—采用GB4348.1(乙法)测得的碳酸钠的质量分数,%;V′1—加入第一种指示剂(这里指酚酞)滴定时消耗盐酸标准溶液的体积,mL;V′2—加入第二种指示剂(这里指甲基橙)滴定时消耗盐酸标准溶液的体积,mL;c′—采用GB4348.1(乙法)测定时所用盐酸标准溶液的浓度,mol/L;m′—采用GB4348.1(乙法)测定时所取试样的质量,g。4化学试剂的应用4.1baco3的制备准确称取离子膜烧碱样品50g,称准至0.0001g,注入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。用移液管吸取50mL稀释液放入250mL具塞磨口三角瓶中,加20mL100g/LBaCl2溶液,摇匀,待Na2CO3完全转化为BaCO3时,放置15min,加2～3滴酚酞指示剂10g/L,在磁力搅拌下,用1moL/LHCl标准溶液密闭滴定至溶液呈微红色为终点。与GB4348.1(乙法)相同,根据所测得的数据,通过式(3)即可计算出氢氧化钠的质量分数。4.2测定碳酸钠含量保留4.1中测定后的溶液,继续测定Na2CO3,再根据所测得的数据,通过式(4)即可计算出碳酸钠的质量分数。5结果与讨论现场到碱库取5个45%槽车离子膜烧碱样品,每个样品都采用以上4种分析方法测定,测定结果如表1、表2所示。6离子膜烧碱的含量测定通过以上4种分析方法测定离子膜烧碱中氢氧化钠和碳酸钠含量的对比实验可以看出:(1)双指示剂法操作简便,终点观察不明显,误差较大,达1%,测定结果偏高。(2)混合指示剂法和双指示剂法是同一类分析方法,由于混合指示剂法采用甲酚红和百里酚蓝混合指示剂,混合后变色点为8.3,变色敏锐,误差较双指示剂法低,测定结果接近GB4348.1(乙法)。(3)化学试剂法应用到离子膜烧碱上与GB4348.1(乙法)测定氢氧化钠和碳酸钠的结果基本一致。化学试剂法用生成的碳酸钡与盐酸作用,从而测定碳酸钠的含量,实际测定