自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼礦酸解液中的硼酸含量*

金 央，余德芳，趙小燕，李 軍

（四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，四川成都610065）

化工分析與監(jiān)測(cè)

自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼礦酸解液中的硼酸含量*

金 央，余德芳，趙小燕，李 軍

（四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，四川成都610065）

采用自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼礦酸解液中的硼酸含量。當(dāng)硼酸質(zhì)量為7.20～45.00 mg時(shí)，自動(dòng)電位滴定法的測(cè)量相對(duì)誤差小于1%，加標(biāo)回收率為100.85%，比手工滴定法測(cè)量的準(zhǔn)確度高。8次平行實(shí)驗(yàn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.18%，測(cè)量重復(fù)性較好。因此，用自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼礦酸解液中的硼酸含量是可行的。

電位滴定；硼礦；酸解；硼酸

硼酸是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃制品、搪瓷制造、化工和建材工業(yè)等。硼酸是一元弱酸，可以利用無(wú)機(jī)酸將硼酸從含硼礦石中置換出來(lái)［1］。在酸化法硼酸生產(chǎn)中，硼礦酸解液中的硼酸含量需要及時(shí)監(jiān)控。目前采用較多的硼酸分析方法是用過(guò)量的碳酸鈣/鋇除去酸解液中的Fe3+，再中和滴定。該方法一般用混合指示劑確定終點(diǎn)，操作步驟繁瑣，終點(diǎn)不易觀察，誤差較大。尤大衡等［2］采用掩蔽法代替沉淀法除去酸解液中的Fe3+，用自動(dòng)電位滴定代替手工滴定。該方法的滴定初始pH和終點(diǎn)pH分別固定為6.2和7.0。張金萍等［3］研究了電位滴定法測(cè)定工業(yè)硼酸的含量，以體系pH發(fā)生突躍的點(diǎn)作為滴定終點(diǎn)。該方法測(cè)定重現(xiàn)性好，但由于是手工操作，其分析時(shí)間長(zhǎng)，工作量較大。自動(dòng)電位滴定法通過(guò)電極電位變化由儀器自動(dòng)判斷終點(diǎn)并進(jìn)行結(jié)果處理，終點(diǎn)判斷準(zhǔn)確，測(cè)量精度高，消耗試劑少，自動(dòng)化程度高，能在混濁、有顏色或找不到合適指示劑的溶液中進(jìn)行滴定［4］。筆者與手工滴定法比較，探討了用自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼礦酸解液中的硼酸含量的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

硼酸，甘露醇，碳酸鋇，乙二胺四乙酸二鈉，氫氧化鈉（0.05 mol/L），氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.04 mol/L，鄰苯二甲酸氫鉀基準(zhǔn)試劑標(biāo)定），鹽酸（0.05 mol/L），溴甲酚綠-甲基紅指示劑，酚酞指示劑（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%）。以上試劑除硼酸和氫氧化鈉為優(yōu)級(jí)純外，其他均為分析純或由分析純?cè)噭┲频谩Ｅ鸬V酸解液由硫酸酸解硼礦石制得。實(shí)驗(yàn)中使用的水為去離子水（不含二氧化碳）。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

手工滴定分析法：準(zhǔn)確移取一定體積的硼酸溶液至250 mL錐形瓶中，加水至30 mL，按文獻(xiàn)［5］操作步驟進(jìn)行。

自動(dòng)電位滴定法：準(zhǔn)確移取一定體積的硼酸溶液至250 mL燒杯中，加水至150 mL，加入0.5 g乙二胺四乙酸二鈉攪拌至溶解。用鹽酸（0.05 mol/L）和氫氧化鈉（0.05 mol/L）將溶液pH調(diào)節(jié)為5.1。將一定量的甘露醇加至溶液中，攪拌均勻后，在916 Ti-Touch型自動(dòng)電位滴定儀（pH復(fù)合電極，6 0280 300）上用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。當(dāng)電位發(fā)生突躍后停止滴定，確定該突躍點(diǎn)為滴定終點(diǎn)，記錄終點(diǎn)時(shí)消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。硼酸質(zhì)量（m，mg）按下式計(jì)算：

式中，c為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L；V為消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；M為硼酸的物質(zhì)的量，61.83 g/mol。

2 結(jié)果與討論

2.1 手工滴定與自動(dòng)電位滴定法的測(cè)定結(jié)果

取7份不同硼酸含量的樣品，分別用手工滴定與自動(dòng)電位滴定法測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，對(duì)相同硼酸含量的樣品進(jìn)行測(cè)定，自動(dòng)電位滴定法的測(cè)量相對(duì)誤差小于手工滴定法的測(cè)量相對(duì)誤差。這2種方法的測(cè)量相對(duì)誤差都隨著硼酸含量的增加而減小，并逐漸趨于穩(wěn)定。硼酸含量較小時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差較大。當(dāng)硼酸質(zhì)量為1.80 mg時(shí)，手工滴定與自動(dòng)電位滴定方法的測(cè)量相對(duì)誤差分別為12.07%和8.51%。手工滴定法測(cè)定時(shí)，當(dāng)硼酸質(zhì)量為5.40～45.00 mg時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差小于5%；當(dāng)硼酸質(zhì)量為7.20～45.00 mg時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差小于2.5%。自動(dòng)電位滴定法測(cè)定時(shí)，當(dāng)硼酸質(zhì)量為3.60～45.00 mg時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差小于 5%；當(dāng)硼酸質(zhì)量為 5.40～45.00 mg時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差小于2.5%；當(dāng)硼酸質(zhì)量為7.20～45.00 mg時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差小于1%。因此，手工滴定與自動(dòng)電位滴定法測(cè)定時(shí)，樣品中的硼酸質(zhì)量大于7.20 mg較為合適。

