淺談次氯酸鹽漂白液有效氯含量測(cè)定方法的改進(jìn)

黃清資

（集美輕工業(yè)學(xué)校 福建 廈門 361022）

次氯酸鹽漂白液有效氯含量測(cè)定是我校造紙專業(yè)學(xué)生《制漿造紙分析與檢驗(yàn)》課程以及化學(xué)分析專業(yè)學(xué)生《工業(yè)分析》課程必做的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)也是制漿造紙廠漂白車間用于指導(dǎo)生產(chǎn)和控制產(chǎn)品質(zhì)量必須進(jìn)行定量測(cè)定的關(guān)鍵項(xiàng)目。 歷經(jīng)多年的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)踐，結(jié)合紙廠的具體測(cè)定經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，次氯酸鹽漂白液有效氯含量測(cè)定方法有可改進(jìn)的地方，即用硫酸（H2SO4）替代乙酸（CH3COOH）（俗稱醋酸）作為這個(gè)測(cè)定的酸度調(diào)節(jié)劑而且不會(huì)影響測(cè)定結(jié)果（準(zhǔn)確度和精確度）。

我們知道，次氯酸鹽漂白液一般指次氯酸鈣和次氯酸鈉，而應(yīng)用最廣的是次氯酸鈣。 次氯酸鹽漂白液的有效成分是有效氯，它是指次氯酸鹽中跟氧結(jié)合在一起的氧化態(tài)氯（OCl-）。 從定量方面來(lái)說(shuō)，有效氯含量原本是指含氯化合物中氧化態(tài)氯的百分含量，但由于氯的氧化態(tài)不止一種， 必須規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)才能相互比較實(shí)際效能，這個(gè)量化標(biāo)準(zhǔn)就是化合價(jià)為0 的純凈氯，即純凈氯的有效氯為100%。在實(shí)際操作中，是根據(jù)各種漂白劑使碘化物游離出碘的程度來(lái)求出其有效氯的理論值。 例如，1molCl2能釋放（置換）出1molI2，即：Cl2+2KI=I2+2KCl。 由此可見，1molCl2相當(dāng)于1molI2，Cl2的有效氯理論值就為100%。 而在生產(chǎn)上也是以Cl2的有效氯作為100%來(lái)計(jì)算的。

有效氯含量的測(cè)定原理，是漂白液在酸性介質(zhì)中釋放出的有效氯與碘化鉀（KI）作用而析出碘（I2），然后再用硫代硫酸鈉（Na2S2O3）標(biāo)準(zhǔn)液滴定析出的I2，即可求得有效氯含量。 這就是典型的間接碘量測(cè)定法。 其反應(yīng)歷程如下：

2OCl-+2H+→Cl2↑+H2O

Cl2+2I-→2Cl-+I2

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

從上述反應(yīng)式中可明確知道，這個(gè)測(cè)定必須在酸性介質(zhì)中才能進(jìn)行。 現(xiàn)行的測(cè)定方法是選用CH3COOH（簡(jiǎn)寫為HAc）作為這個(gè)測(cè)定的酸度調(diào)節(jié)劑，具體如下：

1. 所用試劑

（1）10% KI 溶液

（2）0.1molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液

（3）20%HAc 溶液

哮喘是由多種細(xì)胞包括嗜酸性粒細(xì)胞，肥大細(xì)胞，T淋巴細(xì)胞，中性粒細(xì)胞，平滑肌細(xì)胞，氣道上皮細(xì)胞等及細(xì)胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病。哮喘具有明顯的異質(zhì)性及復(fù)雜的病理生理表現(xiàn)[2]。重癥哮喘表現(xiàn)為控制水平欠佳，是哮喘患者致死致殘的主要原因，吸煙不僅是哮喘的觸發(fā)因素，也是導(dǎo)致重癥哮喘的重要原因，吸煙使哮喘難以控制，并改變炎癥進(jìn)程[3]。吸煙患者氣道炎癥以中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主，而非吸煙哮喘患者起到炎癥以嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主，有研究推測(cè)吸煙可能引發(fā)了一種獨(dú)特的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)型哮喘[4]。

（4）0.5%新配制淀粉溶液指示劑

2. 儀器

（1）5ml 移液管

（2）250ml 錐形瓶

（3）10ml、100ml 量筒

（4）裝有蒸餾水的洗瓶

3. 測(cè)定步驟

用移液管準(zhǔn)確吸取5ml 漂白液放入250ml 錐形瓶中 （可先放入10ml 水），加水稀釋至約50ml，加入10ml 10%KI 溶液后再加入20ml 20%HAc 溶液， 用表面皿蓋住錐形瓶口靜置3～5 分鐘， 用0.1mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，加入5ml 0.5%新配制淀粉溶液指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn)，讀取讀數(shù)并記錄。 平行測(cè)定2～3 次。

有效氯含量（用g/L 表示，以Cl 計(jì)）按下列公式計(jì)算：C×V×0.03546

式中：V——滴定時(shí)所耗用的0.1molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液，ml

C——Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際濃度，molL-1

0.03546—與1 ml 1molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)穆鹊馁|(zhì)量，g

從上述的反應(yīng)歷程和測(cè)定方法可以明確， HAc 不但作為反應(yīng)的酸度調(diào)節(jié)劑， 防止析出的I2在堿性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)或與Na2S2O3發(fā)生副反應(yīng)影響測(cè)定結(jié)果； 而且主要是參與OCl-的氧化還原反應(yīng)，生成Cl2并置換出I2來(lái)：

