硫氰酸銨容量法測定氯離子含量方法的改進(jìn)研究

辛欣(齊魯石化培訓(xùn)中心，山東 淄博 255400)

硫氰酸銨容量法測定氯離子含量方法的改進(jìn)研究

辛欣(齊魯石化培訓(xùn)中心，山東 淄博 255400)

氯離子作為水泥中的有害物質(zhì)，會對混凝土中的鋼筋產(chǎn)生銹蝕作用，進(jìn)而造成混凝土的質(zhì)量破壞，最終會對工程質(zhì)量安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制水泥中的氯離子含量，這對保證混凝土的質(zhì)量十分必要。硫氰酸銨容量測定法作為當(dāng)前主要的測試方法，具有較為廣泛的實際應(yīng)用。本研究對硫氰酸銨容量法對氯離子含量的測定進(jìn)行研究分析，對其整體的操作過程，包含試驗準(zhǔn)備、具體測定步驟等。并通過比較測定結(jié)果分析硫氰酸銨容量法在氯離子含量檢測中的應(yīng)用價值，對其檢測中的注意事項、模式對比展開進(jìn)一步研究。

硫氰酸銨容量法；氯離子含量；改進(jìn)研究

當(dāng)前《水泥化學(xué)分析法》在水泥的性能檢測中已經(jīng)有了時間較長的應(yīng)用，但部分廠家還是將氯離子測定儀用于氯離子含量的臨床檢測中。其中一是由于操作習(xí)慣造成的，另一部分則是由于基準(zhǔn)法通常要在真空泵等設(shè)備中進(jìn)行抽濾工作。且一般的抽濾瓶瓶身都是帶有綠色且較厚，會對終點位置的顏色觀察產(chǎn)生影響，致使試驗結(jié)果出現(xiàn)偏差。經(jīng)過多年的觀察研究，本文在國際基準(zhǔn)法的檢測基礎(chǔ)上又有了一批改進(jìn)操作，是利用真空抽濾的同時使用快速濾紙予以過濾，進(jìn)而將其過濾出8個試樣，并用400ml燒杯對濾液予以承接，最終的顏色變化就是表現(xiàn)抽率瓶瓶身不會受到顏色干擾，會使研究結(jié)果更為精準(zhǔn)。

1 準(zhǔn)備試劑與儀器

稀硝酸（1+4）：把100ml水倒在容量使2500ml的棕色磨口瓶內(nèi)，在選擇500ml一瓶的無色濃硝酸倒在瓶中搖晃均勻，之后使其冷卻備用。

稀硝酸（1+100）：選擇15ml稀硝酸（1+2）置于500ml塑料瓶中，在將其與480ml熱水?dāng)嚢杈鶆颉?/p>

硝酸銀的標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.05mol∕L）：用（150±10）℃的烘干箱將硝酸銀放置2小時；之后再在干燥器內(nèi)使其冷卻，選擇已經(jīng)干燥的硝酸銀9.471g在水中溶解；然后稀釋于容量瓶中至1000ml,最后將其儲存在棕色瓶內(nèi)。硫氰酸銨溶液若是與0.05mol∕L相似，可把硫氰酸銨3.9g融于水中，將其稀釋到1L[1]。

指示劑：在10毫升硝酸銨（1+4）中加入100毫升的硫酸鐵銨飽和溶液內(nèi)，使其在水中溶解。并準(zhǔn)備好天平、滴定管、濾紙、移液管等用于檢測工作。

2 氯離子的具體測定

2.1 原材料及水泥

稱量水泥試樣5g放置在300ml的燒杯內(nèi)，并向其中添加50毫升水，再用玻璃棒將試樣攪拌壓散[2]。在攪拌過程中需要加入50ml稀硝酸（1+4），直到加熱沸騰后可將電爐關(guān)閉。煮沸時間應(yīng)控制在1min之內(nèi)，并用移液管將硝酸銀溶液中吸出5ml放置于燒杯內(nèi)，之后再在1min內(nèi)加熱至沸騰，在燒杯中靜置1min使用試紙快速過濾，并選擇500ml燒杯對其濾液進(jìn)行承接。選用稀硝酸（1+100）對玻璃棒、燒杯進(jìn)行洗滌，之后在濾紙中沉淀5次左右，可將濾液含量保證在200ml，之后在避光環(huán)境下使其冷卻至25℃以下。夏天也可以選擇水溫為20攝氏度的儲備水或是冰塊對其冷卻，

