氯酸鹽生產(chǎn)系統(tǒng)電解液中氯酸鈉含量的測定

段春霞，尚蘭天，趙曉敏

(中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336)

氯酸鈉是氯酸鹽的重要產(chǎn)品之一，具有強烈腐蝕性，氧化性僅次于次氯酸鈉。在蒸發(fā)生產(chǎn)氯酸鈉產(chǎn)品過程中，對氯酸鈉電解液不但要除去氧化性極強的ClO-，同時要調(diào)整電解液的pH值呈堿性才能進行蒸發(fā)單元操作。當電解液呈酸性進行蒸發(fā)操作，HCl被作為還原劑，有可能發(fā)生下列反應:

NaCl+2HCl-→ClO2+NaCl+1/2Cl2+H2O

上述反應生成的ClO2具有更強的氧化性能，對蒸發(fā)設備的腐蝕更為嚴重，除少許的金屬(鈦和蒙耐爾合金)外，大多數(shù)金屬都不耐腐蝕。

1 實驗部分

1.1 應用范圍

此方法適用于濃度范圍在50 g/L～600 g/L之間的氯酸鈉含量。

1.2 儀器與設備

水，GB/T6682，三級；分析天平；酸式滴定管，50 mL；微量移液器，250 μL～500 μL；錐形瓶，250 mL；移液管，25 mL。

1.3 標準溶液、一般溶液

亞硫酸，6% 的溶液；溴酚藍指示劑，0.1%的溶液；氫氧化鈉，0.500 mol/L；鹽酸，0.1 mol/L。

1.4 實驗方法

(1)按要求沖洗完取樣管道后,從適當?shù)娜狱c取得具代表性的氯酸鈉溶液樣品。

(2)水浴加熱使樣品溫度達到50 ℃。樣品在45 ℃～50 ℃之間時取等分樣品。

(3)用微量移液槍取 0.5 mL樣品至 250 mL的錐形瓶中。

(4)加入約 30 mL～40 mL蒸餾水。

(5)加6滴～8滴溴酚藍指示劑。

(6)如果溶液呈藍色,逐滴加入 0.1 mol/L HCl直到藍色剛好變成黃綠色。

(7)加入 25.0 mL亞硫酸搖動混合。

(8)加2片或3片沸石, 放在加熱爐上使溶液沸騰5 min。

(9)使其冷卻至室溫, 然后加入溴酚藍指示劑(如果需要)。

(10)用約0.500 mol/L的標準NaOH滴定至藍色為終點，記錄消耗體積V1。

(11)加30 mL 蒸餾水進行空白實驗，接著從(6)開始，記錄消耗體積V0。

(12)分析結(jié)果表述：

式中：V1——滴定樣品消耗氫氧化鈉標準溶液體積，mL;V0——空白試驗滴定消耗氫氧化鈉標準溶液體積，mL;C——氫氧化鈉的實際濃度，mol/L；0.017 74——與1.00 mL標準氫氧化鈉標準溶液[C(NaOH)=1.000 mol/L]相當?shù)模钥吮硎镜穆人徕c的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品溫度的選擇

電解液在結(jié)晶供料罐中正常運行時的溫度約為82 ℃，此時液體中氯酸鈉含量約為500 g/L，當電解液溫度低于50 ℃時，晶體會從溶液中析出，溫度越低晶體析出越多，從而影響氯酸鈉含量，因此選擇50 ℃作為檢測電解液中組分含量的最低溫度。

2.2 亞硫酸和硫酸的選擇

亞硫酸為H2SO3，是二元酸，中強酸。硫酸比亞硫酸穩(wěn)定，難分解。氯酸根在酸性條件下，有強氧化性，而亞硫酸有還原性，發(fā)生氧化還原反應，生成二氧化氯。二氧化氯溶于水，但一般不與水反應，因此能變成氣體溢出。而濃硫酸只有酸的作用，生成的Na2SO4中有一半是氧化產(chǎn)物。因此，檢測電解液中氯酸鈉含量時首選亞硫酸。

2.3 試驗方法的選擇

通常在酸性溶液中氯酸鈉能將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵，過量的亞鐵離子再用高錳酸鉀溶液滴定至終點。但由于電解液溶液本色為棕紅色，滴定到終點肉眼無法判斷，因此選擇1.4實驗方法。

2.4 移取樣品量的確定

電解液在結(jié)晶供料灌中氯酸鈉含量理論值通常為500 g/L，計算消耗0.500 mol/L氫氧化鈉標準溶液30 mL左右時，移取樣品體積應該為0.5 mL，因此，確定取樣量為0.5 mL。

3 樣品分析

3.1 結(jié)果分析

對不同時間段結(jié)晶供料罐中電解液連續(xù)5 d取不同的5組樣品進行實驗，結(jié)果如表1。十組數(shù)據(jù)與理論值相近，分析方法可信。

表1 5組電解液樣品中氯酸鈉組分含量

3.2 加標回收率試驗

在每一個0.5 mL樣品中分別加標500 g/L標準氯酸鈉，進行加標回收試驗，結(jié)果如表2。由表2可知，回收率為95.54%～103.8%，說明方法具有較高的準確度。

表2 加標回收率試驗結(jié)果

3.3 精密度試驗

取同一份氯酸鈉樣品5份，按1.4方法進行試驗，計算5份樣品檢測結(jié)果的相對標準偏差，結(jié)果見表3。由表3可知，各待測元素測定結(jié)果的相對標準偏差(n=5)在5.77%范圍。說明該方法較穩(wěn)定，重復性好。

表3 精密度試驗結(jié)果

4 結(jié)語

選擇氯酸鹽生產(chǎn)系統(tǒng)電解液中氯酸鈉含量的測定方法時，發(fā)現(xiàn)當電解液溫度低于50 ℃時，晶體會從溶液中析出，溫度越低晶體析出越多，影響氯酸鈉含量，因此選擇50 ℃作為檢測電解液中組分含量的最低溫度。氯酸根在酸性條件下，有強氧化性，而亞硫酸有還原性，發(fā)生氧化還原反應，經(jīng)過比對亞硫酸和硫酸，確定亞硫酸作為還原劑。由于電解液溶液本色為棕紅色，終點肉眼無法判斷，因此選擇氫氧化鈉作為標準溶液。電解液在結(jié)晶供料罐中氯酸鈉含量理論值通常為500 g/L，計算消耗0.500 mol/L氫氧化鈉標準溶液30 mL時，移取樣品體積應該為0.5 mL，因此，確定取樣量為0.5 mL。用此法測定電解液中氯酸鈉含量, 回收率為95.54%～103.8%,相對標準偏差(n=5)為5.77%。該方法操作簡便，靈敏度和準確度高，適用于電解液中氯酸鈉含量的測定。