自動電位滴定法測定工業碳酸鈉中氯化鈉含量

馬兵兵

（重慶市計量質量檢測研究院，重慶400020）

自動電位滴定法測定工業碳酸鈉中氯化鈉含量

馬兵兵

（重慶市計量質量檢測研究院，重慶400020）

采用自動電位滴定法，用硝酸銀標準溶液作為滴定劑，測定工業碳酸鈉中氯化鈉含量。方法檢出限為0.13mg/L，不同含量氯化鈉樣品加標回收率為99.7%～100.3%，相對標準偏差（n＝5）為0.17%～2.0%，方法簡單、快速，精密度和準確度高，適合大批量快速分析樣品。

電位滴定法；工業碳酸鈉；氯化鈉

0 前言

碳酸鈉俗稱純堿、蘇打，是一種重要的化工原料，廣泛應用于化工、玻璃、冶金、造紙、印染、合成洗滌劑、石油化工等行業。目前，工業上生產碳酸鈉的方法主要有氨堿法、聯堿法和天然堿法三種［1］，由于生產原料和工藝條件的限制，工業碳酸鈉雜質以氯化鈉為主［2］，占到了雜質總含量的90%以上，氯化鈉含量也成為工業碳酸鈉質量控制的主要指標之一。

氯化物測定方法主要有銀量法、汞量法、濁度法和電位滴定法［3－6］，工業碳酸鈉中氯化鈉含量測定國家標準方法采用汞量法和電位滴定法，與電位滴定法比較，其它三種方法存在操作復雜，終點顏色判別困難及試劑污染等缺點。采用自動電位滴定法測定工業碳酸鈉中氯化鈉含量，銀離子與氯離子生成氯化銀沉淀，滴定至終點，Ag＋濃度發生突躍，引起電極電位發生突躍，滴定儀自動指示終點，較國家標準方法中手動電位滴定法簡單、快速，方法精密度和準確度高，適合大批量快速樣品分析。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

T70型全自動電位滴定儀（瑞士梅特勒·托利多公司），配100mL專用塑料滴定杯；Rondolino TTL型樣品轉換器（自動進樣器）；DMi141-SC銀環復合電極；10mL智能驅動滴定管（DV1010）。

硝酸銀標準溶液（0.01mol/L）；硝酸溶液（3mol/L）；過氧化氫（30%）；氯化鈉標準溶液（0.010 0mol/L）；優級純碳酸鈉。

硝酸銀、硝酸、過氧化氫為分析純，氯化鈉為基準，實驗用水為二次去離子水。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準溶液配制與標定

稱取8.75g硝酸銀，用去離子水溶解，移入5L棕色瓶中，加10mL濃硝酸抑制硝酸銀水解，稀釋至刻度，搖勻，避光保存，其濃度為0.01mol/L，用氯化鈉標準溶液標定。

稱取0.292 2g于500℃灼燒至質量恒定的基準氯化鈉，用去離子水溶解稀釋于500mL容量瓶中定容至刻度線，搖勻，配成濃度為0.010 0mol/L的氯化鈉標準溶液。

用移液管移取10mL氯化鈉（0.010 0mol/L）標準溶液于100mL塑料滴定杯中，加0.5mL硝酸（3mol/L）溶液，加水稀釋至50mL，置于電位滴定儀上，用硝酸銀標準溶液滴定，平行測定3次取平均值，結果保留至小數點后4位，此結果為硝酸銀標準溶液濃度。

1.2.2 樣品分析

稱取1g（精確至0.000 2g）在250～300℃灼燒至恒重的碳酸鈉樣品，置于100mL塑料滴定杯中，先加20mL水溶解，再加硝酸（3mol/L）溶液至合適酸度，加水稀釋至50mL，用硝酸銀標準溶液滴定，DMi141-SC銀環復合電極作指示電極，采用等當點滴定（EQP模式），滴定至終點，Ag＋濃度發生突躍，引起電極電位發生突躍，滴定儀自動指示終點，終止滴定，顯示結果。采用Rondolino TTL型自動進樣器，分析完畢自動沖洗電極和攪拌器，一次稱取可連續自動分析9個樣品。

2 結果與討論

2.1 滴定曲線

按實驗方法對樣品進行測定，滴定曲線見圖1。

2.2 實驗條件的選擇

2.2.1 滴定條件

設置預攪拌時間30s，攪拌速度1 140r/min，控制模式采用內置正常模式（極低含量氯化鈉測定宜采用自定義模式），評估和識別模式采用標準模式，閾值50mV/mL，終止EQP點數為1，即滴定至第一個等當點時終止滴定。

2.2.2 酸度

中和1g碳酸鈉需要6.3mL硝酸（3mol/L）溶液，實驗稱取1.000 0g碳酸鈉6份，分別加0，6，6.3，7，8，10mL硝酸（3mol/L）溶液，稀釋到50mL，置于電位滴定儀上測定。實驗發現：隨著酸度的增加，滴定起始電位從－11mV減小到－23mV，滴定終止電位從112mV增加到176mV后減小到137mV，在添加6.3mL硝酸即中性時達到最大值176mV，dE/dV在添加7mL硝酸時達到最大值145mV/mL，不加硝酸即強堿性條件下，dE/dV小于50mV/mL，不利于終點識別，酸度對氯化鈉測定結果無影響。實驗選擇加7mL硝酸（3mol/L），中和后硝酸濃度約0.04mol/L。

圖1 滴定曲線Figure 1 Titration curve.

