镀锌线除油槽中氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠的测定

王小琴，郭崇武

（1.中航力源液压股份有限公司，贵州 贵阳 550018；2.广州超邦化工有限公司，广东 广州 510460）

传统的除油溶液中一般含有氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠。过去采用联测法测定这3种成分的含量[1]：以酚酞作为指示剂，用盐酸标准溶液滴定氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠的总量；再以甲基橙作为指示剂，用盐酸标准溶液滴定碳酸钠和磷酸三钠的总量；煮沸去除二氧化碳后，以酚酞作为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定磷酸三钠；最后用差减法分别计算出碳酸钠和氢氧化钠的含量。镀锌挂具上的镀锌层在除油槽中会被腐蚀，使除油槽积累锌离子，影响氢氧化钠和磷酸三钠的测定，甚至能使磷酸三钠的测定结果高出一倍。有文献制定了测定除油溶液中磷酸三钠的磷钼蓝分光光度法[2]，较好地排除了锌离子对测定的干扰。目前许多电镀车间只配备了滴定法分析仪器，用滴定法测定槽液成分存在较大的误差，对除油槽的监控产生误导。为此，重新制定了测定镀锌线除油槽中各成分的滴定分析方法。

1 氢氧化钠的测定

1.1 原理

用氯化钡掩蔽碳酸钠和磷酸三钠，用草酸钾掩蔽锌离子[3]，以酚酞作为指示剂，用盐酸标准溶液滴定氢氧化钠。在除油溶液中，锌离子生成偏锌酸钠，草酸钾与其反应生成草酸合锌配离子，反应如下：

上述反应中生成的氢氧根来自于除油槽中的氢氧化钠。

1.2 试剂

(1) 氯化钡溶液：质量分数为10%的氯化钡水溶液。

(2) 草酸钾溶液：50 g/L的草酸钾水溶液。

(3) 酚酞指示剂：将1 g酚酞溶解于80 mL乙醇中，以水稀释至100 mL。

(4) 盐酸标准溶液：0.1 mol/L HCl水溶液。

1.3 测定

吸取除油溶液1 mL于300 mL锥形瓶中，用60 mL水稀释后加氯化钡溶液10 mL、草酸钾溶液10 mL、酚酞指示剂3 ~ 5滴，用盐酸标准溶液滴定至试液由红色变成无色为终点。

1.4 计算

式中40为氢氧化钠的摩尔质量(单位：g/mol)，c为盐酸标准溶液的浓度(单位：mol/L)，V为滴定时消耗盐酸标准溶液的体积(单位：mL)，V0为吸取除油溶液的体积(单位：mL)。

2 磷酸三钠的测定

2.1 原理

在镀锌线除油溶液中取样，用盐酸滴定至甲基橙指示剂由黄色变为红色，发生化学反应如下：

以草酸钾掩蔽锌离子，用氢氧化钠标准溶液滴定至酚酞指示剂变成红色，反应如下：

2.2 试剂

(1) 甲基橙指示剂：将0.1 g甲基橙溶解于100 mL热水中。

(2) 1 + 1盐酸：浓盐酸与水的体积比为1∶1。

(3) 氢氧化钠标准溶液：0.1 mol/L NaOH水溶液。

2.3 测定

吸取除油溶液5 mL于300 mL锥形瓶中，加80 mL水稀释后加酚酞指示剂2滴，用滴管滴加1 + 1盐酸至酚酞指示剂从红色变成无色，随后加甲基橙指示剂2 ~ 3滴，用盐酸标准溶液滴定至试液由黄色变成红色为终点。将试液加热至沸腾1 ~ 2 min以除去二氧化碳，冷却后加草酸钾溶液10 mL，再加酚酞指示剂2 ~ 3滴，用氢氧化钠标准溶液滴定至试液变成红色为终点。

2.4 计算

式中380.1为十二水合磷酸三钠的摩尔质量(单位：g/mol)，c为氢氧化钠标准溶液的浓度(单位：mol/L)，V为滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积(单位：mL)，V0为吸取除油溶液的体积(单位：mL)。

3 碳酸钠的测定

3.1 原理

用草酸钾掩蔽锌离子，以酚酞作为指示剂，用盐酸标准溶液滴定氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠的总量，然后用差减法计算碳酸钠的含量。

3.2 测定

吸取除油溶液1 mL于300 mL锥形瓶中，加60 mL水稀释后加草酸钾溶液10 mL、酚酞指示剂3 ~5滴，用盐酸标准溶液滴定至试液由红色变成无色为终点。

3.3 计算

式中106为碳酸钠的摩尔质量(单位：g/mol)，c为盐酸标准溶液的浓度(单位：mol/L)，V为滴定时消耗盐酸标准溶液的体积(单位：mL)，V0为吸取除油溶液的体积(单位：mL), 2.56是碳酸钠与氢氧化钠的摩尔质量之比，0.278 9是碳酸钠与十二水合磷酸三钠的摩尔质量之比。

4 讨论

4.1 锌离子的掩蔽

如果不掩蔽锌离子，用氢氧化钠滴定磷酸二氢钠至酚酞指示剂变为红色时，发生以下反应：

从上述反应可知，滴定至终点时磷酸二氢根转化成磷酸氢根，式(3)便是以此为基础推导出来的。然而，当试液中含有锌离子时，磷酸二氢根转化成磷酸根，1个磷酸二氢根要消耗2个氢氧根，导致磷酸三钠的测定结果严重偏高。因此，在滴定中必须掩蔽锌离子。

用草酸钾掩蔽锌离子，测试其掩蔽效果。配制2 g/L的七水合硫酸锌溶液，从中吸取2 mL于300 mL锥形瓶中，依次加入草酸钾溶液10 mL、酚酞指示剂3滴后，向试液中滴加1滴(约0.04 mL)氢氧化钠标准滴定溶液，结果试液变为红色，表明用草酸钾能够完全掩蔽锌离子。

4.2 测定磷酸三钠时pH的调节

测定磷酸三钠时吸取试样量较多，需用滴管滴加1 + 1盐酸至酚酞指示剂变色。然后以甲基橙作为指示剂，用盐酸标准溶液滴定至红色为终点，试液中的磷酸氢二钠生成磷酸二氢钠。

4.3 精密度和回收率

配制含有80.00 g/L氢氧化钠、60.00 g/L碳酸钠和40.00 g/L十二水合磷酸三钠的除油溶液，加入七水合硫酸锌5 g/L，按本法平行测定6次，结果列于表1。

表1 用本法测定除油溶液的结果Table 1 Determination result of degreasing solution by the developed method

5 结论

用草酸钾掩蔽锌离子，用酸碱滴定法测定除油溶液中的氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠，能够完全消除锌离子对测定的干扰，精密度和准确度较高，满足监控镀锌生产线除油槽中3种主要成分含量的要求。