自动电位滴定法测定硼矿酸解液中的硼酸含量*

金 央，余德芳，赵小燕，李 军

（四川大学化学工程学院，四川成都610065）

化工分析与监测

自动电位滴定法测定硼矿酸解液中的硼酸含量*

金 央，余德芳，赵小燕，李 军

（四川大学化学工程学院，四川成都610065）

采用自动电位滴定法测定硼矿酸解液中的硼酸含量。当硼酸质量为7.20～45.00 mg时，自动电位滴定法的测量相对误差小于1%，加标回收率为100.85%，比手工滴定法测量的准确度高。8次平行实验的相对标准偏差为0.18%，测量重复性较好。因此，用自动电位滴定法测定硼矿酸解液中的硼酸含量是可行的。

电位滴定；硼矿；酸解；硼酸

硼酸是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃制品、搪瓷制造、化工和建材工业等。硼酸是一元弱酸，可以利用无机酸将硼酸从含硼矿石中置换出来［1］。在酸化法硼酸生产中，硼矿酸解液中的硼酸含量需要及时监控。目前采用较多的硼酸分析方法是用过量的碳酸钙/钡除去酸解液中的Fe3+，再中和滴定。该方法一般用混合指示剂确定终点，操作步骤繁琐，终点不易观察，误差较大。尤大衡等［2］采用掩蔽法代替沉淀法除去酸解液中的Fe3+，用自动电位滴定代替手工滴定。该方法的滴定初始pH和终点pH分别固定为6.2和7.0。张金萍等［3］研究了电位滴定法测定工业硼酸的含量，以体系pH发生突跃的点作为滴定终点。该方法测定重现性好，但由于是手工操作，其分析时间长，工作量较大。自动电位滴定法通过电极电位变化由仪器自动判断终点并进行结果处理，终点判断准确，测量精度高，消耗试剂少，自动化程度高，能在混浊、有颜色或找不到合适指示剂的溶液中进行滴定［4］。笔者与手工滴定法比较，探讨了用自动电位滴定法测定硼矿酸解液中的硼酸含量的可行性。

1 实验部分

1.1 试剂

硼酸，甘露醇，碳酸钡，乙二胺四乙酸二钠，氢氧化钠（0.05 mol/L），氢氧化钠标准溶液（0.04 mol/L，邻苯二甲酸氢钾基准试剂标定），盐酸（0.05 mol/L），溴甲酚绿-甲基红指示剂，酚酞指示剂（质量分数为1%）。以上试剂除硼酸和氢氧化钠为优级纯外，其他均为分析纯或由分析纯试剂制得。硼矿酸解液由硫酸酸解硼矿石制得。实验中使用的水为去离子水（不含二氧化碳）。

1.2 实验步骤

手工滴定分析法：准确移取一定体积的硼酸溶液至250 mL锥形瓶中，加水至30 mL，按文献［5］操作步骤进行。

自动电位滴定法：准确移取一定体积的硼酸溶液至250 mL烧杯中，加水至150 mL，加入0.5 g乙二胺四乙酸二钠搅拌至溶解。用盐酸（0.05 mol/L）和氢氧化钠（0.05 mol/L）将溶液pH调节为5.1。将一定量的甘露醇加至溶液中，搅拌均匀后，在916 Ti-Touch型自动电位滴定仪（pH复合电极，6 0280 300）上用氢氧化钠标准溶液滴定。当电位发生突跃后停止滴定，确定该突跃点为滴定终点，记录终点时消耗的氢氧化钠标准溶液体积。硼酸质量（m，mg）按下式计算：

