提高石膏中氯离子含量测定效率的探讨

2022-10-17李超

纯碱工业 2022年5期

李超

(唐山三友化工股份公司纯碱分公司，河北唐山 063305)

石膏中氯离子含量影响石膏的脱水性能、强度、耐水性能以及粘结性能等，氯含量高还对墙体具有腐蚀性，会导致石膏在建筑制品、模型制作、医用、纸张填料等行业发展受阻，从而造成石膏市场价值大大降低，增加石膏的堆放量，造成环境的二次污染，所以石膏中氯离子含量是很重要的一个指标。硝酸银滴定法因仪器试剂简单，因此是常用测定方法，但该方法耗时较长。本文围绕硝酸银滴定法的操作条件进行优化，以便更好提高工作效率，有效指导生产，提高石膏产品质量。

1 硝酸银滴定法原理

在中性或弱碱性溶液中，以铬酸钾为指示剂，用硝酸银标准溶液直接滴定。因氯化银的溶解度较铬酸银的溶解度小，据溶度积原理，氯化银先沉淀，直至溶液中的氯离子全部变为氯化银沉淀后，微过量的硝酸银与铬酸钾反应生成砖红色的铬酸银沉淀指示终点的到达。

Cl-+ Ag+=AgCl↓(白色)

CrO42-+ 2Ag+=Ag2CrO4↓(砖红色)

2 仪器与试剂

2.1 仪器

电磁搅拌器、十万分之一电子天平、500 mL烧杯、250 mL锥形瓶、量筒、漏斗、漏斗架、转子、快速滤纸、50 mL移液管、棕色酸式滴定管、洗瓶、真空泵、承接瓶、布氏漏斗。

2.2 试剂

硝酸银标准溶液(0.05000 mol/L)、铬酸钾指示剂(50 g/L)、酚酞指示剂、硝酸1+1、氢氧化钠(100 g/L)。

3 样品检测

3.1 硝酸银滴定法操作过程

称取石膏样品10.00 g，精确至0.01 g，置于500 mL的烧杯中，加入200 mL无二氧化碳的蒸馏水并加入一粒转子，放在磁力搅拌器上，搅拌30 min后，静置沉降5 min，用干燥的快速滤纸过滤，滤液收集于干燥的玻璃容器中。

从上述滤液中取50.00 mL滤液，放入250 mL锥形瓶中，加入一滴酚酞指示剂溶液，用氢氧化钠调节至溶液呈红色，然后用硝酸调节至红色刚好褪去，加入10滴铬酸钾指示剂，用硝酸银标准溶液滴定至砖红色。用同一石膏样品按上述操作步骤重复分析六次，数据见表1。

3.2 存在问题

在上述操作中，由于样品搅拌时间较长，造成分析数据滞后，不能有效指导生产；另外，由于对实验条件未进行明确，搅拌效率的差别易造成分析数据产生偏差。

4 改进过程

4.1 不同转速对样品结果的影响

调整搅拌器转速，在基础转速的1.25倍、1.5倍、1.75倍的转速下分别完成分析，具体操作过程同第3.1节。同一实验条件下，平行测定两次，分析结果见表2。

表2 不同搅拌速度下石膏氯离子含量结果

通过表2可以看出转速在基础转速时样品结果偏低，在1.25倍及以上转速下的样品结果一致，并趋于稳定。所以以基础转速的1.25倍进行以下实验。

4.2 搅拌时间的长短

在转速为1.25倍，搅拌时间为20 min、15 min、10 min条件下分别完成下列操作，具体操作过程同第3.1节，同一实验条件下，平行测定两次，分析结果见表3。

通过表3中的结果对比发现：在基础转速的1.25倍条件下，搅拌15～30 min的样品状态稳定，结果精密度、准确度较好。而在相同转速条件下搅拌10 min中的实验结果表明，搅拌后的样品状态不稳定，精密度、准确度存在一定偏差。所以搅拌时间可以缩短为15 min。

表3 在1.25倍的转速不同搅拌时间下石膏氯离子含量结果

4.3 改变过滤方式

称取样品20.00 g，放入500 mL烧杯中，加入400 mL无二氧化碳的蒸馏水并加入一粒转子，放在磁力搅拌器上，以基础转速1.25倍搅拌15 min，静置沉降5 min，取50.00 mL滤液共四份，分别用真空泵抽滤、滤纸过滤，后续操作过程同第3.1节，分析结果见表4。

表4 不同抽滤方式下结果比对

通过表4数据对比，发现用真空泵抽滤平均用时为3′06″，用滤纸过滤的方式消耗的平均时间为12′37″。真空泵抽滤的方式大大缩短了分析用时，提高了分析效率。

5 加标回收

5.1 样品定值

分别称取低氯石膏和高氯石膏样品各1份，每份样品10.00 g，精确至0.01 g，置于500 mL的干燥锥形瓶中，加入200 mL无二氧化碳的蒸馏水并加入一粒转子，放在磁力搅拌器上，以基础转速1.25倍搅拌15 min后，静置沉降5 min，用真空泵抽滤，滤液收集于干燥的玻璃容器中。后续操作过程同第3.1节，分析结果见表5。