氯乙烯单体中铁含量的测定

曹丹，焦欣伟,曲秋玲,吴彬

(新疆中泰化学阜康能源有限公司,新疆 乌鲁木齐 830009)

在聚氯乙烯生产过程中，如果氯乙烯单体中存在微量的铁,铁将引发氧与氯乙烯在系统中生成过氧化物，导致氯乙烯生成聚合度较低的聚氯乙烯，在精馏工序会造成精馏塔堵塞，影响正常生产；并且在聚合过程中，铁离子将使聚合反应速度减慢，产品的热稳定性变差，造成树脂的色泽变黄或存在黑点，从而影响产品的质量。因此，准确地测定氯乙烯单体中的铁含量对工艺生产和产品质量具有至关重要的作用[1]。

1 分析方法[2]

1.1 方法提要

采用乙醇-盐酸溶液吸收氯乙烯单体试样，其中氯乙烯单体试样中的铁溶于盐酸，蒸发氯乙烯单体，用盐酸羟胺将试样中Fe3+还原成Fe2+，在pH值为4.5的缓冲溶液体系中，Fe2+与1,10-菲啰啉反应生成橙红色络合物，用分光光度计测定吸光度。

1.2 试剂和溶液

(1)醇酸：取6份(1+1,体积比)盐酸溶液与5份95%的乙醇混合。

(2)氨水溶液：1+1，体积比。

(3)盐酸羟胺溶液：质量分数5.0%。

(4)乙酸-乙酸钠缓冲溶液：pH值≈4.5。

(5)1，10-菲啰啉溶液：质量浓度2 g/L，该溶液应避光保存，仅使用无色溶液。

1.3 仪器和设备

T6分光光度计， 500 mL烧杯，100 mL量筒。

1.4 测定步骤

(1)试样的制备。

在通风柜内迅速用量筒量取100 mL氯乙烯试样，倒入装有40 mL醇酸溶液的500 mL烧杯中，使烧杯中氯乙烯单体自然挥发完全，需3～4 h。

(2)试样的测定。

取2只100 mL容量瓶，分别标记空白样及待测样，在标有空白样的容量瓶中加入40 mL醇酸溶液，将处理后的样品全部转移到待测样的容量瓶中，用蒸馏水少量多次转移干净。再分别加入5 mL盐酸羟胺溶液，摇匀，各放入一小块pH值试纸，边摇边加入氨水溶液，至溶液呈中性。再依次加入5 mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液、5 mL 1，10-菲啰啉溶液。每加1次试剂均充分混匀，最后用蒸馏水稀释至刻度，混匀，静置15～20 min，用10 mm比色皿，以空白溶液调零，在510 nm波长下测定试样溶液的吸光度。

1.5 结果计算

氯乙烯单体中铁含量X(质量分数，以10-6表示)按式(1)计算：

X=m×1 000÷(100×0.97)。

(1)

式中：m为试样的吸光度相对应的铁含量，mg；100为试样的体积，mL；0.97为试样的密度，g/mL。

2 操作时注意事项

2.1 取样过程注意事项

在取样前须把取样瓶用洗衣粉清洁干净，再用水冲洗干净，放入烘箱，待干燥后取出。取样瓶须专瓶专用，若取样瓶不干净或只用清水洗涤，则会造成样品吸光值增大，测定结果不够准确。去车间取样时，打开阀门后一定要将单体排空1～2 min，如果不排空，聚集在取样口的单体中含有杂质，会对测定结果有干扰。

2.2 测定过程注意事项

(1)挥发过程中使用的烧杯尽量为500 mL，将样品倒入醇酸溶液时，应贴着烧杯壁缓慢倒入，否则样品挥发较厉害，速度过快易将所量取的样品和醇酸溅出烧杯外。虽然样品只有100 mL，但单体样品挥发性强，与醇酸反应时易飞溅造成样品损失。为使结果准确，操作时应选择稍大些的烧杯进行挥发操作。

(2)溶液在转移的过程中，必须保证全部转移，然后用蒸馏水少量多次洗涤烧杯，一般用洗瓶冲洗3～4次，所使用蒸馏水量控制在30 mL左右，否则加完其他试剂后将超出容量瓶刻度。在转移过程中，应避免制备的样品洒落等现象，否则会造成样品的测量结果偏低。

(3)最重要的是，此方法调节pH值时较容易调过量。在调整pH值时，先调整空白样的pH值至刚好使广泛pH值试纸变成黄色后，再过量1～2滴。记录使用的氨水用量，空白样的pH值调整过后可以重新吸取溶液。记录好空白样使用氨水的量(如 50 mL滴瓶配套的滴管使用了12滴管)后，开始调整样品的pH值，样品的氨水加入量在比空白样少一滴管(即11滴管)后放入广泛pH值试纸(因为pH值试纸易脱色，会造成溶液变黄，影响后续颜色观察)，然后开始逐滴加入，在滴加氨水的过程中须不停地将容量瓶内的溶液摇匀，使广泛试纸充分与其反应而显示其pH值。在测试pH值过程中，广泛pH值试纸取用量越小越好。当取用一整条广泛pH值试纸时，氨水加入后会造成广泛pH值试纸本身的黄色脱色，将溶液颜色染黄，造成后续调节pH值时不易观察pH值试纸的颜色。向容量瓶内滴加氨水时，尽量不要粘到内瓶壁上，以免过量。

(4)若pH值调整过量(微量)，可以使用1+1盐酸溶液将此pH值调整回来(一般需要大约1 mL的量)。如果过量太多,则须重新取样分析样品。否则溶液的酸度调整过量，加入的pH值为4.5的乙酸-乙酸钠溶液就不能起到缓冲的作用，从而使样品的吸光值偏低，结果不准确。

为此做了4组试验，对比结果见表1。

表1 pH值调整情况对样品吸光值的影响Table 1 Effect of adjusting pH value on absorptivity of samples

(5)比色时，溶液必须放置15～20 min，不能提前或推后比色。这是由于显色反应需要一定时间才能使溶液颜色稳定。如果推后比色，由于空气的氧化、试剂的分解或挥发等原因，溶液颜色会发生变化，造成测定结果不准确。

(6)样品分析完后须将所有接触过单体的玻璃器具用洗衣粉水泡洗后放入烘箱内进行干燥，以便下个班的样品分析随时取用，及时地进行样品分析。

3 结语

氯乙烯单体中铁含量的测定对取样瓶和取样的要求较为严格，样品取样后应及时分析，尤其是测定过程须留意pH值的调节，以确保数据的准确性。应尽量避免pH值调节过量造成结果不准确和不能及时报出数据。在分析过程中若能够避免以上注意事项，就能够为生产提供准确的分析数据，从而提高产品质量。