自动电位滴定法测定碳酸氢钠中氯化物含量

2020-10-12陈巧兰

山东化工 2020年16期

廖佳，刘健，张琼，陈巧兰

(1.拱北海关技术中心，广东珠海 519015；2.珠海立飞技术服务有限公司，广东珠海 519015)

碳酸氢钠，俗称小苏打，是一种广泛应用于化工、食品、医药等行业的化学品，水溶液呈弱碱性，易受热分解[1]。在化工行业中主要用于、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理、纤维、橡胶等工业用途，在食品行业中是一种应用最广泛的疏松剂，用于生产饼干、糕点等产品的生产，在医药行业中用于治疗胃酸过多。氯化物含量是考查碳酸氢钠质量等级重要指标，化工行业中，过高的氯化物含量会导致化工副反应的生成，增加除杂成本。在食品行业，过高氯化物含量则会影响人体健康[2]。因此，GB/T 1606-2008《工业碳酸氢钠》和GB 1886.2-2015《食品添加剂碳酸氢钠》等产品标准中对氯化物含量均有严格的限制[3-4]。碳酸氢钠中氯化物含量常用的测定方法为汞量法[5]和目视比浊法。汞量法虽为标准方法，但该方法在测定过程中需使用硝酸汞作为滴定溶液，由于硝酸汞为含汞有毒试剂，在试验及废液处理方面存在安全风险，不够环保。目视比浊法由于采用人工目光比对，结果则不够精确。电位滴定法是在滴定过程中，通过测量电极电位的突变作为滴定终点来测定目标物含量的方法。其中以银电极作为指示电极，硝酸银标准溶液为滴定液的电位滴定法，可用于卤素离子的测定[6-7]。本方法采用瑞士万通公司的Ag Titrode金属电极作为指示电极，建立碳酸氢钠试剂中氯化物含量的电位滴定测定方法。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

自动电位滴定仪，Metrohm-905，瑞士万通公司；金属电极，Metrohm Ag Titrode，瑞士万通公司；电子天平，BS 210 S，Sartorius公司；超纯水机，Elix Essential 5，Millipore公司。

1.2 试剂

硝酸银标准滴定溶液，c(AgNO3)=0.01mol/L，安谱公司；水中氯标准溶液，500mg/L，GSB 07-1267-2000，环境保护部标准样品研究所；硝酸，优级纯，国药集团化学试剂有限公司；超纯水。

2 试验方法

2.1 硝酸银溶液的标定

移取4.0mL氯标准溶液，用去离子水定容至100mL，用自动电位滴定仪标定硝酸银溶液。

2.2 样品的制备

称取碳酸氢钠样品1.0g～5.0g(精确至0.1mg)，置于100mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀，同时做试剂空白。

2.3 加标回收试验溶液的配制

称取3.0g(精确至0.1mg)碳酸氢钠样品5份于100mL容量瓶中，各加入1.0mL氯标准溶液(含氯离子500μg)，用去离子水溶解并定容，作为加标回收溶液。

2.4 自动电位滴定仪参数

滴定模式 DETU(动态电位滴定)；信号漂移 40mv/min，最大等待时间为5s，加液速率全部为最大值；滴定速率参数最优；电位评估等当点识别标准为10，等当点识别为最大。

2.5 测定步骤

以硝酸银溶液作为标准滴定液，以电极电位突变为滴定终点，用自动电位滴定仪依次滴定样品溶液和加标溶液，若样品溶液中氯化物含量超过滴定范围，可适当增减称样量。

3 结果与分析

3.1 检出限(LOQ)和定量限(LDQ)

配置浓度为3.0mg/L的含氯标准溶液，用自动电位滴定仪重复测定7次，以自由度为(n-1)，置信度水平为99%时的t分布值(单侧)乘以n次测定结果的标准偏差s作为检出限(单位为mg/L)，以4倍检出限作为定量限(单位为mg/L)。经测定，方法检出限为0.8mg/L，定量限为3.2mg/L。见表1。

表1 检出限与定量限

3.2 取样量的选择

取5个不同批次的碳酸氢钠，分别各称取1.0,3.0,5.0g(精确至0.1mg)三个不同重量梯度的样品，用自动电位滴定仪测定其氯化物含量，考察不同取样量对检测结果的影响。取样量较少时，存在溶液中氯含量低于定量限，导致结果无法计算，在测定范围内，不同取样量条件下氯化物含量测定结果无明显差异,见表2。

表2 不同取样量条件下氯化物含量的测定结果

3.3 重复性与精密度

3.3.1 加标回收试验

取5个不同批次的样品，各称取3.0g(精确至0.1mg)，每个样品取两份，一份用作样品中氯化物含量测定，一份用作加标，加标量为500μg氯，用自动电位滴定仪测定样品溶液及加标溶液中氯化物含量。加标回收率在96.8%～105.4%之间，见表3。

表3 加标回收试验结果

3.3.2 精密度试验

取同一批次样品7份，用电位滴定法测定样品中氯化物含量，7次重复测定结果的相对标准偏差为0.024%，方法精密度良好。见表4。

表4 重复性精密度试验结果

3.4 溶液酸碱度对测定结果的影响

取5个不同批次的碳酸氢钠样品，各称取3.0g(精确至0.1mg)，每个样品取两份，一份加2滴溴酚蓝指示液，滴加硝酸溶液(3+2)酸化至恰成黄色(pH值约3.0)。一份不加硝酸溶液(pH值约8.0)，用自动电位滴定仪测定酸化前后样品溶液的氯化物含量。不同酸碱度条件下氯化物的响应效率均在23-24之间，无明显差异，测定结果无明显差异，溶液酸碱度对氯化物含量检测无影响。见表5和图1。

表5 不同酸碱度条件下氯化物含量测定结果

图1 未酸化(左)与酸化后(右)氯化物含量的滴定电位曲线

3.5 自动电位滴定法与汞量法测定结果比对试验

运用本方法和GB/T 3051-2000 《无机化工产品氯化物含量测定的通用方法汞量法》(汞量法)，分别对5批次碳酸氢钠试样中的氯化物含量进行测定,本方法与汞量法测定结果绝对偏差在-0.001%～0.003%之间，相对偏差在0.4%～5.9%之间，相对偏差小于10%，电位滴定法与国标汞量法测定结果无明显差异。见表6。

表6 电位滴定法与汞量法氯化物含量测定结果对比

4 讨论

4.1 电位滴定法的优越性

同GB/T 3051-2000汞量法相比，电位滴定法测定碳酸氢钠中氯化物含量不使用有毒的硝酸汞试剂，降低了汞污染安全风险[8]，前处理过程仅需使用去离子水将样品溶解，操作更为便捷，两种方法测定结果无明显差异。同GB 1886.2-2015中目视比浊法相比，排除人工读数引起的误差，测定结果更为精确。使用电位滴定法测定碳酸氢钠中氯化物含量，具有安全环保、准确、便捷的特点。