工業(yè)用氫氧化鈉中氯酸鈉含量測定方法的探討

潘宇婷，李 霞，李金枝，李金鳳

（中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336）

工業(yè)用氫氧化鈉中氯酸鈉含量測定方法的探討

潘宇婷，李 霞，李金枝，李金鳳

（中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336）

依據(jù)GB/T 11200.1—89和GB/T 11200.1—2006，針對鹽酸用量、加蒸餾水量、反應(yīng)溫度、顯色時間和比色皿選擇等影響因素做了細化測試和摸索，改進測定條件后，標準曲線線性系數(shù)基本都在0.995以上，樣品平行性得到了較大改善，達到了標準允許誤差要求。

氫氧化鈉；氯酸鈉；顯色時間

離子膜法固體氫氧化鈉是中鹽吉蘭泰鹽化公司的主要產(chǎn)品之一。在離子膜法電解生產(chǎn)氫氧化鈉的過程中，不可避免地會發(fā)生副反應(yīng)而生成氯酸鈉。由于氯酸鈉具有氧化性，能對生產(chǎn)裝置產(chǎn)生腐蝕，同時，氯酸鈉含量高低是離子滲透膜質(zhì)量的重要指標。因此，準確測定氯酸鈉含量對氯堿生產(chǎn)具有重要的指導意義。然而，在采用GB/T 11200.1—89測定氫氧化鈉中氯酸鈉含量時，出現(xiàn)了標準曲線線性差，樣品平行測定誤差較大等問題。最新版本的GB/T 11200.1—2006雖然作了大幅度的改動，但是由于反應(yīng)溫度和顯色時間不明確、不具體，分析人員對標準的理解和執(zhí)行有偏差，從而導致標準曲線線性差，線性相關(guān)系數(shù)基本都在0.990以下，樣品平行測定誤差較大，超出標準允許誤差范圍等現(xiàn)象。針對以上問題，結(jié)合GB/T 11200.1—89和GB/T 11200.1—2006，對鹽酸用量、加蒸餾水量、反應(yīng)溫度、顯色時間和比色皿選擇等影響因素做了細化測試和摸索，改進測定條件，標準曲線線性系數(shù)基本都在0.995以上，樣品平行性得到了較大改善，達到了標準允許誤差要求。

1 實驗部分

1.1 測定原理

在強酸介質(zhì)中氯酸鈉分解為氯氣和二氧化氯，在pH值＜1.3條件下，氯氣和二氧化氯與鄰聯(lián)甲苯胺反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，用分光光度計測定吸光度。

1.2 試劑

在分析中僅使用確認為分析純的試劑和去離子水或相當純度的水。本方法用于氯酸鈉分析的容器，應(yīng)避免與橡膠或其他有機物接觸。

（1）鹽酸：優(yōu)級純；

（2）氫氧化鈉溶液：400 g/L；

（3）氯酸鈉標準溶液：1 g/L。稱取1.000 g氯酸鈉，移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度；

（4）氯酸鈉標準溶液：10mg/L。量取以上5.00mL氯酸鈉標準溶液，置于500 mL的容量瓶中，稀釋至刻度。該溶液使用前配制；

（5）酚酞指示劑：10 g/L；

（6）鄰—聯(lián)甲苯胺指示液：1 g/L。

稱取0.5 g鄰—聯(lián)甲苯胺，置于研缽中，加少量的50 mL鹽酸與200 mL水的混合溶液進行研磨，連同剩余的混合溶液一起移入500 mL燒杯中，加150 mL水，一邊攪拌一邊加熱。溶解后，將溶液全部移入500 mL棕色容量瓶中，用水稀釋至刻度。此溶液保存在棕色瓶中置于暗處，有效期為3個月。

1.3 儀器

（1）一般的實驗室儀器；（2）722分光光度計。

1.4 分析步驟

1.4.1 標準曲線繪制

取7只100 mL容量瓶，依次加入0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL氯酸鈉標準溶液（10 mg/L），然后依次加入10.0、9.0、8.0、7.0、6.0、5.0、4.0 mL蒸餾水，再加入3.0 mL氫氧化鈉溶液（400 g/L），浸入約50℃的水浴中約0.5 min，取出，置于自來水中快速冷卻。然后迅速加入8.0 mL鹽酸，混勻，再加入2.0 mL鄰—聯(lián)甲苯胺顯色液（1 g/L），搖動1 min，用水稀釋至刻度，搖勻。

以水為參比，選用適宜的比色皿，在波長442 nm處，測定吸光度。

1.4.2 試樣溶液

稱取36 g試驗樣品（精確到0.000 1 g），移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度。

2 存在問題

以100 mL標準比色溶液所含的氯酸鈉質(zhì)量（μg）為橫坐標，扣除試劑空白后的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，并得出線性相關(guān)系數(shù)見表1。

表1 標準曲線線性相關(guān)系數(shù)

量取3.0mL試料置于雙口燒瓶中，再加入3.0mL水，以上述方法測定吸光度A，同時進行空白試驗。5批樣品進行平行測定，選取表1中線性相關(guān)系數(shù)最好的標準曲線，氯酸鈉含量測定數(shù)據(jù)見表2。