表1 不同檢測形式對測定結(jié)果的影響比較

表2 改進(jìn)法同省站及國家氯離子測試的結(jié)果比較

加入鐵Ⅲ5ml的指示劑，并控制攪拌速度，保證硫氰酸銨的標(biāo)液至淺紅色不出現(xiàn)變化，對硫氰酸銨溶液的含量進(jìn)行記錄。并使其顏色隨存放時間減少而慢慢縮減，這也屬于較為常見的狀況。若是標(biāo)樣核對就不需要留有空白，會有更好的監(jiān)測效果。如果不需要對水泥試樣進(jìn)行稱量，就可以依照相同流程對其測試，并計算試驗最后的容量大小[3]。

表3 操作模式比較

2.2 計算

原材料中水泥CL的數(shù)量計算方式是：

本式中ms是稱取試樣的質(zhì)量，V1是對試樣占用的硫氰酸銨數(shù)量進(jìn)行測定，V2是對空白占用的硫氰酸銨數(shù)量進(jìn)行測定。

2.3 液態(tài)添加劑助磨劑

把300毫升的燒杯置于天平上對其稱重，之后搖勻試樣緩慢倒在0.5-1g液態(tài)試樣的300ml燒杯中，之后再放入60ml（1+4）硝酸及60ml水，加熱達(dá)到沸騰靜置1min。若是助磨劑中的氯離子成分超標(biāo)可以酌情縮小稱樣，或是選擇質(zhì)量不同的0.5g及1g進(jìn)行實驗操作[4]。

3 結(jié)果比較

當(dāng)前這一方法用于檢測已經(jīng)有了較為普遍的應(yīng)用，且這種模式同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較近似。如表1、表2分別是不同檢測形式對測定結(jié)果的影響比較、改進(jìn)法同省站及國家氯離子測試的結(jié)果比較。

4 注意事項

硫氰酸銨容量檢測法在用于氯離子含量測試時操作十分嚴(yán)格，且各個步驟的操作要求都會有明確的規(guī)范[5]。在整體的操作環(huán)節(jié)中，若是由于疏漏致使某一環(huán)節(jié)未能按照規(guī)定要求，則會產(chǎn)生事倍功半的后果，甚至引發(fā)試驗失敗。結(jié)合以往工作中的實踐難題，對本次操作中可能忽略的細(xì)節(jié)展開分析，進(jìn)而提升操作的合理性與準(zhǔn)確性，豐富容量法測定的理論經(jīng)驗。

第一，在配制成硫氰酸銨及硝酸銀的合格溶液時，應(yīng)控制空白維持在5ml,也就是4.85ml左右。如果這一數(shù)據(jù)超出應(yīng)對兩種溶液的濃度予以調(diào)整，促使計算結(jié)果更加合理科學(xué)。在這種模式下配制的硫氰酸銨溶液及硝酸銀溶液，若是經(jīng)過多次檢查空白都為5ml，皆可以在各做樣工作中不留空白，但要注意應(yīng)控制標(biāo)樣的顏色核對。這種顏色對比的工作效果會比空白的效果更加完善[6]。研究中可將硫氰酸銨同業(yè)及硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)配成合理濃度，并約定空白數(shù)控制在5ml。這樣可使測定的各批結(jié)果對比樣成為標(biāo)樣，且不用自制或是購置。

第二，試驗中的分散、攪拌操作，是將4g的樣品在400ml燒杯內(nèi)進(jìn)行攪拌，若是攪拌后的樣品較大，就應(yīng)在加水后增加攪拌速度，促使其盡快攪拌均勻。避免其中存在小塊狀或是結(jié)塊沉積現(xiàn)象。之后添加的硝酸50ml也應(yīng)當(dāng)是隨快速攪拌加入，若是在硝酸添加的過程中延時過久或是沒有攪拌，則會造成膠裝絮狀物析出，物質(zhì)析出也會對之后的過濾操作產(chǎn)生影響，尤其是添加過大量粉煤灰及火山灰物質(zhì)。若是水泥中有較多的酸不溶殘渣，則對其的迅速攪拌就顯得格外重要。若是這一環(huán)節(jié)不能更好進(jìn)行處理，可能造成過濾速度變慢，甚至對整體的實驗測試時間產(chǎn)生干擾。

