工業(yè)用乙酸鈉測定方法的研究

耿亞楠，單素民，秦耀偉，王丹，魏云

（河南能源化工集團(tuán)鶴壁煤化工有限公司，河南 鶴壁 458000）

乙酸鈉亦稱醋酸鈉，一般以帶有三個(gè)結(jié)晶水的三水合乙酸鈉或無水乙酸鈉形式存在。三水合乙酸鈉：分子式CH3COONa·3H2O，相對分子質(zhì)量為136.08 g·mol-1，密度1.45 g·cm-3，123℃時(shí)失去結(jié)晶水；無水乙酸鈉：分子式CH3COONa，相對分子質(zhì)量為82 g·mol-1，密度1.528 g·cm-3；為無色透明或白色顆粒結(jié)晶，在空氣中可被風(fēng)化，可燃，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，在水中易發(fā)生水解。其廣泛應(yīng)用于廢水處理，印染、醫(yī)藥、化學(xué)制劑、工業(yè)催化劑、助劑、添加劑和防腐保鮮劑，煤化工和制備儲能材料等領(lǐng)域。

河南能源化工集團(tuán)鶴壁煤化工有限公司年產(chǎn)10萬t 1,4-丁二醇(BDO)裝置采用Reppe 法工藝技術(shù)，以甲醇氧化制甲醛，電石干法制乙炔，利用乙炔和甲醇為主要原料，通過炔化、加氫、精餾單元生產(chǎn)1,4-丁二醇。電石和甲醇是生產(chǎn)BDO的主要原料，同時(shí)乙酸鈉作為生產(chǎn)過程中的重要輔助配料，主要作用是調(diào)控炔化單元的pH值。

1 乙酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定方法論述

目前乙酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定方法主要為水相條件下的中和滴定法，根據(jù)乙酸鈉易溶于水發(fā)生水解的特點(diǎn)，本文通過研究和試驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)采用非水相條件下的中和滴定法測定乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有精密度高，準(zhǔn)確性好，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此本文采用非水相條件下的中和滴定法對測定乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行了分析研究。

2 工業(yè)用乙酸鈉測定法對比

2.1 水相條件下中和滴定法方法提要

用高純水溶解乙酸鈉樣品成乙酸鈉水溶液，用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定乙酸鈉水溶液發(fā)生中和反應(yīng)，以次甲基藍(lán)-二甲基黃為指示劑，計(jì)算乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.1.1 試劑和溶液

硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（1/2H2SO4）=0.500 mol·L-1

次甲基藍(lán)-二甲基黃混合指示劑。配制：次甲基藍(lán)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%）和二甲基黃（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%）混合指示劑，質(zhì)量比1∶1 混合而成。

2.1.2 分析步驟

稱取1 g 樣品（精確至0.01 g）試樣加入250 mL錐形瓶中，于錐形瓶中加入50 mL蒸餾水，加次甲基藍(lán)-二甲基黃混合指示劑1～2滴，用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液c（1/2H2SO4）=0.500mol·L-1滴定至藍(lán)紫色為終點(diǎn)，記錄硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積。

2.1.3 結(jié)果計(jì)算

乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按式（1）計(jì)算：

式中：c—硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度，mol·L-1；

V—滴定時(shí)硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液之用量，mL；

m—試樣質(zhì)量，g；

M—試樣的相對分子質(zhì)量,g·mol-1。

2.1.4 結(jié)果

試驗(yàn)樣品分別選取分析純無水乙酸鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%）和三水合乙酸鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥58%），試驗(yàn)通過對分析純無水乙酸鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%）和三水合乙酸鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥58%）進(jìn)行水相條件下測定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。

表1 水相條件下測定無水乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表2 水相條件下測定三水合乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2.2 非水相條件下中和滴定法方法提要

用冰乙酸溶解乙酸鈉樣品成乙酸-乙酸鈉溶液，用高氯酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定乙酸-乙酸鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)，以結(jié)晶紫為指示劑，計(jì)算乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.2.1 主要試劑及儀器

冰乙酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.8%）；醋酸酐，分析純；高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：c(HClO4)=0.1 mol·L-1；

結(jié)晶紫指示液:2 g·L-1。

2.2.2 試劑的處理和標(biāo)液配制及標(biāo)定

1）取冰乙酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.8%）500 mL，加醋酸酐5.68 mL，搖勻振蕩后備用，其目的是除去冰乙酸中的水分。

2）0.1 mol·L-1高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制：取70%～72%的高氯酸4.25 mL，緩慢加入375 mL無水冰醋酸（2.2.1），混合均勻，緩慢滴加醋酸酐12 mL，搖勻后冷卻至室溫，用無水冰醋酸（2.2.1）稀釋至500 mL 棕色容量瓶中，24 h后標(biāo)定。

3）0.1 mol·L-1高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定：取105℃干燥至恒重的鄰苯二甲酸氫鉀0.12 g（精確至±0.000 2 g）置于干燥的錐形瓶中，加入25 mL無水冰醋酸（2.2.1）溶解，加結(jié)晶紫指示劑1～3滴，用0.1 mol·L-1高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至顏色由紫色變?yōu)樗{(lán)色為終點(diǎn)，并做空白試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3。

表3 高氯酸標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定數(shù)據(jù)

2.2.3 分析步驟

準(zhǔn)確稱取干燥后的樣品0.2 g (分析純,無水乙酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%），精確至0.000 1 g，加冰乙酸40 mL溶解，加入結(jié)晶紫指示劑，用高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，溶液由紫色變?yōu)榱了{(lán)綠色即為終點(diǎn)。同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按式（2）計(jì)算：

式中：V1—高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液消耗的體積，mL；

V0—高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定空白溶液消耗的體積，mL；

c—高氯酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度，mol·L-1；

m—樣品質(zhì)量，g；

M—乙酸鈉的摩爾質(zhì)量的數(shù)值，g·mol-1；

1 000 —換算因子。

2.3 結(jié)果

試驗(yàn)通過對分析純無水醋酸鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%）進(jìn)行非水相條件下測定，結(jié)果如表4、表5。

表4 非水相條件下測定無水乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表5 非水相條件下測定三水合乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

3 數(shù)據(jù)對比

兩相條件下測定乙酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)結(jié)果對比見表6。

表6 兩相條件下測定乙酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)結(jié)果對比

4 結(jié) 論

通過兩種測定方法的數(shù)據(jù)對比，水相條件下測定無水乙酸鈉相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.07%，測定三水合乙酸鈉相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.12%；非水相條件下相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.1%，有較好的線性關(guān)系，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好。根據(jù)乙酸鈉容易水解的特性，本文以水相和非水相條件下對乙酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定進(jìn)行了分析研究，通過對兩種不同條件檢測結(jié)果對比，認(rèn)為相對于水相條件下用高氯酸標(biāo)準(zhǔn)溶液通過非水相測定乙酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較科學(xué)，該方法具有精密度高，準(zhǔn)確性好，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。