式中，c为氢氧化钠标准溶液浓度，mol/L；V为消耗的氢氧化钠标准溶液体积，mL；M为硼酸的物质的量，61.83 g/mol。

2 结果与讨论

2.1 手工滴定与自动电位滴定法的测定结果

取7份不同硼酸含量的样品，分别用手工滴定与自动电位滴定法测定，结果见表1。由表1可知，对相同硼酸含量的样品进行测定，自动电位滴定法的测量相对误差小于手工滴定法的测量相对误差。这2种方法的测量相对误差都随着硼酸含量的增加而减小，并逐渐趋于稳定。硼酸含量较小时，测量相对误差较大。当硼酸质量为1.80 mg时，手工滴定与自动电位滴定方法的测量相对误差分别为12.07%和8.51%。手工滴定法测定时，当硼酸质量为5.40～45.00 mg时，测量相对误差小于5%；当硼酸质量为7.20～45.00 mg时，测量相对误差小于2.5%。自动电位滴定法测定时，当硼酸质量为3.60～45.00 mg时，测量相对误差小于 5%；当硼酸质量为 5.40～45.00 mg时，测量相对误差小于2.5%；当硼酸质量为7.20～45.00 mg时，测量相对误差小于1%。因此，手工滴定与自动电位滴定法测定时，样品中的硼酸质量大于7.20 mg较为合适。

表1 手工滴定与自动电位滴定法的测定结果比较

2.2 硼矿酸解液加标回收实验

取一定量的硼矿酸解液，分别加入标准硼酸质量0、9、18、36 mg，用手工滴定与自动电位滴定法测定，结果见表2。由表2可知，手工滴定法的加标回收率为101.07%～102.37%，平均回收率为101.90%。自动电位滴定法的加标回收率为100.14%～101.44%，平均回收率为100.85%。自动电位滴定法的回收率比手工滴定法更接近100%。因此，自动电位滴定法测定的硼矿酸解液中硼酸含量比手工滴定法更接近真实值，准确度更高。

表2 硼矿酸解液加标回收实验

2.3 甘露醇用量的确定

改变甘露醇用量，考察甘露醇用量对自动电位滴定法测定硼酸含量（标准硼酸质量为45 mg）的影响，结果见表3。由表3可知，甘露醇与硼酸质量比为7～166时，测量相对误差随着甘露醇用量的减少有些微波动，但都在1%以内。因此，当样品中硼酸质量小于45 mg时，甘露醇用量确定为1.5 g。

表3 甘露醇用量对硼酸测定的影响

2.4 自动电位滴定法的测定精密度

取一定量的硼矿酸解液，用自动电位滴定法平行测定8次，计算得到测量标准偏差为0.03 mg，相对标准偏差为0.18%，重复性较好，结果见表4。

表4 硼矿酸解液8次平行测定的相对标准偏差

3 结论

对自动电位滴定法测定硼矿酸解液中的硼酸含量进行了研究。实验结果表明，样品中的硼酸质量大于7.20 mg较为合适。此时自动电位滴定法的测量相对误差小于1%，加标回收率为100.85%，比手工滴定法测量准确度高。当样品中硼酸质量小于45 mg时，甘露醇用量确定为1.5 g。8次平行实验的相对标准偏差为0.18%，测量重复性较好。因此，用自动电位滴定法测定硼矿酸解液中的硼酸含量是可行的。

［1］ 陶连印，郑学家.硼化合物的生产与应用［M］.成都：成都科技大学出版社，1985，89-90.

［2］ 尤大衡，吴建幸，苏丽明.硼镁矿中硼、镁、钙分析的改进［J］.上海化工学院学报，1980，6（1）：59-66.

［3］ 张金萍，静宝元.电位滴定法测定工业硼酸的含量［J］.天津化工，2001，15（4）：34.

［4］ 麦浪，梁雄宇，黄义活，等.食盐中碘含量的自动电位滴定法测定研究［J］.中国地方病防治杂志，2012，27（5）：357-358.

［5］ 陈英，李玉卫.甘露醇酸碱中和滴定法快速测定肥料中的硼［J］.化肥工业，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，讲师，主要研究方向为离散液滴的运行和萃取分离技术，已公开发表文章20余篇。

李军

四川大学“大学生创新创业训炼计划”资助项目（20131134）。

联系方式：lijun@scu.edu.cn