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(連云港堿業(yè)有限公司,江蘇連云港 222042)
氯化鈣含量是工業(yè)二水氯化鈣產(chǎn)品的主要指標,其含量的高低直接影響到我廠產(chǎn)品的市場競爭力和經(jīng)濟效益。目前,工業(yè)二水氯化鈣產(chǎn)品中氯化鈣含量測定是采用EDTA配位滴定法,即在試驗溶液的pH約為12的條件下,以鈣羧酸為指示劑,用EDTA標準滴定溶液滴定鈣,該測定方法緩慢,終點易返難掌握,該方法測定CaCl2含量會受到很多條件制約,導致測定誤差較大,因此選擇在最佳條件下測定氯化鈣含量,提高測定準確度對滿足用戶要求和指導化工操作意義重大。
在pH=12時,加入鈣指示劑,與Ca2+離子形成紅色絡合物, 隨著EDTA試劑的加入,Ca2+離子與EDTA形成更穩(wěn)定的絡合物,終點時完全釋放出鈣指示劑,溶液呈現(xiàn)純藍色,測得Ca2+離子的含量。
1.2.1 鹽酸:1+3
1.2.2 三乙醇胺:1+2
1.2.3 氫氧化鈉:200 g/L
1.2.4C(EDTA):0.02500 mol/L
1.2.5 鈣示劑羧酸鈉鹽指示劑(1+100)
稱取樣品10 g,精確至0.0002 g,置于250 mL燒杯中,加水溶解全部轉(zhuǎn)移至1 000 mL容量瓶中,混勻,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液為試驗溶液A,用于氯化鈣含量的測定。
移取10 mL試驗溶液A置于250 mL錐形瓶中,用鹽酸溶液(1+3)調(diào)節(jié)pH為3~5,加水約50 mL,加5 mL三乙醇胺溶液、2 mL氫氧化鈉溶液、約0.1 g鈣試劑羧酸鈉鹽指示劑,用EDTA標準滴定溶液滴定,溶液由紅色變?yōu)榧兯{色即為終點。消耗EDTA標準滴定溶液體積為V。
試點地區(qū)按照《實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》(國辦發(fā)〔2013〕2 號,以下簡稱《考核辦法》)要求,結(jié)合當?shù)貙嶋H,將水資源管理情況與地方政府績效掛鉤,制定本行政區(qū)域內(nèi)最嚴格水資源管理制度考核辦法,這些辦法除了對《考核辦法》細化外,還各有特色。河北省增加了地下水開采量指標,監(jiān)測評估目標還包括萬元GDP用水量、城市供水管網(wǎng)漏損率、飲用水水源地水質(zhì)達標情況。湖北省規(guī)定考核實行百分制,其中公眾滿意率10分,并且考核結(jié)果向社會公布。天津市探索建立了水資源管理和河道水生態(tài)環(huán)境管理行政首長負責制,把考核任務分解到基層,區(qū)縣長、鄉(xiāng)鎮(zhèn)長作為第一責任人對所轄河道水生態(tài)環(huán)境管理負總責。
同時做空白試驗??瞻自囼灣患釉嚇油?,其它操作加入的試劑均與試驗溶液相同。消耗EDTA標準滴定溶液體積為V0。
氯化鈣含量以氯化鈣(CaCl2)的質(zhì)量分數(shù)W1計,數(shù)值以%表示。
式中:V——滴定試驗溶液消耗EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
V0——空白試驗消耗EDTA標準溶液的體積,單位為毫升(mL);
C——EDTA標準滴定溶液濃度,單位為摩爾每升(moL/L);
m——稱取的試樣質(zhì)量,單位為克(g);
M——氯化鈣的摩爾質(zhì)量,單位為克每摩爾(g/moL)(M=111.0);
W2——測得的堿度以Ca(OH)2計的質(zhì)量分數(shù),數(shù)值以%表示;
取平行測定結(jié)果的算術平均值為測定結(jié)果,兩次平行測定結(jié)果的絕對差值不大于0.2%。
