拋光液中硝酸的測定

楊斌（艾諾曼帝（蘇州）金屬包裝有限公司江蘇215211）

拋光液中硝酸的測定

楊斌（艾諾曼帝（蘇州）金屬包裝有限公司江蘇215211）

鋁制品表面處理加工中拋光液的硝酸主要起到鈍化作用，延緩鋁制品在處理中的酸侵蝕，起到保護(hù)的作用。因而硝酸的分析方法就顯得尤為重要。本實(shí)驗(yàn)主要是用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生產(chǎn)中使用的拋光液中硝酸，以進(jìn)一步考察確定此分析方法是否適用于拋光液中硝酸的測定。

硝酸硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液拋光液

我公司拋光液中硝酸控制在2%～4%。因此，本實(shí)驗(yàn)考察范圍為2%～4%硝酸測定的可行性和重現(xiàn)性。

化驗(yàn)原理：利用硫酸亞鐵銨的還原性將硝酸還原，生成氮的氧化物及其棕色氣體來判斷化學(xué)滴定終點(diǎn)。根據(jù)消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計(jì)算出拋光液中硝酸的含量。由于硫酸亞鐵銨名稱過長，以下簡稱FAS。化驗(yàn)步驟如下：實(shí)驗(yàn)的成本也比較高。本文采用了相對標(biāo)定的方法，避免使用重鉻酸鉀這種物質(zhì)，避免了對環(huán)境的污染，降低了試驗(yàn)的成本。

1 化學(xué)溶液的標(biāo)準(zhǔn)化

1.1 3%的硝酸標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

量取95 m L的AR級85%磷酸在100 m L量筒中，倒進(jìn)125m L 3%的硝酸溶液標(biāo)準(zhǔn)瓶。

移取5m L的AR級70%硝酸于上述瓶中。搖勻、蓋緊、儲存。

1.2 FAS標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

1.2.1 放置三角燒杯在分析天平上并調(diào)整刻度在0.000 g。

1.2.2 稱量230 g硫酸亞鐵銨。

1.2.3 稱量50m L硫酸于刻度量筒中。

1.2.4 添加大約600m L去離子水于1 000mL燒杯中。

1.2.5 放置攪拌棒于燒杯中，將燒杯放在攪拌機(jī)上，打開攪拌機(jī)，緩慢將攪拌速度調(diào)整為慢速。

1.2.6 將50mL硫酸倒入裝有去離子水的燒杯中。緩慢調(diào)整攪拌機(jī)速度，將之調(diào)為快速。

1.2.7 將硫酸亞鐵銨緩慢加入燒杯中。溶液將呈云綠色，并且散發(fā)出強(qiáng)烈的化學(xué)氣味。

1.2.8 繼續(xù)攪拌，直到溶液呈透明綠色，且不變色。

1.2.9 將溶液倒進(jìn)1 000m L的容量瓶中。用去離子水添加到燒瓶中至1 000m L刻度線。

1.2.10 按照同樣的方法配制3 L FAS標(biāo)準(zhǔn)溶液，并且備用標(biāo)定。

1.3 FAS標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定（見表1）

表1 標(biāo)液配制記錄

目前國內(nèi)對FAS標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定通常采用重鉻酸鉀基準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定。重鉻酸鉀是一種劇毒物質(zhì)，對人身體危害比較大。化驗(yàn)后的廢液不便于處理，對環(huán)境有比較大的危害，而且

