碘量法测定水泥中三氧化硫的含量

赵 丽 英

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

·建筑材料及应用·

碘量法测定水泥中三氧化硫的含量

赵 丽 英

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

介绍了测定三氧化硫含量的代用法——碘量法，应用该方法测定水泥中的三氧化硫，试样先用磷酸处理，再还原吸收，用碘量法滴定，其中硫化物的干扰测定，可加热除去，其他状态的硫会给测定结果造成误差。结果表明：碘量法测定时间较短，操作简便，仪器设备简单，受干扰较小，结果较准确，具有很强的适用性。

碘量法，三氧化硫，含量

水泥化学分析中，三氧化硫一般是指硫酸盐(硫酸钙)的含量，测定结果用三氧化硫计，三氧化硫主要是在磨制水泥时作为缓凝剂定量加入的石膏，和煅烧熟料过程中原材料成分中少量带入的，适量的三氧化硫能调节水泥凝结时间，改善水泥性能，便于水泥在工程中使用。但是，三氧化硫含量超过一定量之后，由于硫酸钙水化速度较快，水化后的大量晶体硫酸钙产生体积膨胀，破坏水泥石的结构，影响水泥凝结时间和强度。因此通用硅酸盐水泥标准中有明确限量规定，所以准确测定硅酸盐水泥试样中三氧化硫的含量，显得尤为重要。

目前采用的方法有硫酸钡重量法(基准法)、还原—碘量法(代用法)、离子交换—中和法和燃烧—碘量法(库仑滴定法)等等。其中还原—碘量法测定时间较短，操作简便，仪器设备简单，受干扰较小，结果较准确，具有很强的适用性。

1 方法原理

应用碘量法测定水泥中的三氧化硫的含量，试样先用磷酸溶液，将硫化物分解除去，再加入氯化亚锡—磷酸溶液并加热，借助强还原剂氯化亚锡将硫酸盐的硫还原成等物质量的硫化氢，收集于氨性硫酸锌溶液中，然后用碘量法进行测定。硫化物的干扰测定，需预先用磷酸加热除去，试样中除硫化物和硫酸盐外，其他状态的硫会给测定结果造成误差。

2 主要仪器与试剂

2.1 主要仪器

定硫仪装置1套；干燥箱101-1型。

2.2 主要试剂

明胶溶液(5 g/L);淀粉指示剂溶液(10 g/L)；氯化亚锡—磷酸溶液(100 g/L);氨性硫酸锌溶液(100 g/L)。

重铬酸钾基准溶液[c(1/6K2Cr2O7)=0.03 mol/L]:准确称取1.471 0 g已在150 ℃～180 ℃烘干2 h的重铬酸钾(K2Cr2O7，基准试剂)，精确至0.000 1 g，置于烧杯中，用100 mL～150 mL水溶解后，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

碘酸钾标准滴定溶液[c(1/6KIO3)=0.03 mol/L]：准确称取5.4 g碘酸钾溶于200 mL新煮沸过的冷水中，加入5 g氢氧化钠及150 g碘化钾，溶解后再以新煮沸过的冷水稀释至5 L，摇匀，贮存于棕色瓶中。

硫代硫酸钠标准滴定溶液[c(Na2S2O3)=0.03 mol/L]：将37.5 g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)溶于200 mL新煮沸过的冷水中，加入约0.5 g无水碳酸钠，搅拌溶解后再以新煮沸过的冷水稀释至5 L，摇匀，贮存于棕色瓶中。

3 试验

3.1 标准溶液的标定及空白试验

3.1.1 标准滴定溶液的标定

按照标准要求对所配溶液进行标定，计算硫代硫酸钠标准溶液的浓度c(Na2S2O3)、碘酸钾标准滴定溶液与硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积比K、碘酸钾标准滴定溶液对三氧化硫的滴定度TSO3。

3.1.2 空白试验

按照仪器连接示意图接好反应装置，反应瓶内加入15 mL氯化亚锡—磷酸溶液，洗气瓶内盛100 mL硫酸铜溶液(50 g/L)，吸收杯内盛20 mL氨性硫酸锌溶液(100 g/L)，加水稀释至300 mL。

