盐酸总酸度测定时铁离子掩蔽剂的选择

2022-11-21赵小龙吉晓超

精细石油化工 2022年6期

赵小龙，吉晓超，杨燕

(新疆中泰新鑫化工科技股份有限公司，新疆乌鲁木齐 831500)

盐酸在生产合成、精制、提纯过程中，对管道、储罐具有一定的腐蚀性，盐酸浓度和其腐蚀速率成正比[1]，故在生产过程中盐酸里会存在一定量的铁。盐酸中铁的量过多会造成盐酸发黄、浊度偏高。陈志斌等并对盐酸色度产生关键性影响[2]。新疆中泰新鑫化工科技股份有限公司的盐酸为二氯苯生产过程中氯化反应产生的氯化氢气体经洗涤、降膜吸收、盐酸精制后得到的副产物，在总酸度测定HG/T 3783时发现，部分发黄试样滴定终点颜色不为蓝色，滴定终点判断不明显，造成盐酸主要指标总酸度结果分析误差较大，对盐酸产品质量造成影响。

为确定铁的质量分数对总酸度的影响关系和盐酸总酸度测定时三乙醇胺、酒石酸钾钠、柠檬酸钠3种掩蔽剂是否适用，考虑到NH4SCN和NaF属于危险化学品，笔者在文献[3-5]的基础上分别测定了不同浓度的盐酸铁标准溶液的总酸度，同时采用三乙醇胺、柠檬酸钠、酒石酸钾钠掩蔽铁离子分别进行了实验，建立了盐酸总酸度测定的新方法。

1 实验

1.1 试剂和材料

高纯铁丝，质量分数≥99.99%，天津市迈斯科化工有限公司；三乙醇胺、柠檬酸钠、酒石酸钾钠、盐酸(铁的质量分数≤0.000 05%)，分析纯，天津大茂化学试剂有限公司。

1.2 试剂溶液配制

盐酸铁标准溶液(铁质量分数0.015 0%，总酸度37.17%)。准确称取0.015 0 g高纯铁，加入100 g盐酸中溶解，混匀。

三乙醇胺溶液。准确量取50 mL三乙醇胺、100 mL水，混匀。

柠檬酸钠溶液(10%)。准确称取10.00 g柠檬酸钠溶于90 g水中，混匀。

酒石酸钾钠溶液(500 g/L)。称取50.0 g酒石酸钾钠溶于100 mL水中，加热煮沸以驱除氨，充分冷却后稀释至100 mL。

1.3 实验方法

1)按GB 320方法测定盐酸总酸度，确定铁的质量分数对酸度测定终点颜色的影响。

2)测定5 mL三乙醇胺消耗盐酸相当于氢氧化钠的量。

三乙醇胺消耗盐酸相当于氢氧化钠的量=盐酸消耗氢氧化钠的量-加有5 mL三乙醇胺盐酸溶液消耗氢氧化钠的量

3)分别在盐酸中加入5 mL三乙醇胺、酒石酸钾钠、柠檬酸钠作为掩蔽剂，测定总酸度观察滴定终点颜色变化情况。

4)分别以溴甲酚绿、甲基红为指示剂，三乙醇胺为掩蔽剂，测定总酸度观察终点颜色变化。

5)以三乙醇胺掩蔽铁离子，甲基红为指示剂，对已知浓度的盐酸铁标准溶液进行准确度实验。计算公式为：

式中：w为盐酸的质量分数；V1为加入掩蔽剂测定总酸度时消耗氢氧化钠标液的体积，mL；V2为滴定三乙醇胺消耗盐酸相当氢氧化钠的量，mL；c为氢氧化钠标液的浓度，mol/L；M为盐酸的摩尔质量，35.45 g/mol；m为盐酸的质量，g。

2 结果与讨论

2.1 铁的质量分数对盐酸总酸度滴定终点颜色的影响

向试剂盐酸中加入定量的高纯铁丝，配制成不同浓度的盐酸铁标准溶液，分别以溴甲酚绿为指示剂，用氢氧化钠标准溶液测定盐酸总酸度，判断滴定终点颜色情况。具体配制方法及滴定终点情况见表1。

由表1可知，当盐酸中铁的质量分数在0.015%及以上时，总酸度滴定终点为蓝绿色，终点推迟，变色不灵敏，对盐酸中总酸度测定产生干扰。

表1 盐酸中铁标准溶液配制方法及总酸度滴定情况

2.2 三乙醇胺空白实验及3种掩蔽剂对铁离子的掩蔽效果

三乙醇胺和Fe3+反应形成稳定的络合物，三乙醇胺本身呈碱性，在酸性条件下能更好地与金属离子螯合，故使用三乙醇胺掩蔽盐酸中铁离子具有可行性，但在实验分析中，应做三乙醇胺试剂空白实验(表2)或三乙醇胺对盐酸浓度影响的实验。3种掩蔽剂掩蔽Fe3+效果实验见表3，其中盐酸铁标液w(Fe)=0.015%,w(HCl)=37.17%。

由表2可知，5 mL三乙醇胺消耗盐酸相当氢氧化钠的量为10.08 mL，实验方差≤0.01，分析数据稳定。

表2 三乙醇胺消耗盐酸相当氢氧化钠的量

由表3可知，采用三乙醇胺可有效掩蔽铁离子，但滴定终点略有推迟，终点颜色变化不明显，当标准滴定溶液过量时，终点颜色才显现为蓝色；而酒石酸钾钠和柠檬酸钠用于掩蔽盐酸中铁离子时，终点不为蓝色，继续滴加标准溶液至过量时，以酒石酸钾钠为掩蔽剂的试样终点仍为蓝绿色；柠檬酸钠作为掩蔽剂的试样终点颜色由灰绿色变为蓝绿色，最终反色变为灰绿色，且产生Fe(OH)3胶状物，故酒石酸钾钠和柠檬酸钠不能对盐酸中铁离子有效掩蔽。