表2 樣品氯酸鈉含量測定結(jié)果

從表1、表2測定數(shù)據(jù)可以看出，標準曲線線性相關(guān)系數(shù)基本都在0.995以下，線性較差，并且標準規(guī)定測定允許差為0.000 5%，而樣品平行測定之差的絕對值為0.000 9%～0.001 3%，測定平行性較差。

3 影響因素

在顯色反應(yīng)中，溫度和顯色時間是影響吸光度的主要因素，但標準中對反應(yīng)溫度和顯色時間等明確不具體，在測定過程中對反應(yīng)溫度和顯色時間控制較難一致，導致分析結(jié)果產(chǎn)生偏差。因此，對鹽酸用量、加蒸餾水量、反應(yīng)溫度、顯色時間和比色皿選擇進行了測試。

3.1 鹽酸用量

吸取6.0 mL氯酸鈉標準溶液（10 mg/L），加入3.0 mL氫氧化鈉溶液（400 g/L），滴加兩三滴酚酞指示劑，用鹽酸（優(yōu)級純）中和，記錄滴定消耗體積，反復(fù)滴定，確定中和反應(yīng)消耗鹽酸的量為3.00 mL。

取7支100 mL容量瓶，分別加入6.0 mL氯酸鈉標準溶液（10 mg/L），3.0mL氫氧化鈉溶液（400g/L），10.0 mL蒸餾水，再加入2.0 mL鄰—聯(lián)甲苯胺顯色液（1 g/L）；在0～10℃水浴中用吸量管加鹽酸（優(yōu)級純）3.0 mL，邊加邊振蕩，統(tǒng)一中和完畢后，再依次快速加入0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0 mL鹽酸（優(yōu)級純），同時保持快速振蕩（溫度不要超過20℃），將容量瓶自水浴中移出后快速搖勻，靜置5 min顯色，然后用水稀釋至刻度，搖勻，再靜置，10 min內(nèi)完成吸光度的測定。

用空白調(diào)節(jié)分光光度計零點，選用1 cm的比色皿，在波長 442 nm處，測定吸光度，測定結(jié)果見圖1。

圖1 不同量的鹽酸測定的吸光度值

由圖1可以看出，過量鹽酸為10.0 mL時，吸光度值最大，大于10.0 mL后吸光度呈下降趨勢。所以確定最佳過量鹽酸的量為10.0 mL。

3.2 確定蒸餾水用量

取7支100 mL容量瓶，分別加入6.0 mL氯酸鈉標準溶液（10mg/L），3.0mL氫氧化鈉溶液（400g/L），再依次加入0、8.0、10.0、12.0、15.0 mL蒸餾水，再加入2.0 mL鄰—聯(lián)甲苯胺顯色液（1 g/L）；在0～10℃水浴中用吸量管加鹽酸（優(yōu)級純）3.0 mL，邊加邊振蕩，統(tǒng)一中和完畢后，再快速加入10.0 mL鹽酸 （優(yōu)級純），同時保持快速振蕩（溫度不要超過20℃），將容量瓶自水浴中移出后快速搖勻，靜置5 min顯色，然后用水稀釋至刻度，搖勻，再靜置，10 min內(nèi)完成吸光度的測定。

用空白調(diào)節(jié)分光光度計零點，選用1 cm的比色皿，在波長442 nm處，測定吸光度，測定結(jié)果見圖2。

由圖2可以看出，加入蒸餾水為10.0 mL時，吸光度值最大，大于10.0 mL后吸光度呈下降趨勢。所以確定加入最佳蒸餾水的量為10.0 mL。

3.3 反應(yīng)溫度

圖2 不同量的蒸餾水測定的吸光度值

一般情況下，顯色反應(yīng)大多在室溫下進行。強酸強堿中和反應(yīng)放出大量的反應(yīng)熱，使整個溶液溫度升高，影響較大。

取6支100 mL容量瓶，分別加入6.0 mL氯酸鈉標準溶液（10 mg/L），3.0mL氫氧化鈉溶液（400 g/L），10.0 mL蒸餾水，再加入2.0 mL鄰—聯(lián)甲苯胺顯色液（1 g/L）；用吸量管加鹽酸（優(yōu)級純）3.0 mL，邊加邊振蕩，統(tǒng)一中和完畢后，再快速加入10.0 mL鹽酸（優(yōu)級純），保持快速振蕩搖勻，測定溫度，溫度分別為45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃時，用水稀釋至刻度搖勻，10 min內(nèi)完成吸光度的測定，測定結(jié)果見表3。

表3 溶液溫度不同測定的吸光度值

由表3看出，顯色反應(yīng)受溶液溫度影響較大，當室溫、水溫等不確定因素影響時，吸光度值波動較大，所以應(yīng)控制環(huán)境和反應(yīng)溫度。

考慮到在實際操作中，較高和較低的溫度都比較難控制，故選擇在25℃常溫環(huán)境中，按照方法在0～10℃水浴中加入鹽酸冷卻，控制溶液溫度至常溫（25℃），測定吸光度見表4。