2.2.3 滴定速度

實驗了高、中、低不同速度對不同含量氯化鈉測定結果的影響，實驗發現：在滴定劑采用動態添加模式時，滴定儀會根據接收到的測量值自動調整滴定速度，滴定初始和滴定終點附近會自動減小滴定劑添加量，不同含量氯化鈉在不同速度條件下都可獲得穩定準確的結果。在滴定極低含量氯化鈉時，可采用慢速獲得較準確的結果。

2.3 干擾及消除

CO32－，SO42－，金屬離子均不干擾測定；I－，Br－等干擾在稀硝酸介質中加過氧化氫氧化后萃取；S2－，S2O32－，SO32－等的干擾可緩慢滴加過氧化氫（30%），加熱除去過量的過氧化氫冷卻后測定。工業碳酸鈉雜質主要以Cl－為主，含有少量的SO42－，Fe3＋，對于常量氯化鈉的測定，雜質的影響可以忽略不計。

2.4 檢出限

由于電位滴定法空白測量無信號，使用空白加低濃度標準溶液，美國環境保護局（EPA）對方法的檢出限描述為能夠被檢出并在被分析物濃度大于零時能以99%置信度報告的物質的最低濃度［7－8］。在測定MDL時，加標濃度一般為預期MDL值的1～5倍，并按照給定分析方法的全過程進行處理的測定。

MDL＝t（n－1，0.99）×S

式中：MDL—方法檢出限；

t—自由度為n－1，置信度為0.99時的t分布；

S—n次平行測定的標準偏差。

實驗稱取1g優級純碳酸鈉，加7mL硝酸（3mol/L）溶液作為空白，加5mL氯化鈉（1× 10－4mol/L）標準溶液，用水稀釋至50mL后相當于NaCl濃度為1×10－5mol/L，控制模式采用自定義模式，每次滴定劑添加量（dV）最大0.01mL，最小0.001mL，用自動電位滴定儀平行測定7次，計算得7次平行測定的標準偏差S為6.06×10－7，當自由度為6，置信度為0.99時，查表知t為3.71，計算得MDL為2.25×10－6mol/L，MDL＜加標濃度＜5MDL，因此，該檢出限可以接受，即該方法檢出限NaCl濃度為0.13mg/L。

2.5 準確度和精密度實驗

實驗稱取1g優級純碳酸鈉（氯化鈉空白低于檢出限），用水溶解后分別加1，5，10mL氯化鈉（0.010 0mol/L）標準溶液，相當于NaCl百分含量為0.058%，0.292%，0.584%，加7mL硝酸（3mol/L）溶液，不同含量的樣品加標平行測定5次，結果見表1。實驗發現：不同含量的碳酸鈉樣品加標回收率為99.7%～100.3%，相對標準偏差為0.17～2.0%。

表1 準確度和精密度實驗結果Table 1 Accuracy and precision of the proposed method（n＝5） /%

3 結語

用全自動電位滴定儀，將硝酸銀標準溶液作為滴定劑，測定工業碳酸鈉中氯化鈉含量，方法較國家標準分析方法中手動電位滴定法簡單、快速，方法精密度和準確度高，適合大批量快速分析樣品。

［1］裴正建 .純堿生產工藝綜述［J］.內蒙古石油化工，2010（21）：95-96.

［2］楊林梅.工業純堿質量鑒定方法的探討［J］.河南化工，2006，23（5）：43-44.

［3］李曉瑜，胡軍凱 .自動電位滴定法測定銅精礦中高含量氯［J］.中國無機分析化學，2014，4（2）：11-13.

［4］劉珍 .化驗員讀本上冊［M］.北京：化學工業出版社，2003.

［5］劉春峰，章連香 .氯化銀比濁法測定鎳鈷錳三元素氫氧化物中氯離子［J］.中國無機分析化學，2014，4（4）：4-6.

［6］梁玉英.比濁法測定工業離子膜液堿中氯化鈉含量［J］.中氮肥，2007（6）：62-63.

［7］劉麗君，張秀忠，陳坤明 .水質分析中的檢出限及其確定方法［J］.凈水技術，2003，22（1）：37-39.

［8］李莉，鄭璇，趙彬，等 .自動電位滴定儀測定氯化物的探討［J］.環境科學與技術，2012，35（4）：104-106.

Determination of Sodium Chloride in Sodium Carbonate by Automatic Potentiometric Titration

MA Bingbing
（Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection，Chongqing400020，China）

The content of sodium chloride in sodium carbonate was determined by automatic potentiometric titration using a AgNO3standard solution as a titrant.The detection limit was 0.13mg/L.The recovery was 99.7%～100.3%with 0.17%～2.0%RSD（n＝5）.The proposed method was simple and quick，and could be suitable for rapid analysis of large quantities of samples with high accuracy and precision.

potentiometric titration；sodium carbonate；sodium chloride

O657.15；TH832.3＋3

：A

：2095-1035（2015）02-0053-03

2014-11-12

：2015-01-14

馬兵兵，男，工程師，主要從事儀器分析研究工作。E-mail：mabing1986310＠qq.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.02.012