表1 手工滴定與自動(dòng)電位滴定法的測(cè)定結(jié)果比較

2.2 硼礦酸解液加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

取一定量的硼礦酸解液，分別加入標(biāo)準(zhǔn)硼酸質(zhì)量0、9、18、36 mg，用手工滴定與自動(dòng)電位滴定法測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，手工滴定法的加標(biāo)回收率為101.07%～102.37%，平均回收率為101.90%。自動(dòng)電位滴定法的加標(biāo)回收率為100.14%～101.44%，平均回收率為100.85%。自動(dòng)電位滴定法的回收率比手工滴定法更接近100%。因此，自動(dòng)電位滴定法測(cè)定的硼礦酸解液中硼酸含量比手工滴定法更接近真實(shí)值，準(zhǔn)確度更高。

表2 硼礦酸解液加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

2.3 甘露醇用量的確定

改變甘露醇用量，考察甘露醇用量對(duì)自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼酸含量（標(biāo)準(zhǔn)硼酸質(zhì)量為45 mg）的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，甘露醇與硼酸質(zhì)量比為7～166時(shí)，測(cè)量相對(duì)誤差隨著甘露醇用量的減少有些微波動(dòng)，但都在1%以?xún)?nèi)。因此，當(dāng)樣品中硼酸質(zhì)量小于45 mg時(shí)，甘露醇用量確定為1.5 g。

表3 甘露醇用量對(duì)硼酸測(cè)定的影響

2.4 自動(dòng)電位滴定法的測(cè)定精密度

取一定量的硼礦酸解液，用自動(dòng)電位滴定法平行測(cè)定8次，計(jì)算得到測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.03 mg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.18%，重復(fù)性較好，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 硼礦酸解液8次平行測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

3 結(jié)論

對(duì)自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼礦酸解液中的硼酸含量進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣品中的硼酸質(zhì)量大于7.20 mg較為合適。此時(shí)自動(dòng)電位滴定法的測(cè)量相對(duì)誤差小于1%，加標(biāo)回收率為100.85%，比手工滴定法測(cè)量準(zhǔn)確度高。當(dāng)樣品中硼酸質(zhì)量小于45 mg時(shí)，甘露醇用量確定為1.5 g。8次平行實(shí)驗(yàn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.18%，測(cè)量重復(fù)性較好。因此，用自動(dòng)電位滴定法測(cè)定硼礦酸解液中的硼酸含量是可行的。

［1］ 陶連印，鄭學(xué)家.硼化合物的生產(chǎn)與應(yīng)用［M］.成都：成都科技大學(xué)出版社，1985，89-90.

［2］ 尤大衡，吳建幸，蘇麗明.硼鎂礦中硼、鎂、鈣分析的改進(jìn)［J］.上海化工學(xué)院學(xué)報(bào)，1980，6（1）：59-66.

［3］ 張金萍，靜寶元.電位滴定法測(cè)定工業(yè)硼酸的含量［J］.天津化工，2001，15（4）：34.

［4］ 麥浪，梁雄宇，黃義活，等.食鹽中碘含量的自動(dòng)電位滴定法測(cè)定研究［J］.中國(guó)地方病防治雜志，2012，27（5）：357-358.

［5］ 陳英，李玉衛(wèi).甘露醇酸堿中和滴定法快速測(cè)定肥料中的硼［J］.化肥工業(yè)，2012，39（5）：19-20，36.

Determ ination ofboric acid in solution ofacidulation processby automatic potentiometric titration

Jin Yang，Yu Defang，ZhaoXiaoyan，LiJun
（CollegeofChemicalEngineering，Sichuan University，Chengdu610065，China）

Determinationofboricacid in thesolutionofacidulation processwascarriedoutbyautomaticpotentiometric titration. The automatic potentiometric titration method was more accurate than the manual titration method with a relative error of less than 1%and astandard sample recovery rateof100.85%when themassofboric acidwasat7.20～45.00mg.The relativestandard deviation of 8 parallel determinations was 0.18%indicating a good reproducibility of the automatic potentiometric titration method.Itwas feasible todetermine thecontentofboricacid byautomatic potentiometric titration.

potentiometric titration；boron；acidulation；boricacid

TQ128.54

A

1006-4990（2015）02-0060-02

2014-08-15

金央（1984— ），女，博士，講師，主要研究方向?yàn)殡x散液滴的運(yùn)行和萃取分離技術(shù)，已公開(kāi)發(fā)表文章20余篇。

李軍

四川大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)煉計(jì)劃”資助項(xiàng)目（20131134）。

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