2OCl-+2H+→Cl2↑+H2O

Cl2+2I-→2Cl-+I2

不難看出HAc 中起有效作用的是H+， 那么用H2SO4替代HAc 作為酸度調(diào)節(jié)劑是否可行呢？從OCl-與H+、 I-及I2與Na2S2O3的反應(yīng)歷程來(lái)分析是完全可行的。 理論上大部分的酸都能作為酸度調(diào)節(jié)劑，為什么只選用用H2SO4來(lái)替代HAc 呢？這是因?yàn)榕涑梢欢舛龋ㄈ?molL-1）的H2SO4性質(zhì)穩(wěn)定，不揮發(fā)，反應(yīng)中不會(huì)生成氣體或沉淀物影響測(cè)定結(jié)果；而且H2SO4易得價(jià)格比HAc 便宜，用量也比HAc 少得多，因此實(shí)驗(yàn)費(fèi)用（生產(chǎn)成本）就能大大降低，經(jīng)濟(jì)效益就能明顯提高。 那么怎樣來(lái)確定的H2SO4濃度和用量呢？ 我們知道，現(xiàn)行測(cè)定方法中的HAc 濃度是20%，用量是20ml。在這反應(yīng)液（體積約為80ml）中HAc 的摩爾濃度約等于0.83molL-1。 從2OCl-+2H+→Cl2↑+H2O 反應(yīng)式中知道，〔H+〕的濃度2/VmolL-1，這時(shí)測(cè)定反應(yīng)的體積大約是80ml(我們就以100ml 計(jì))，此時(shí)〔H+〕的理論濃度為0.16～0.2molL-1。 由于HAc 的電離度小，反應(yīng)初始時(shí)〔H+〕的濃度偏小，反應(yīng)速度相對(duì)較慢，而且需要足夠量的〔H+〕來(lái)保證反應(yīng)的進(jìn)行及反應(yīng)所需的酸性環(huán)境，因此HAc 的加入量就會(huì)多于理論量。 按計(jì)算HAc（20%）的理論加入量是10ml，而現(xiàn)行的測(cè)定方法HAc 的加入量是20ml，顯然偏多了。 而采用H2SO4呢，反應(yīng)初始時(shí)〔H+〕的理論濃度為0.2molL-1，這樣就可以把H2SO4配制成濃度為2molL-1的溶液,理論加入量為8ml，須過(guò)量一點(diǎn)則實(shí)際加入量就為10ml。 這是筆者經(jīng)過(guò)多次以及指導(dǎo)部分學(xué)生進(jìn)行比照實(shí)驗(yàn)而得出的結(jié)論。 實(shí)踐證明，用H2SO4替代HAc 作為這個(gè)測(cè)定的酸度調(diào)節(jié)劑是可行的，對(duì)測(cè)定結(jié)果并無(wú)影響，完全符合要求。 技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上成本上那就更合算了。同樣是分析純500ml 瓶裝試劑，H2SO4市價(jià)是6～8 元/瓶，冰HAc 市價(jià)是8～10 元/瓶；一瓶濃H2SO4可配制成濃度為2molL-1的H2SO4溶液4500ml，若每次測(cè)定加入10ml 2molL-1H2SO4則可做450 次測(cè)定。 一瓶H2SO4可抵3.6 瓶HAc， 也就是說(shuō)用去一瓶H2SO4若換成HAc 就得用去3.6 瓶。 這樣每用一瓶H2SO4就比乙酸節(jié)約大致28 元（人民幣）。 如此，使用H2SO4作酸度調(diào)節(jié)劑就可大幅降低實(shí)驗(yàn)費(fèi)用（生產(chǎn)成本），經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

那么具體的實(shí)驗(yàn)方法、儀器、試劑、步驟均不用改變，只需把加入20ml 20% HAc 溶液改為加入10ml 2molL-1H2SO4溶液則可。下面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是筆者隨機(jī)選擇不同班級(jí)的部分學(xué)生進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)而取得的：

第一組，1 號(hào)加酸量2molL-1H2SO410ml，加10%KI 量10ml，0.1molL-1Na2S2O3滴定量21.60ml；

2 號(hào)加酸量20% HAc20ml，加10%KI 量10ml，0.1molL-1Na2S2O3滴定量21.59ml.；

第二組，1 號(hào)2molL-1H2SO47ml， 加10%KI 量5ml，0.1molL-1Na2S2O3滴定量3.99ml；

2 號(hào)加酸量20% HAc 14ml，加10%KI 量5ml，0.1molL-1Na2S2O3滴定量4.00ml.；

第三組，1 號(hào)2molL-1H2SO4 7ml， 加10%KI 量2ml，0.1molL-1Na2S2O3滴定量0.15ml；

2 號(hào)加酸量20% HAc 14ml，加10%KI 量2ml，0.1molL-1Na2S2O3滴定量0.16ml.。

從對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以確定，同一組別的0.1molL-1Na2S2O3滴定量（ml），不同班級(jí)學(xué)生的數(shù)據(jù)都很接近，極差（精確度）均在規(guī)定范圍內(nèi)（0.02 ml），而且很穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)異常。 結(jié)論：用H2SO4替代HAc 作為漂白液有效氯含量測(cè)定的酸度調(diào)節(jié)劑是可行的、有效的、準(zhǔn)確的，可用于指導(dǎo)生產(chǎn)，滿足工廠的質(zhì)量控制，同時(shí)能減少藥耗，大大降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

［1］石淑蘭主編.制漿造紙分析與檢驗(yàn)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003.

［2］湯國(guó)龍主編.工業(yè)分析[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2004.

［3］王芳權(quán).分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，1998.