1.3.1 如果有任何FAS剩在滴定管或儲存容器中，排空滴定管，將廢屑料排進(jìn)儲存瓶里新制一批FAS中。蓋緊蓋子，搖勻。

1.3.2 將儲存容器填滿新制的FAS溶液。

1.3.3 擠壓儲存容器去填滿滴定管。

1.3.4 按紅色按鈕，使FAS填滿尖端。

1.3.5 擠壓儲存容器去調(diào)零滴管。

1.3.6 用量筒量取50m L 85%的磷酸，倒進(jìn)250m L錐形瓶中。在第2個250m L錐形瓶中重復(fù)上述操作。

1.3.7 移取2m L 3%硝酸標(biāo)準(zhǔn)溶液于第1個標(biāo)定瓶中。對第2個標(biāo)定瓶重復(fù)此操作。

1.3.8 在加熱板上加熱標(biāo)定瓶到130～140oF（55～60℃），然后從加熱板移開。

1.3.9 在通風(fēng)柜中，用FAS滴定每一個樣品瓶，直到出現(xiàn)棕褐色，且不變色為止，表明到達(dá)滴定終點(diǎn)。

1.3.10 計(jì)算兩個樣品滴定用去的FAS的平均值。用4.96除以FAS用量的平均值，即是FAS因數(shù)。

1.3.11 登記新的FAS標(biāo)準(zhǔn)溶液的因數(shù)，并在FAS標(biāo)準(zhǔn)溶液儲存瓶上貼上因數(shù)標(biāo)簽。

2 拋光液的分析——硝酸的測定

2.1 步驟

2.1.1 在離開實(shí)驗(yàn)室去收集拋光液樣品之前，在量筒中量取50m L的85%磷酸溶液，倒進(jìn)250m L的錐形瓶中。對每一個拋光液的樣品做此操作，用于硝酸的分析。

2.1.2 用于硝酸分析的樣品溶液，由生產(chǎn)線操作者和制定的人員利用實(shí)驗(yàn)室技術(shù)從拋光溶液槽中收集。

2.1.3 打開通風(fēng)柜通風(fēng)。

2.1.4 硝酸的測定。將拋光樣品瓶置于通風(fēng)柜中。按照生產(chǎn)線和工藝槽的編號排列10個樣品瓶。在樣品瓶前面排列預(yù)先裝滿磷酸的燒瓶。保持燒瓶位置，以便全部測定。移取2mL熱拋光液于指定的燒瓶中。在加熱板上，加熱燒瓶到130～140oF（55～60℃），用溫度計(jì)檢查。達(dá)到溫度后，從加熱板上移出。用FAS緩慢滴定直到出現(xiàn)永久性褐色為止。滴定時，持續(xù)旋轉(zhuǎn)，溶液將從無顏色變化到泡沫狀的褐色溶液。不要過量滴定。

如果硝酸是高的，一種橙色的揮發(fā)氣體將散發(fā)，溶液能夠變回?zé)o顏色。有必要暫停滴定15～20 s，以便揮發(fā)氣體能夠消散。繼續(xù)滴定到褐色終點(diǎn)。

如果硝酸是低的，并且滴定的太快，將錯過滴定終點(diǎn)。此時，溶液顏色變成輕微的褐色，隨著FAS的額外添加，將不會變得更黑，并且沒有氣泡發(fā)生。需要重新分析。記錄消耗的FAS毫升數(shù)。對同一個拋光槽液的10個樣品進(jìn)行重復(fù)滴定步驟。

2.1.5 比重的測定

a.在冰浴中冷卻拋光液樣品到大約80±3oF（27±1℃）。b.從冰浴中移出拋光液樣品瓶。

c.從拋光液樣品瓶中倒入大約90m L的冷拋光液溶液于液體比重測量缸。

d.將干燥的比重計(jì)放入缸內(nèi)溶液里。

e.讀取樣品的比重計(jì)，并記錄比重?cái)?shù)值。

2.1.6 將剩下的樣品溶液貼放置在小口玻璃瓶中，并貼上標(biāo)簽“廢酸”。

2.1.7 用水沖洗燒瓶，比重計(jì)和測量缸各3次。

2.2 計(jì)算（見表2）

表2 拋光液中硝酸測試數(shù)據(jù)記錄處理表

硝酸的含量=（FAS的毫升數(shù)×FAS因數(shù)）÷比重查表1，置信度為90%，n=10時，t=1.833。

同理，對于置信度為95%，可得：

綜合以上，使用硫酸亞鐵銨測定拋光液中硝酸含量的安全性、可行性和重現(xiàn)性都滿足生產(chǎn)所需，而且實(shí)驗(yàn)的成本也得到了大幅降低。所以，可以使用本測驗(yàn)方法測定拋光液中的硝酸含量。■

[1]華東理工大學(xué)分析化學(xué)教研組，成都科學(xué)技術(shù)大學(xué)分析化學(xué)教研組.分析化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1995.

2011-02-05