第三，在煮沸過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照《辦法》中所說的標(biāo)準(zhǔn)保證攪拌下有1-2min的微沸時間[7]。但對于初次進(jìn)行操作的人員而言，要想控制好這種狀態(tài)并不容易，在渾濁的溶液中要想觀察沸騰狀態(tài)并不容易，因此很難對沸騰及微沸狀態(tài)有所區(qū)別。因此空白試驗中也會有煮沸與微沸不易觀察的問題。針對這一現(xiàn)象，在實際操作中可以將其放置在電爐中加熱，并觀察攪拌狀態(tài)，若是溶液出現(xiàn)向上飄的氣泡則可以縮減火力；這樣一來在之后的1-2min沸騰中就更加容易控制。同時在硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液中，加熱溶液也盡量在快速攪拌并觀察氣泡。若是氣泡開始向上翻涌就可以對電爐展開調(diào)節(jié)，并確定2min左右的煮沸時間。

第四，可使用慢速濾紙、布式漏斗對其過濾抽氣，這種操作更便于清潔及更換[8]。但要注意在濾紙的慢速操作前應(yīng)使用硝酸洗滌，以免造成實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差。

第五，要控制空白樣及樣品滴注中的終點顏色相同，因為這種操作模式可以減少系統(tǒng)出現(xiàn)的誤差，保證試驗最終的結(jié)果合理。此外還可以對試驗順序稍作調(diào)整。制樣時先把驗樣溶試再溶空白；滴注時先滴注空白在滴注試驗樣。這樣一來空白樣品的制樣操作就會少于試驗樣品的操作時間，且在過濾過程中會更加明顯。因此，對操作步驟稍作調(diào)整，能夠保證兩者在滴注時間上有所減短，并便于顏色比較，進(jìn)而起到事半功倍的作用。

5 操作模式對比

容量改進(jìn)法及容量法的操作原理，都是通過對硝酸試樣的分解，減少硫化物的干擾作用，并在硝酸銀中添加標(biāo)準(zhǔn)的溶液時氯化銀出現(xiàn)沉淀[9]。最后經(jīng)過過濾、煮沸等步驟使其濾液及洗滌液溫度縮減至25℃。容量改進(jìn)法具有操作原理簡單、結(jié)果精確度較高、具有較強(qiáng)重現(xiàn)性。但是檢測過程需要較長時間，這種操作方法通常在產(chǎn)品檢測機(jī)構(gòu)中應(yīng)用更加廣泛。在具有實驗室能力、實驗室檢測試驗中的應(yīng)用較廣，一般屬于優(yōu)先使用的檢測方法。

蒸餾法的操作原理則是在255℃左右的裝置溫度下，對磷酸及過氧化氫進(jìn)行分解，將凈化空氣作為載體，之后對氯離子分離蒸餾，使用稀硝酸當(dāng)做吸收液。在經(jīng)過15min的蒸餾后可將乙醇降溫，置于冷凝管及下端的錐形瓶中。乙醇含量大約控制在76%左右[10]。這種操作更適用于氯離子含量較高的硅酸鹽通用水泥測定中，可以使用氯離子測定儀展開檢測。

三種操作形式的具體對比對比見表3。

6 結(jié)語

改進(jìn)后的硫氰酸銨容量測定法具有操作便捷、穩(wěn)定性強(qiáng)、計算結(jié)果正確等優(yōu)點，且操作中的設(shè)備投入少、檢測時間短。在當(dāng)前已經(jīng)得到了許多地區(qū)的廣泛應(yīng)用，并且取得了較為理想的使用效果。本研究通過分析硫氰酸容量測定中的方法、過程及注意事項，對其操作理論進(jìn)行完善改進(jìn)。在顏色較淺或是酸不溶物較少的水泥原材料及外加劑樣品中，也可以使用這種方式對氯離子含量進(jìn)行測定，但是應(yīng)注意結(jié)合氯離子在樣品內(nèi)的含量進(jìn)行數(shù)量調(diào)整。

[1]張?zhí)┠?硫氰酸銨容量法測定水泥中氯離子含量的不確定度評定[J].廣東微量元素科學(xué),2017,24(2):18-22.

[2]陳艷麗,姜大偉,賈子濤,等.淺談水泥中氯離子含量測定方法的操作要點[J].遼寧建材,2009(12):48-49.

[3]王娟霞,王智,賈曉燕,等.水泥中氯離子測試方法的優(yōu)化[J].化工管理,2015(18):98-98.

辛欣（1980-）,性別：女,籍貫：山東省淄博市,民族：漢，學(xué)位：工學(xué)碩士，職稱：講師，研究方向：化學(xué)分析。