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高锰酸钾法测定盐酸羟胺影响因素分析*

2021-03-17朱军伟王文强邢文国冯维春

广州化工 2021年5期
关键词:硫酸铁羟胺高锰酸钾

朱军伟,米 鹏,魏 凤,姚 斌,陈 琦,王文强,舒 永,邢文国,冯维春

(1 山东兴强化工产业技术研究院有限公司,山东 东营 257091;2 青岛科技大学山东化工研究院,山东 济南 250014)

盐酸羟胺作为一种重要的化工原料,主要用作还原剂与显像剂,也可用于分析试剂、电化学去极剂和有机合成等,盐酸羟胺的测定方法主要包括酸碱滴定法[1]、分光光度法[2-9]、化学发光法(流动注射化学发光法和共振光衍射法)[10-12]、离子色谱法[13]、苯醌荷移光谱法[14-15]等,主含量的测定主要包括氢氧化钠酸碱滴定法[1]和高锰酸钾法[16]。

江西俞元龙提出了酸碱滴定法测定盐酸羟胺,盐酸羟胺与丙酮反应释放出等当量的盐酸,再用氢氧化钠标准溶液酸碱滴定,计算盐酸羟胺含量,该方法由于需要将盐酸羟胺转化为丙酮肟和盐酸,需要前处理,转化率不好控制,导致滴定精密度达不到要求;行业标准(HG/T 3736-2013)和国家标准GB/T6685-2007测定盐酸羟胺,采用高锰酸钾氧化还原法测定,虽然不需要前处理,但是该标准存在操作步骤多、数据重复性差等问题,实际盐酸羟胺主含量测定过程中,对操作条件要求苛刻,无氧条件不好控制。

本文针对行业标准(HG/T 3736-2013)中盐酸羟胺主含量的滴定方法,进行了影响因素实验,总结了盐酸羟胺含量测定的主要因素。

1 高锰酸钾法滴定盐酸羟胺含量

盐酸羟胺与硫酸铁铵在酸性条件下发生氧化还原反应,Fe3+还原为Fe2+,用高锰酸钾标准溶液滴定生成的Fe2+,根据消耗的高锰酸钾标准溶液体积反推盐酸羟胺的含量。

2 影响因素分析

本文结合实际,归纳出在标准执行时应注意和把握的几个关键影响因素:待测样贮存条件、无氧水的制备、硫酸的加入量、样品沸腾时间和滴定前的放置时间,以上影响因素对实验结果影响较大,有效控制好以上影响因素,有利于最大限度减小滴定误差,确保盐酸羟胺含量测定的准确度和精密度。

2.1 待测样品的贮存条件

盐酸羟胺吸湿性强,稳定性较差。因此,若包装密封性差,样品易发生潮解,导致含量测定偏低。因此,需把待测样品密封、置于阴凉处储藏。

2.2 水中氧的含量

由于盐酸羟胺具有还原性,水中氧可能会参与反应,如水中有氧,可能会导致测定结果偏低。取同一批次盐酸羟胺待测品进行对比试验,考察水中是否含氧对于测定结果的影响,结果如表1所示。

表1 水中氧的含量对测定结果的影响

实验结果显示,采用无氧水测定试样比采用非无氧水测定试样,盐酸羟胺的含量略高0.26%,且与实际盐酸羟胺含量吻合,因此,应采用无氧水进行实验,并严格控制水中氧的含量。

2.3 硫酸的加入量

由于硫酸铁铵在水中溶解比较缓慢,在实验过程中,加热促使硫酸铁铵的溶解,但在加热过程中,硫酸铁铵可能会发生水解,易产生氢氧化铁沉淀,影响其浓度。因此,可加入少量硫酸抑制硫酸铁铵的水解。

本文考察了硫酸的加入量对盐酸羟胺含量测定的影响。结果见表2。

表2 硫酸加入量对测定结果的影响

在制备硫酸铁铵溶液时,随着硫酸加入体积变大时,盐酸羟胺含量结果会逐渐变大。可能由于当试样溶液中酸度过高时,高锰酸钾氧化氯离子,高锰酸钾滴定溶液体积偏大,导致盐酸羟胺含量偏高。因此,由表2可知,在制备硫酸铁铵溶液时,加入硫酸的最优体积比为0.4%,即可抑制硫酸铁铵的水解。

2.4 样品沸腾时间

为了加速盐酸羟胺与硫酸高铁铵的反应,实验时需将试样溶液煮沸。表3为考察沸腾时间对测定结果的影响。

表3 沸腾时间对测定结果的影响

由表3可知,若沸腾时间不足或沸腾不均匀,会因体系中生成的Fe2+少,消耗的高锰酸钾标准滴定溶液少,导致盐酸羟胺含量偏低。如煮沸时间过长,Fe2+易氧化,因此,试样溶液沸腾时间应控制在5.5左右,可保证测定结果的准确性。

2.5 滴定前的放置时间

在试样溶液煮沸后,加入2 mL磷酸溶液后,若未立即滴定,放置时间较长会促使氧气与Fe2+反应,使含量测定结果偏低。本文对溶液的放置时间进行了考察,实验分析结果如表4所示。

表4 滴定前放置时间对测定结果的影响

由表4实验结果得出:在放置时间在15 min之内时,对实验结果无影响,实验结果偏差在0.1%范围内;当放置时间为30 min时,实验结果偏差约在0.2%左右,因此滴定前放置时间选择为15 min较为适宜。

3 自动电位滴定仪滴定

表5 电位滴定与手动滴定结果比较

由于人为操作存在操作条件的不确定性,本文尝试采用电位滴定仪滴定盐酸羟胺含量,可控制滴定条件相对一致,试样处理同上所述,自动电位滴定仪采用MET模式(等步长滴定);滴定模式:MET;滴定体积:0.01 mL;最小等待时间:0 s;滴定平衡时间:60 s。同时、同样做空白试验,滴定结果如表5所示。

由表5可知,电位滴定法较手动滴定,滴定结果偏高,更接近盐酸羟胺理论值,这可能与电位滴定过程中滴定条件相对恒定,无氧环境控制良好导致,滴定结果更接近理论值。

4 结 论

(1)盐酸羟胺含量测定过程中,需特别注意待测样品的贮存条件、无氧水的质量控制、 硫酸高铁铵溶液中硫酸的加入量、沸腾时间和滴定前放置时间的控制等要点,确保分析数据的准确性。

(2)对于标准HG/T 3736-2013,结合日常的分析检验工作,经认真研究,仔细推敲。发现了需着重注意的要素:即硫酸的加入量为体积比0.4%、滴定前放置时间控制在15 min左右,沸腾时间为5~6 min,在标准执行时应注意和把握好以上操作条件,可最大限度减小误差。

(3)本文尝试以电位滴定法对盐酸羟胺样品进行分析,实验表明电位滴定法测定相比于人为手动滴定,滴定结果准确性更高,结果更接近理论值。

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