水泥氯离子检测方法的比较

蔡淑娇,肖 晗

(江西省建筑材料工业科学研究设计院,江西 南昌 330001 )

1 前言

水泥中氯离子的检测是从标准GB/T176-2008《水泥化学分析方法》中新增加的检测项目,2008版标准中的检测方法有硫氰酸铵容量法(基准法)和磷酸蒸馏-汞盐滴定法(代用法)。最近标准GB/T176进行了新的修订,并且在2018年11月1日施行了新的国标GB/T176-2017,新标准对氯离子的检测做了较大的修改,取消了磷酸蒸馏-汞盐滴定法(代用法),增加了离子色谱法(代用法)、自动电位滴定法(代用法),基准法保持不变。本文针对标准提供的三种方法进行介绍,并总结了各种方法的原理、操作要点、优缺点等,供相应检测人员参考。

2 检测方法[1]

2.1 硫氰酸铵容量法(基准法)

2.1.1 实验原理

该方法测出来的氯离子含量是样品中氯加溴的总量,实验需加入一定量的硝酸,将试样分解同时消除硫化物的干扰。在样品中加入已知量的硝酸银标准溶液且过量,将样品中的氯离子全部反应完全,生成不溶于酸的氯化银沉淀,以硫酸铁铵作为指示剂,用硫氰酸铵标准滴定溶液返滴定过量的硝酸银,反应式如下：

Ag+(过量)+Cl-→AgCl↓+Ag+(剩余量)

Ag+(剩余量)+CNS-=AgCNS↓

滴定终点时,过量的CNS-和Fe3+反应生成红色的配合物：

Fe3++CNS-=Fe(CNS)2+(红色)

2.1.2 实验注意事项

①加入蒸馏水尽量让试样分散,再加入硝酸搅拌,且加热时盖上表面皿。②加入5.00mL硝酸银标准溶液,移取需要准确。③搅拌煮沸再加入少许滤纸浆,起到吸附氯化银沉淀。④过滤时先用硝酸(1+100)洗涤过滤的快速滤纸。⑤过滤后,将滤液放置在弱光线或暗处冷却至25℃一下。⑥用硫氰酸铵标准滴定液滴定时要充分摇动溶液,避免沉淀吸附Ag+,造成终点提前,引起实验误差。

2.1.3 优缺点

该方法为GB/T176-2017标准中氯离子检测的基准法,原理简单,无需要仪器,但是耗时较长,且对检测人员的要求较高。

2.2 自动电位滴定法(代用法)

2.2.1 实验原理

硝酸分解试样,加入氯离子标准溶液,提高检测的灵敏度,然后加入过氧化氢氧化共存的干扰组分,用氯离子电位装置测量溶液的电位,用硝酸银标准溶液滴定,化学反应式：

Ag++Cl-→AgCl↓

当加入的硝酸银过量时,氯离子电极和参比电极检测电位,通过两阶微分法计算终点。

2.2.2 实验注意事项

①加入蒸馏水尽量让试样分散再加入硝酸(1+1)溶液。②加入2.00mL氯离子标准溶液,移取需要准确.。③加热溶液,盖上表面皿。④冷却至室温,用电位滴定装置测量溶液中的电位,搅拌不能出现气泡,否则会影响测量结果。

2.2.3 优缺点

该方法为水泥化学分析国标的代用法,实验方法和原理简单,耗时短,实验人员只需要进行前处理的工作,目前市场上的氯离子电位滴定仪价格在1-2.5万之间,仪器的检测精度较高,维护费用低,且可以完成滴定和计算的全部过程,直接给出结果,大大的减少了人为误差。

2.3 离子色谱法(代用法)[2]

2.3.1 实验原理

用硝酸分解试样,试样溶液进入离子交换树脂为固定相的离子色谱柱,选用对氯离子及其他离子的亲和力不同的洗脱剂,进行洗脱分离,再流经自再生电解抑制器时,扣除洗脱剂的背景电导,增加被测离子的电导响应值,最后通过电导检测器检测,检测氯离子色谱峰的峰面积或峰高。

2.3.2 实验注意事项

①加入硝酸溶液前应先用纯净水将试样全部分解。②选择合适的洗脱剂。③试验前一定要做空白试验。

2.3.3 优缺点

该方法为水泥国标的代用法,实验方法和原理简单,实验人员的前处理工作也简单,但是目前市场上的离子色谱法仪器价格较高11-25万之间,且维护费用也高,操作人员需要经过培训才能操作仪器,仪器的检测精度较高可达到ppm级。

表1 三种氯离子检测方法的比较

检测方法检测范围特点精度和准确性标准离子色谱仪0.1～20mgL需购买仪器,但价格高操作时间短,工作效率高操作人员需培训灵敏度高、误差小代用法

3 总结

在表1中,对三种检测方法的检测范围、特点、精度和准确性进行了比较。基准法耗时长且对检测人员的要求高,对水泥企业的检测工作不宜。新增加的自动电位滴定法和离子色谱法,都需要仪器检测,但是这两种仪器的价格相差较大,对于企业来说离子色谱仪价格较高,且维护费用也高,如果单纯只是检测氯离子含量,那么成本太高,而自动电位滴定法仪器价格低且维护费用也低,操作简单,建议企业采取自动电位滴定法进行氯离子含量的检验。