开动空气泵，调节通气速度每秒4个～5个气泡，打开电炉，于220 V加热10 min，将电压调至160 V，继续加热5 min,关闭电炉，停止加热。取下吸收杯，关闭空气泵。用水冲洗插入洗收液的玻璃管，加入10 mL明胶溶液，由滴定管加入5 mL碘酸钾标准滴定溶液，在搅拌下一次性快速加入30 mL硫酸(1+2)，用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴至淡黄色时，加入2 mL淀粉指示剂溶液，再继续滴至蓝色消失。记下消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积V。

3.2 试样中三氧化硫的测定

准确称取约0.5 g试样，精确至0.000 1 g，置于100 mL的干燥反应瓶中，按照与空白相同的步骤进行试验，根据试样中三氧化硫的含量在吸收瓶中加入10 mL～20 mL的碘酸钾标准滴定溶液，滴定到终点。

3.3 数据处理

实验所得数据按下列公式进行计算和处理：

V空白=5-KV。

4 结论

1)还原—碘量法以其测定时间较短，操作简便，测量快捷易学；2)仪器设备简单，投资少；3)测量过程中受干扰较小，重复性和再现性高，结果较准确。

5 注意事项

1)试样的称取量以含有三氧化硫10 mg～15 mg为宜。如试样量过多，按操作规程加入10 mL氯化亚锡—磷酸溶液(50 g/L)可能不足以将试样中硫酸盐定量还原为硫化氢，过少滴定反应重点不明显，影响结果判定。2)磷酸要预先脱水，这样可以增强磷酸的溶解能力，同时还能防止配制的氯化亚锡—磷酸溶液在加热时生成氯化氢过多，逸入吸收液中使吸收液酸度提高，就不能完全吸收硫化氢，影响实验结果。3)还原硫酸盐时，加热时间和加热温度要严格控制。温度要控制在250 ℃～300 ℃，加热时间则是电压220 V加热10 min，调至160 V继续加热5 min，这个温度下，加热这么长时间，还原反应进行较快较完全，如温度过低，或反应时间太短，试料分解还原反应进行不完全；如温度过高，或反应时间过长，磷酸可能会生成焦磷酸和有毒的偏磷酸，强烈的腐蚀玻璃反应瓶，缩短其寿命。4)吸收液一般使用400 mL的烧杯，内盛300 mL水及20 mL氨性硫酸锌吸收溶液，以保证气体同时能经过足够长的液体路径被完全吸收。通气速度以每秒4个～5个气泡为宜，保证规定时间内硫化氢气体能全部带至吸收液中，并被其吸收。5)还原反应结束后，必须先拆下吸收杯中的进气导管，切断吸收液与反应瓶间的通路，以免发生倒流，引起反应瓶炸裂，试验作废还易发生烫伤事故。6)收集液在充分搅拌下慢慢加入30 mL左右硫酸(1+2)，从而防止生成的硫化氢与单质碘尚未发生反应就已溢出，影响测定结果准确性。7)淀粉指示剂溶液要现配，因为淀粉水解产生还原性化合物，能与碘反应，影响测定结果。淀粉指示剂溶液不要在滴定开始时加入，应在滴定至淡黄色后再加入，否则生成的淀粉与碘的蓝色化合物到终点时还不易褪去，干扰滴定终点的观察和判定，影响测定结果，造成误差。8)返滴定的速度不宜过快，同时要加强搅拌，防止滴入的硫代硫酸钠溶液局部过浓遇酸分解，影响测定结果。9)返滴定时溶液温度不应太高，以防碘挥发，同时温度过高时，淀粉与碘的显色反应不灵敏，反应终点不明显，判定不准确。10)空白实验的条件如加热温度、时间控制、操作程序及所用试剂等级都与试样测定时条件一致。

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Determinationofthreesulfuroxidecontentincementbyiodinemethod

ZhaoLiying

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

The three generation method for the determination of sulfur oxide content-iodometric method, determination of three sulfur trioxide in cement by using this method, samples were first treated with phosphoric acid, and then restore the absorption by iodometry titration, which can interfere with the determination of sulfide, sulfur is removed by heating, other conditions will cause the error to the measurement results. The results showed that the time of iodine determination was short, the operation was simple, the equipment was simple, the interference was smaller, the result was more accurate, and it had a strong applicability.

iodine method, three sulfur trioxide, content

TQ172.18

：A

1009-6825(2017)24-0110-02

2017-06-13

赵丽英(1974- )，女，工程师