在氯化鈣包裝口取氯化鈣樣品,充分混勻后分成兩份,一份充分研細,此樣品為1#樣;另一份保持原樣片狀,按第1.3節(jié)的測定步驟測定樣品中氯化鈣含量,兩份樣各測定八平行,結(jié)果統(tǒng)計如表1。
表1 不同粒度下測定的氯化鈣含量
從以上數(shù)據(jù)可以看出,顆粒較大的片狀試樣測定結(jié)果重現(xiàn)性不好,且兩次平行測定結(jié)果的絕對差值有的大于0.2%,不能滿足測定要求;而粉末狀試樣測定結(jié)果精密度較好,兩次平行測定結(jié)果的絕對差值均小于0.2%,滿足試樣測定要求。
在pH=12時,試樣中Ca2+與EDTA發(fā)生1∶1配位反應,配位反應速度比中和反應、沉淀反應速度偏慢,滴定過程中如果滴定速度偏快,容易造成局部EDTA濃度偏高,過早奪取氯化鈣與鈣試劑形成配合物中Ca2+,游離出藍色指示劑顏色,終點過早出現(xiàn)。
每天在氯化鈣包裝口取一個氯化鈣樣品,充分混勻研細,置于1 000 mL的干燥磨口瓶中,連續(xù)7天取7樣品,分別為2#~8#樣品。按第1.3步驟用不同滴定速度測定1#~8#樣品中氯化鈣含量,測定結(jié)果如表2。
表2 不同滴定速度下測定的氯化鈣含量
從表2可以看出滴定速度快慢,對測定結(jié)果影響較大,滴定速度偏快測定結(jié)果偏低,所以在滴定過程中速度不能偏快,接近滴定終點時更應一滴一滴地滴加EDTA標準溶液。滴定速度偏快時變色時間容易偏長,到達滴定終點后溶液顏色易返回紫色。
EDTA具有很強配位能力,能與很多種金屬離子形成穩(wěn)定的配合物。在pH=12時測定試樣中氯化鈣含量,需要用三乙醇胺掩蔽溶液中干擾離子,防止干擾離子與EDTA、鈣羧酸指示劑發(fā)生反應,保證EDTA與Ca2+發(fā)生定量反應。因此三乙醇胺加入的量的多少會對測定結(jié)果有影響。
試驗中取1#樣品做平行測定,按第1.3節(jié)的步驟溶于1 000 mL容量瓶中,取10.00 mL試液,在加入的步驟中分別加入三乙醇胺3 mL、5 mL、7 mL測定氯化鈣含量,空白試驗也加入對應量的三乙醇胺。測定的氯化鈣含量如表3。
表3 不同量三乙醇胺下測定的氯化鈣含量
由表3可以看出加入不同量三乙醇胺測定結(jié)果沒有變化。所以在考慮生產(chǎn)質(zhì)量波動時,二水氯化鈣中氯化鈣含量在合格品時的情況,選擇加入5.0 mL三乙醇胺適宜。
在測定試樣中氯化鈣含量時,移取10.00 mL試樣A置于250 mL錐形瓶中,用鹽酸溶液調(diào)節(jié)試樣pH為3~5,加水約50 mL,再加入三乙醇胺。這時溶液的pH值必需為3~5的弱酸性,如果酸性太強,與后面加入的2 mL氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應,消耗較多的氫氧化鈉溶液,實際上氫氧化鈉的量不足2 mL,氫氧化鈉控制溶液pH值達不到要求,滴定時其它干擾離子容易與EDTA發(fā)生配位反應,影響測定結(jié)果準確度。三乙醇胺是在堿性溶液中掩蔽Fe3+,如果溶液呈中性或堿性,已水解的金屬離子不易被三乙醇胺掩蔽,與指示劑發(fā)生反應,產(chǎn)生指示劑封閉或僵化現(xiàn)象,或終點不明顯,造成測定誤差,影響測定結(jié)果準確度,所以在操作過程中控制溶液pH為3~5。
按照第1.3步驟對1#、2#樣各平行測定5次,測定結(jié)果如表4。
表4 精密度的試驗
由表4可以看出,分析結(jié)果的精密度較高,能滿足氯化鈣生產(chǎn)中對氯化鈣含量的控制要求,起到指導生產(chǎn)作用;同時滿足工業(yè)氯化鈣GB/T26520-2011標準6.4.4節(jié),測定結(jié)果取平行測定結(jié)果的算術平均值,兩次平行測定結(jié)果的絕對差值不大于0.2%的要求,能夠嚴把產(chǎn)品銷售質(zhì)量關。