表4 控制反應(yīng)溫度測定的吸光度值

由表4可以看出，在控制溶液溫度的情況下，吸光度值相對穩(wěn)定。因此，選擇反應(yīng)在0～10℃水浴中進行。

3.4 顯色時間

取7支100 mL容量瓶，分別加入6.0 mL氯酸鈉標準溶液（10 mg/L），3.0mL氫氧化鈉溶液（400 g/L），10.0 mL蒸餾水，再加入2.0 mL鄰—聯(lián)甲苯胺顯色液（1 g/L）；在0～10℃水浴中用吸量管加鹽酸（優(yōu)級純）3.0 mL，邊加邊振蕩，統(tǒng)一中和完畢后，再快速加入10.0 mL鹽酸（優(yōu)級純），同時，保持快速振蕩（溫度不要超過20℃），將容量瓶自水浴中移出后快速搖勻，分別靜置0 min、5 min、10 min、15 min、20 min顯色，然后用水稀釋至刻度，搖勻，再靜置，10 min內(nèi)完成吸光度的測定。

用空白調(diào)節(jié)分光光度計零點，選用1 cm的比色皿，在波長442 nm處，測定吸光度，測定結(jié)果見表5。

表5 不同顯色時間測定的吸光度值

由表5可看出，顯色時間為5 min，此時吸光度的值最大，顯色效果最好。在5 min之后，吸光度值呈下降趨勢。

3.5 確定比色皿

取7支100 mL容量瓶，分別加入3.0 mL氫氧化鈉溶液 （400 g/L），再依次加入氯酸鈉標準溶液（10 mg/L）0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 mL，然后依次加入10.0、9.0、8.0、7.0、6.0、5.0、4.0 mL蒸餾水，再各加入2.0 mL鄰—聯(lián)甲苯胺顯色液（1 g/L）；在0～10℃水浴中用吸量管加鹽酸（優(yōu)級純）3.0 mL，邊加邊振蕩，中和完畢后，再快速加入10.0 mL鹽酸（優(yōu)級純），同時，保持快速振蕩（溫度不要超過20℃），將容量瓶自水浴中移出后快速搖勻，靜置5 min顯色，然后用水稀釋至刻度，搖勻，再靜置，10 min內(nèi)完成吸光度的測定。

用空白調(diào)節(jié)分光光度計零點，分別選用1 cm、3 cm、5 cm的比色皿，在波長442 nm處測定吸光度，并以100 mL比色溶液所含的氯酸鈉質(zhì)量（μg）為橫坐標，與其對應(yīng)的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，結(jié)果見表6。

表6 不同比色皿測定的吸光度值

由表6可看出，選用5 cm的比色皿測定吸光度時，線性相關(guān)系數(shù)最佳，故選用5 cm比色皿測定吸光度。

4 結(jié)果與討論

4.1 線性相關(guān)系數(shù)

根據(jù)實驗確定的條件，進行標準曲線繪制得出線性相關(guān)系數(shù)，見表7。

表7 標準曲線線性相關(guān)系數(shù)

取5批樣品，根據(jù)實驗確定的條件，每批樣品測定5次，測定數(shù)據(jù)見表8。

表8 樣品氯酸鈉含量測定結(jié)果

4.2 回收率試驗

以樣品5為底液，加入3.0 mL氯酸鈉標準溶液（10 mg/L）進行回收率試驗，測定結(jié)果見表9。

表9 樣品5回收率試樣結(jié)果

由表7、表8、表9可以看出，在鹽酸用量、加蒸餾水量、反應(yīng)溫度、顯色時間和比色皿確定的條件下，標準曲線線性系數(shù)全部都在0.995以上，樣品測定都在標準允許誤差范圍內(nèi)，標準曲線線性和樣品測定平行性得到明顯改善，回收率為98.675%～99.33%，符合測定要求。

5 結(jié)論

工業(yè)用氫氧化鈉中氯酸鈉的測定，受鹽酸用量、加蒸餾水量、反應(yīng)溫度、顯色時間和比色皿選擇等因素影響，在確定上述影響因素的前提下測定氯酸鈉含量，其標準曲線的線性相關(guān)系數(shù)和樣品測定的平行性均得到了明顯改善。

Study on the method for the determination of sodium chlorate industrial sodium hydroxide

PAN Yu-ting，LI Xia，LI Jin-zhi，LI Jin-feng

（China National Salt Industry Corporation Jilantai Salt Chemical Group Co.,Ltd.,Alxa 750336，China）

According to GB/T 11200.1-89 and GB/T 11200.1-2006，in view of the dosage of hydrochloric acid，distilled water，reaction temperature，color rendering time and color dish selection factors has made the detailed test and fumble，improved determination conditions，basic is above 0.995 linear coefficient of standard curve，parallelism and sample be improved，to meet the standard permissible error requirements.

sodium hydroxide；sodium chlorate；chromogenic time

TQ075+.3

B

1009－1785(2017)03-0030-04

2016－05－06