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氧化锌中硫量的滴定方法探索与比对

2018-07-20徐晓凤

山东化工 2018年13期
关键词:碘酸钾氧化锌定容

徐晓凤

(广东省矿产应用研究所 国土资源部放射性与稀有稀散矿产综合利用重点实验室,广东 韶关 512026)

硫的含量是衡量氧化锌质量和使用寿命的重要技术依据,总硫的分析方法有很多,不同的分析方法有不同的优缺点,很多实验室采用5%醋酸锌吸收碘量法,有的采用亚甲基蓝比色分析法,这两种方法都存在醋酸锌是否能完全吸收硫化氢,重现性极差,分析周期长,所以本文重要讨论中和滴定法和碘量法的区别,而用硫酸钡重量法来衡量数据的准确与否。

1 试剂

浓盐酸,浓硫酸,盐酸(1+1);

铬酸饱和硫酸:于硫酸中加入重铬酸钾或无水铬酸使其饱和,使用其上清液。

次甲基蓝溶液(0.05%):称取0.05 g次甲基蓝固体溶于无水乙醇中,并用无水乙醇稀释至100 mL。

甲基红溶液(0.1%):称取0.1 g甲基红固体溶于无水乙醇中,并用无水乙醇稀释至100 mL。

碘酸钾标准溶液(0.5196 mmol/L):称0.1112 g预处理过的碘酸钾,溶解于含有1 g氢氧化钠及1 g碘化钾的水中,转移至1000 mL棕瓶,定容,摇匀。

氢氧化钠标准溶液溶液:称取0.2000g氢氧化钠溶解于水中,转移至1000mL容量瓶,定容,摇匀备用。

过氧化氢吸收液:加入30%过氧化氢20mL,0.1%甲基红指示剂十滴,0.05%次甲基蓝十滴,盐酸一滴,用蒸馏水稀释至100 mL。

淀粉吸收液(20 g/L):称取2 g可溶性淀粉,加10 mL水成悬浊液,加入50 mL沸水搅拌,加入4~5滴盐酸,冷却,稀释至100 mL,摇匀,沉淀后取上清液。

氢氧化钠(40 g/L):称取40 g氢氧化钠于200 mL烧杯中用蒸馏水溶解,并转移至1000 mL容量瓶定容摇匀备用。

氢氧化钠(10 g/L):称取10 g氢氧化钠于200 mL烧杯中用蒸馏水溶解,并转移至1000 mL容量瓶定容摇匀备用。

氯化钡溶液(50 g/L):称取50 g固体氯化钡200 mL烧杯中用蒸馏水溶解,并转移至1000 mL棕色容量瓶定容摇匀备用。

2 实验装备及原理

本实验使用高温燃烧炉,因本实验是非水试验,全程密闭,从空气流通分别接入:

(1)缓冲瓶;(2)洗气瓶,内盛铬酸饱和硫酸;(3)干燥塔,内盛碱石灰或粒装氢氧化钠;(4)洗气瓶,内盛浓硫酸;(5)干燥塔,内盛硅胶、活性氧化锆。

中和滴定法(氢氧化钠滴定)原理:试样在高温炉1250℃氧气中灼烧,使各种形态的硫转化成二氧化硫逸出,以过氧化氢吸收并氧化成硫酸,以甲基红与次甲基蓝为混合指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液由紫色变为绿色为终点。

碘量法原理:试样在高温炉1250℃氧气中灼烧,使各种形态的硫转化成二氧化硫逸出,用含有淀粉指示剂的稀盐酸溶液吸收,在析出吸收的过程中以含有碘化钾的碘酸钾标准溶液连续滴定,通过消耗的碘酸钾溶液的体积计算硫量。

硫酸钡重量法原理:试样经过热的氢氧化钠溶液浸取20min,各种形态的硫以硫酸盐状态进入溶液,在煮沸的盐酸溶液介质中不断搅拌加入氯化钡沉淀,在80~95℃保温2 h,室温静置3 h或者过夜,慢速定量滤纸过滤,滤纸在马弗炉低温灰化后升温至800℃灼烧1 h,取出,干燥器内静置30min,恒重。

3 数据及讨论

本实验从过往的市场样中抽取了六个具有代表性的样品来做对比试验,得出的现象和结果如表1。

从表1中得出:

(1)称样量对样品的吸收有影响,有的样品较轻,很容易进入到吸收液中,从而影响实验结果;

(2)氢氧化钠中和法在吸收溶液时很可吸收了样品中的氯离子从而使结果偏高,也有可能因样品中含有其他离子影响滴定使结果偏低,总之,准确的时候偏少,而且时常有异常现象;

(3)从过往的大数据表示(实验记录),次锌(即氧化锌)中硫的含量多在1%~2%之间,一般采用称样量0.5 g用碘酸钾低标即可滴定,若样品过低,可称样量可达到1 g;

(4)碘酸钾滴定若发现样品进入到吸收液,可在样品上覆盖一层二氧化硅粉末;

(5)不难看出重量法和碘量法的结果非常符合,而硫酸钡重量法流程过长,故本文还是支持碘量法测流量。

表1 六个样品的试验结果

4 注意事项

(1)由于氧化锌产品中的含量较少,为了能得到正确的值,需称取0.5~1g样品;

(2)因氧化锌产品中的硫较容易被烧出,无需加入伴熔剂;

(3)碘酸钾标准稀释过程中,需要补加碘化钾及氢氧化钠,并重新标定;

(4)正式实验前,必须预烧1~2个试样,方可进行正式试样的测定,也可只灼烧空瓷舟;

(5)若已知或认为试样中含有氯化物,应该在吸收和滴定之前,使气流通过装有氯化亚锡的U型玻璃管,将其除去,当分析含氯化物大于1%的大量试样,应更换氯化亚锡;

(6)淀粉吸收液因易变质且盐酸易挥发,应当现用现配,而过氧化氢易挥发,过氧化氢吸收液应尽快使用。

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