工业碳酸钠中硫酸盐含量的分析

2018-08-21，，

纯碱工业 2018年4期

，，

(中盐昆山有限公司，江苏昆山 215300)

1 试验部分

1.1 方法原理

将 Na2CO3用 HCl中和溶解并煮沸除去CO2,加入过量并且定量标准BaCl2溶液生成沉淀，在相应pH值下以钙镁特(CMG)为指示剂，用EDTA标准溶液滴定过量之BaCl2，反应终点到达时与钙镁特形成红色配合物的金属离子(过量的Ba、Na2CO3中含有的Ca和Mg)全部被EDTA螯合，显示钙镁特本身的蓝色，指示终点的到达，最终计算时将消耗总量减去Ca和Mg的消耗量才是实际过量Ba消耗的EDTA体积。反应如下：

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

M+Y=MY

1.2 试剂仪器

乙二胺四乙酸二钠镁(Mg-EDTA)：0.04 mol/L溶液

氯化钡:0.02 mol/L溶液

盐酸：1+1溶液和1 mol/L溶液

氨水：1+1溶液

硝酸：1+1溶液

无水乙醇：分析纯

氨-氯化铵缓冲溶液：pH=10

钙镁特(CMG)：1 g/L乙醇溶液

硫酸根标准溶液：3.255 mg/mL

封闭式半微量10 mL A级滴定管

1.3 分析步骤

定量称取Na2CO310 g(准确至0.0002 g)于250 mL烧杯中，加适量去离子水润湿，在搅拌下滴加35 mL (1+1) HCl溶液及1 mL (1+1) HNO3溶液，加热煮沸10 min(中间可适量添加去离子水)以赶尽CO2，冷却至室温，滴加(1+1) NH3·H2O溶液至pH≈8～9，再加热至微沸并冷却，以快速滤纸过滤并洗涤3次以上。将盛有过滤样液的烧杯加热煮沸，待样液体积约为60 mL左右时停止加热，冷却后滴加1 mol/L HCl 2～3滴至pH≈4～5。用移液管准确移取5 mL 0.02 mol/L BaCl2溶液加入样液，边滴加边震荡烧杯，滴加完继续震荡一会，放置40 min。加入5 mL 0.04 mol/L Mg-EDTA溶液，20 mL无水乙醇，滴加9～10滴(1+1) NH3·H2O溶液，加入10 mL氨-氯化铵缓冲溶液，8滴钙镁特指示剂，用0.02 mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为亮蓝色。消耗体积记为V3。

用去离子水做空白试验，消耗体积记为V1。

参照以上步骤另称一份样，在加HCl和HNO3后煮沸冷却，然后滴加(1+1) NH3·H2O溶液至pH≈8～9左右，加热至微沸并冷却，以快速滤纸过滤并洗涤3次以上。将盛有所有过滤样液的烧杯加热煮沸，待样液体积约为60 mL左右时停止加热，冷却后滴加4～5滴(1+1)NH3·H2O溶液，加入10 mL氨-氯化铵缓冲溶液，8滴钙镁特指示剂，用0.02 mol/L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为亮蓝色。消耗体积记为V2。

1.4 结果计算

V1——滴定5.00 mL氯化钡溶液EDTA标液的用量，mL；

V2——滴定钙镁离子总量EDTA标液的用量，mL；

V3——滴定硫酸根EDTA标液的用量，mL；

W——所取样品质量，g。

2 结果与讨论

2.1 样品量确认及样品前期处理

2.1.1 BaCl2溶液的加量

2.1.2 加热煮沸驱CO2

准确称样并以少量水润湿后，必须用足够的HCl溶液使样品完全溶解，然后加热煮沸10 min，因为在酸溶纯碱的过程中会产生大量CO2气体，必须加热煮沸将其赶尽，否则会形成BaCO3沉淀造成结果偏高。

2.2 干扰离子消除

2.3 加氯化钡前溶液溶解度控制、沉淀时间、样液酸碱度的控制

2.3.1 溶解度控制

在加BaCl2前要将样品溶液调为弱酸性(pH≈4～5)，是减少沉淀吸附杂质的机会，并促使BaSO4晶粒长大，但酸度过高，又会使沉淀溶解，使结果偏低。另外，BaSO4沉淀是离子型晶体，在有机溶剂中的溶解度比在纯水中要小，为了使BaSO4沉淀稳定，在滴定前加入样液体积30%的无水乙醇以降低其溶解度。

2.3.2 沉淀时间

2.3.3 酸碱度控制

在样品滴定时，加入缓冲溶液前，加9～10滴(1+1) NH3·H2O溶液，使样液为中碱性，是确保加10 mL缓冲溶液后样液pH在10左右。

2.4 指示剂的选择

本试验滴定的过程，是EDTA滴定过量剩余的Ba的过程。样液中存在的Ca、Mg，其与EDTA的配合物稳定常数是10.69和8.69，均大于Ba的稳定常数7.86，滴定过程中Ba的反应最缓慢，除了控制滴定速度外，我们选择了钙镁特(CMG)指示剂替换常用的铬黑T指示剂，因为其颜色变化和铬黑T相似，但比铬黑T颜色鲜明，终点时在微量镁离子存在情况下变色更敏锐，并且很稳定，可以长期使用。