氯離子丨硫氰酸銨容量法測(cè)定氯離子
我站通過大量科學(xué)的實(shí)驗(yàn)分析,并將兩種方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)不但有很好的可比性,而且對(duì)于硫氰酸銨容量法有了一定的經(jīng)驗(yàn)積累。
1 方法原理
該方法測(cè)定除氟以外的鹵素含量,以Cl-表示結(jié)果,試樣用硝酸進(jìn)行分解,同時(shí)消除硫化物的干擾,加入已知量的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液使Cl-與AgNO3完全生成氯化銀沉淀,以鐵(III)鹽為指示劑,用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定過量的AgNO3由此可見,該反應(yīng)是一個(gè)返滴定的過程其反應(yīng)式如下:
2 方法步驟
2.1 不同標(biāo)準(zhǔn)中氯離子的測(cè)定(見表1)
2.2 測(cè)定步驟
稱取約5g試樣(m),精確至0.0001g,置于400ml燒杯中,加入50ml水,攪拌使試樣完全分散,在攪拌下加入50ml硝酸(1+2),加熱煮沸,在攪拌下微沸1 2min 準(zhǔn)確移取5ml硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液放入溶液中,煮沸1 2min,加入少許濾紙漿,用預(yù)先用稀硝酸(1+100)洗滌過的慢速濾紙抽氣過濾或玻璃砂芯漏斗抽氣過濾,濾液收集于400ml錐形瓶中,用稀硝酸(1+100)洗滌燒杯玻璃棒和濾紙,直至濾液和洗液總體積達(dá)到約200ml,溶液在弱光線或暗處冷卻至25℃以下。
加入5ml硫酸鐵銨指示劑溶液用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至產(chǎn)生的紅棕色在搖動(dòng)下不消失為止。記錄滴定所用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積V0 如果V0小于0.5ml,用減少一半的試樣質(zhì)量重新試驗(yàn)。
不加入試樣按上述步驟進(jìn)行空白試驗(yàn),記錄空白滴定所用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積V1。
2.3 抽濾裝置
由于我國通用水泥中摻加了大量的火山灰質(zhì)混合材料或粉煤灰,其中含有大量的酸不溶渣導(dǎo)致過濾速度很慢,而基準(zhǔn)法中通過增加可調(diào)速的抽氣泵進(jìn)行過濾,大大提高了其抽濾速度,見圖1。
2.4 結(jié)果的計(jì)算與表示
氯離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算:
3 方法驗(yàn)證及結(jié)論
我們用硫氰酸銨容量法對(duì)國家水泥標(biāo)準(zhǔn)樣品GSB08-2047-2006(普通水泥,標(biāo)準(zhǔn)值0.012%)及GSB08-2047-2009(普通水泥,標(biāo)準(zhǔn)值0.009%)進(jìn)行了重復(fù)性試驗(yàn),結(jié)果見表2。
從表2可知,硫氰酸銨容量法得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的結(jié)果誤差很小,多次實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果穩(wěn)定性較好。同時(shí),我站在用蒸餾分離-汞鹽滴定法測(cè)氯離子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)蒸餾法受儀器影響的因素較多(如蒸餾時(shí)間載氣流量大小和儀器的密封程度等),重現(xiàn)性不及硫氰酸銨容量法穩(wěn)定,見表3。
4 硫氰酸銨容量法操作要點(diǎn)
(1)滴定應(yīng)在硝酸溶液中進(jìn)行,因?yàn)橹行曰驂A性介質(zhì)中,作為指示劑的Fe3+會(huì)水解而生成沉淀,同時(shí)Ag+在堿性溶液中亦會(huì)產(chǎn)生Ag2O沉淀,而使滴定失敗,硝酸的濃度以1mol/L左右較為適宜。濃度計(jì)算:
加入50ml HNO3(1+2);用HNO3 (1+100)洗滌(約50ml),總體積200ml。
可見,最終溶液為濃度1.29mol/L和所需求的硝酸的濃度1mol/L是比較接近的。
(2)作為指示劑的三價(jià)鐵鹽,對(duì)硫氰酸根離子具有較高的靈敏度,通常在100ml滴定溶液中,加入1~2ml飽和鐵銨礬溶液(400g/L),即為最適宜的濃度,此時(shí)半滴(約0.02ml)0.1mol/L NH4CNS標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液,即可呈現(xiàn)明顯紅色。
(3)將含有AgCl沉淀的溶液煮沸,濾去沉淀,然后再用NH4CNS標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定濾液中剩余的Ag+。如果不過濾直接滴定時(shí),AgCl的溶解度比AgCNS的大,放在返滴定的過程中,在近終點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生返色現(xiàn)象,稍過量的CNS一方面與Fe3+生成紅色的Fe(CNS)2+配離子,另一方面還能將AgCl轉(zhuǎn)化為溶解度更小的AgCNS沉淀此時(shí)如果劇烈搖蕩錐形瓶,會(huì)使Fe(CNS)2+與AgCl之間發(fā)生置換反應(yīng),溶液的紅色因而消失,因此,為了得到更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,濾去沉淀這一步是十分必要的,相關(guān)的反應(yīng)式如下:
Fe3++CNS=Fe(CNS)2+
AgCl +CNS=AgCNS +Cl
(4)在過濾前,在弱光線或暗處冷卻至25℃以下,其作用:
a.冷卻降低滴定反應(yīng)產(chǎn)生的AgCl的溶解度,使其沉淀完全。
b.防止銀的化合物(AgCl)見光分解。
(5)硫氰酸銨容量法是在硝酸介質(zhì)中進(jìn)行滴定,許多弱酸的陰離子如PO43-、CrO42 等都不與Ag+生成沉淀,所以它的選擇性遠(yuǎn)比硝酸銀容量法為高。
(6)本法所測(cè)得的實(shí)際上是Cl、Br-I-和CNS-的總量,但在一般的水泥樣品中,均很少含有Br-I-和CNS-離子,故通常不予考慮。
(7)強(qiáng)氧化劑銅鹽汞鹽等與CNS-產(chǎn)生反應(yīng),對(duì)測(cè)定有干擾,必須預(yù)先除去,一般水泥樣品中不含這些物質(zhì)。
(8)硫氰酸銨容量法測(cè)定某些混凝土外加劑試樣時(shí),由于溶液顏色過深而影響滴定終點(diǎn)的觀察。
5 總 結(jié)
綜上分析,硫氰酸銨容量法較高的穩(wěn)定性,為我們?cè)跈z測(cè)中又創(chuàng)造了一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),而且隨著可調(diào)速抽氣泵這一抽濾裝置的改進(jìn),該方法的操作性及適用性也隨著提高,特別適合純硅酸鹽水泥中氯離子的測(cè)定 但同時(shí)我們也注意到了任何一種實(shí)驗(yàn)方法都有其適用范圍,有一定的局限性美國不選用該方法,是由它的局限性所致 所以謹(jǐn)以我站實(shí)驗(yàn)積累撰寫該文,望實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)中做到具體問題具體分析。
作者:李筠樂,羅曄
出處:中國水泥備件網(wǎng)微信公眾號(hào)(關(guān)注查詢更多資訊)
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