耐次氯酸盐漂白试验中工作液的配制方法
2020-06-28
近几年，随着生态纺织品的日益发展，纺织品的检测范围也在逐渐拓宽。标准GB/T 5296.4—2012《消费品使用说明 纺织品和服装使用说明》要求氯漂是洗唛的一项重要标识，专业的检测机构需要对纺织品是否耐氯漂做出专业的判断。因此GB/T 7069—1997《纺织品 色牢度试验耐次氯酸盐漂白色牢度》规定了纺织品在商业漂白中对常规浓度的次氯酸盐漂白能力的测试方法。
众所周知，次氯酸盐漂白工作液的有效成分是有效氯，一般有效氯浓度是通过碘量法测定。GB/T 7069—1997标准中也是参照此方法，要求配制的1L工作液有效氯含量为2g。仔细研究该标准规定的试剂，不难发现次氯酸钠原液的有效氯浓度为140g/L～160g/L，而对于市面上普遍供应的次氯酸钠原液，由于未标注有效氯浓度，实验室无法确认，可能高于也有可能低于标准规定的浓度，若按照GB/T 7069—1997的工作液配制方法，在实际操作中必然会出现与标准相互矛盾的问题。本文将对此问题做进一步的补充和说明，并通过直接标定实验室现有的次氯酸钠有效氯浓度方法，使工作液的配制工程更加简便。
1 按GB/T 7069—1997操作遇到的问题
1.1 试剂
次氯酸钠溶液（活性氯≥5.2%），国药集团化学试剂有限公司；碘化钾，上海光华化学试剂厂；盐酸，无锡市展望化工试剂有限公司；可溶性淀粉，国药集团化学试剂有限公司；硫代硫酸钠，国药集团化学试剂有限公司。
1.2 滴定
根据GB/T 7069—1997规定的滴定方法，取NaClO原液20mL，加三级水稀释至1L，取稀释后的溶液25 mL，并加入过量的KI和HCl，以淀粉作为指示剂，用0.1mol/L的Na2S2O3溶液滴定游离碘，反应历程如下。实验室共进行3次滴定，所需Na2S2O3标准液的体积取平均值V1为6.3mL。
1.3 工作液配制问题
根据GB/T 7069—1997工作液的配制方法，取NaClO稀液V2为14100/V1，用10g/L无水碳酸钠调节pH至11.0±0.2，并稀释至1L。理论上V1应大于14.1mL，才可使V2小于1L。但在实际操作中不难发现此时的V2已远远超过1L，与后续操作“稀释至1L”存在矛盾。针对此现象，笔者调查了7家纺织品实验室，发现几乎所有的实验室都遇到过此类问题。表1为7家实验室用碘量法滴定次氯酸钠溶液有效氯浓度时消耗的硫代硫酸钠标准液体积V1。
表1 Na2S2O3标准液滴定消耗量
参考标准GB 19106—2003《次氯酸钠》中对工业级的次氯酸钠溶液要求（见表2），不难发现GB/T 7069—1997中规定的有效氯浓度140g/L～160g/L，基本可以由表2中的B I型次氯酸钠溶液满足要求［1］。
实际上大部分实验室采购的NaClO溶液为B III型，有效氯远远没有达到标准规定。因此为了满足工作液2 g/L的有效氯浓度，有实验室会将次氯酸钠原液从原来的20mL增加一倍甚至两倍，然后再按照GB/T 7069—1997的方法进行滴定，此方法从理论上讲是可行的，但是一旦出现硫代硫酸钠的滴定值V1低于14.1mL时，则会再次加大次氯酸钠原液的抽取量进行重新滴定，这无疑给测试人员带来了麻烦。因此为了摆脱这些重复滴定的工作，本文从另一个角度出发，直接标定实验室现有NaClO有效氯浓度来重新计算配制工作液［2］。
表2 次氯酸钠溶液质量指标 %
2 标定NaClO有效氯浓度，配制工作液
2.1 有效氯的测定原理
使用碘量法可测定有效氯含量，即次氯酸钠在酸性条件下释放出的有效氯与碘化钾反应生成碘，然后通过硫代硫酸钠滴定析出的碘量而得知［3］。
有效氯并不是指氯的含量，而是指次氯酸钠中跟氧结合在一起的氧化态氯含量（ClO-）。次氯酸钠和氯气的氧化历程分别如下反应：
因此1mol次氯酸钠的氧化能力相当于1mol氯气的氧化能力。
2.2 标定NaClO原液的有效氯浓度
结合上述1.2和2.1的反应历程，实验室现有的NaClO有效氯浓度可以由滴定过程中Na2S2O3标准液的消耗量计算得出，计算公式如下：
式中：m——氯气质量，g；
V1——Na2S2O3消耗量，mL；
C1——NaClO稀液的有效氯浓度，g/L；
C0——NaClO原液的有效氯浓度，g/L。
根据2.1.2中V1为6.3mL，因此由公式（1）、公式（2）、公式（3）计算所得C0为44.73g/L，即为实验室现有NaClO（活性Cl≥5.2%）的有效氯浓度。
2.3 配制2 g/L有效氯浓度的工作液
为了满足标准规定的2 g/L有效氯浓度，根据公式（4）则可推算出取实验室现有NaClO原液体积V0约45mL。
取实验室NaClO瓶装原液约45 mL，加三级水稀释至900mL，用10g/L的Na2CO3（即可配制为1g/100mL Na2CO3溶液100 mL）调节pH至11.0±0.2，再加三级水稀释至1L，此时配制的工作液有效氯浓度为2g/L。
2.4 验证
根据GB/T 7069—1997，当20mL的NaClO原液稀释至1L，取稀液V2=14100/V1时，此时有效氯浓度为2g/L，按照公式（5）则可推算出直接取NaClO原液（稀释至1L）V0约为45mL。与2.3的计算结果一致，验证成功，说明了本文介绍的工作液配制方法是有效可行的。
3 结论与建议
（1）在采用标准GB/T 7069—1997《纺织品 色牢度试验 耐次氯酸盐漂白色牢度》检测纺织品耐氯漂的试验方法中，存在着因实验室采购的次氯酸钠有效氯浓度过低，而无法根据标准的简单配制方法，配制出符合要求的工作液。
（2）建议修订标准GB/T 7069—1997，在工作液的配制操作中应对其制备原理、操作过程等方面详细叙述，并通过不同次氯酸钠溶液的有效氯质量指标来修订配制方法，或者以增加推算公式的形式详细描述操作步骤，以此降低检测机构在实际操作中遇到的问题。
