測定工業(yè)用氫氧化鈉主含量的方法對比分析

糜貴廷，么春陽

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

氫氧化鈉在國民經(jīng)濟(jì)中有廣泛應(yīng)用，許多工業(yè)部門都需要?dú)溲趸c，其中使用最多的部門是化學(xué)藥品的制造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業(yè)等。另外，在生產(chǎn)染料、塑料、藥劑及有機(jī)中間體、舊橡膠的再生、制金屬鈉、水的電解以及無機(jī)鹽生產(chǎn)中，制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒堿。同時(shí)氫氧化鈉是生產(chǎn)聚碳酸酯、超級吸收質(zhì)聚合物、沸石、環(huán)氧樹脂、磷酸鈉、亞硫酸鈉和大量鈉鹽的重要原材料之一。目前國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4348.1-2013）工業(yè)用氫氧化鈉中氫氧化鈉和碳酸鈉含量的測定采用的是化學(xué)手工滴定法，此方法與儀器法相比劣勢比較明顯。

電位滴定法是在滴定過程中通過測量電位變化以確定滴定終點(diǎn)的方法，電位滴定法不需要準(zhǔn)確的測量電極電位值，因此，溫度、液體接界電位的影響并不重要。普通滴定法是依靠指示劑顏色變化來指示滴定終點(diǎn)，如果待測溶液有顏色或渾濁時(shí)，終點(diǎn)的指示就比較困難，或者根本找不到合適的指示劑。電位滴定法是靠電極電位的突躍來指示滴定終點(diǎn)。在滴定到達(dá)終點(diǎn)前后，滴液中的待測離子濃度往往連續(xù)變化n 個(gè)數(shù)量級，引起電位的突躍，被測成分的含量通過消耗滴定劑的量來計(jì)算[1]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)方法的原理

1.1.1 化學(xué)手動(dòng)滴定法的方法原理

試樣溶液中先加入氯化鋇，將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鋇沉淀，然后以酚酞為指示劑，用鹽酸標(biāo)液滴定至終點(diǎn)，測得氫氧化鈉的含量。然后，試樣溶液再以溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑為指示劑，用鹽酸標(biāo)液滴定至終點(diǎn)，測得氫氧化鈉和碳酸鈉總和，再減去氫氧化鈉含量，則可測得碳酸鈉含量[2]。

1.1.2 電位滴定儀動(dòng)態(tài)滴定法方法原理[3]

電位滴定儀動(dòng)態(tài)滴定法特點(diǎn)是滴定速度是隨著滴定進(jìn)行不斷變化的，儀器根據(jù)設(shè)置自動(dòng)判斷滴定終點(diǎn)，滴定終點(diǎn)不受電極pH 準(zhǔn)確度的影響。

1.1.3 電位滴定儀終點(diǎn)滴定法方法原理[4]

電位滴定儀終點(diǎn)滴定法，根據(jù)指示劑變色范圍設(shè)定氫氧化鈉和碳酸鈉兩個(gè)pH 終點(diǎn)。酚酞變色點(diǎn)開始的pH 為8.2，所以滴定氫氧化鈉的終點(diǎn)pH 設(shè)置為為8.2。溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑變色點(diǎn)的pH 為5.1，所以滴定氫氧化鈉和碳酸鈉總和時(shí)終點(diǎn)pH 設(shè)置為5.1。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

1.2.1 化學(xué)手動(dòng)滴定法

依據(jù)GB4348.1-2013 工業(yè)用氫氧化鈉、氫氧化鈉和碳酸鈉含量的測定國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2.2 電位滴定儀動(dòng)態(tài)及終點(diǎn)滴定法

萬通905 電位滴定儀；800 多思加液器；804滴定臺；802 螺旋槳攪拌器；滴定杯；20mL 滴定管。試劑：c（HCL）=1mol/L。

2 結(jié)果與討論

GB4348.1-2013 中要求的手動(dòng)滴定法與自動(dòng)電位滴定儀滴定法對于同一樣品單次測定對比如表1 所示。

表1

從表1 可以看出，自動(dòng)電位滴定儀滴定法要比手動(dòng)滴定法更節(jié)省做樣成本，而且儀器操作相比較手動(dòng)滴定對于液堿樣品來講，儀器法也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)多樣品測量，效率提高。對于國標(biāo)要求的精密度和準(zhǔn)確度，選擇5 個(gè)液堿樣品，均做雙平行，分別用儀器法和手動(dòng)滴定法相比較結(jié)論見表2。

表2

從表2 可以看出：自動(dòng)電位滴定儀滴定法與手動(dòng)滴定法均滿足GB/T4348.1-2013 要求的允許差(平行測定結(jié)果的絕對值之差不超過下列數(shù)值：氫氧化鈉：0.1%；碳酸鈉：0.05%)，并且兩個(gè)儀器方法的準(zhǔn)確度均與手動(dòng)滴定相差不大。

接下來對兩個(gè)自動(dòng)滴定儀方法進(jìn)行周期測試，取兩個(gè)樣品并進(jìn)行密封，做兩輪周期實(shí)驗(yàn)，從樣品中取樣實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量避免二氧化碳進(jìn)入，二氧化碳會(huì)和樣品發(fā)生反應(yīng)，從而影響檢測結(jié)果，在此條件下進(jìn)行方法對比（見表3）。

表3

從表3 可以看出：15d 為周期，同一樣品自動(dòng)電位滴定儀動(dòng)態(tài)滴定法的準(zhǔn)確度與手動(dòng)滴定法相差不大，但是自動(dòng)電位滴定儀終點(diǎn)法的準(zhǔn)確度隨著時(shí)間的延長，發(fā)生了變化，主要原因是電極的準(zhǔn)確度發(fā)生了變化。

3 結(jié)論

1)自動(dòng)電位滴定法在正常使用條件下（自動(dòng)電位滴定儀終點(diǎn)法電極校準(zhǔn)周期內(nèi)），測定工業(yè)用氫氧化鈉中氫氧化鈉和碳酸鈉的含量準(zhǔn)確度可以滿足國標(biāo)要求并替代手動(dòng)滴定法，而且自動(dòng)電位滴定法長期來看更加的節(jié)省成本；

2)自動(dòng)電位滴定儀動(dòng)態(tài)滴定法相比終點(diǎn)法，動(dòng)態(tài)法不依賴電極準(zhǔn)確度，電極通過電位突躍變化判斷終點(diǎn)比終點(diǎn)法更加可靠。現(xiàn)實(shí)工作中，電極的使用頻率很高，保證電極準(zhǔn)確度需要更短的校準(zhǔn)周期，萬通滴定儀建議使用廠家一次性緩沖溶液，增加了做樣成本也增加了分析員的工作量；

3）使用自動(dòng)電位滴定儀方法可以利用自動(dòng)進(jìn)樣器在無人值守的情況下實(shí)現(xiàn)批量滴定，大大提高生產(chǎn)效率和工業(yè)自動(dòng)化；

4）使用自動(dòng)電位滴定儀聯(lián)入實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)LIMS 中，可以更加有效地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室人員和數(shù)據(jù)的管理，提高實(shí)驗(yàn)室管理水平。