硅鉬藍(lán)光度法測(cè)精制鹽水中的二氧化硅

1、類 別：分析化學(xué)作 者：胡娟 唐江宏 馬軍營(yíng) 趙干卿關(guān)鍵詞：1-氨基-2-萘酚-4-磺酸,SiO2測(cè)定,精鹽水,糊精增敏,分光光度法【內(nèi)容】離子膜法制堿工藝中,進(jìn)入電解槽的鹽水質(zhì)量是這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵,其對(duì)離子膜的壽命槽電壓和電流效率及產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的影響鹽水中含有鈣鎂鍶鋁鐵亞硫酸根等雜質(zhì),當(dāng)它們以離子形態(tài)進(jìn)入膜中時(shí),就會(huì)以金屬氧化物硫酸鹽或硅酸鹽的形式沉積在膜上,加速膜的老化,嚴(yán)重地影響產(chǎn)品質(zhì)量,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失例如硅本身是無(wú)害的,但當(dāng)硅與鈣鍶鋁等離子共存時(shí),就會(huì)引起電流效率的下降1按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB-9742-88),樣品中可溶性硅酸鹽測(cè)定的通用方法是以氯化亞錫為還原劑的硅鉬藍(lán)比色法2由于

2、以氯化亞錫為還原劑所產(chǎn)生的硅鉬藍(lán),穩(wěn)定時(shí)間短,并且反應(yīng)的酸度及環(huán)境的溫度對(duì)此影響很大,反應(yīng)條件不易控制,測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度都難以保證,本文采用氨基萘酚磺酸與亞硫酸鈉的混合物作為還原劑的硅鉬藍(lán)光度法進(jìn)行離子膜法制堿過(guò)程中精制鹽水雜質(zhì)SiO2的中控分析,SiO2含量在01.0mg/L范圍內(nèi)遵守比爾定律,測(cè)定的RSD和樣品的平均回收率分別為0.11%和99.93%,結(jié)果令人滿意1 實(shí)驗(yàn)方法1.1 方法原理在pH值約1.3時(shí)3,鉬酸銨與硅酸反應(yīng),生成黃色可溶性硅鉬雜多酸配合物,硅鉬酸根具有很高的氧化活性,能將1-氨基-2-萘酚-4-磺酸等還原劑氧化,本身還原為鉬藍(lán)在一定范圍內(nèi),溶液的藍(lán)色深度與二

3、氧化硅的濃度成正比,配合物的最大吸收波長(zhǎng)為824.22nm,其吸收光譜見(jiàn)圖1反應(yīng)如下:1.2 儀器與試劑GBC916型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(澳大利亞GBC公司,波長(zhǎng)掃描范圍為1901000nm);pHS-3B型精密酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠);所用燒杯移液管容量瓶等均為聚乙烯制品(日本NIKCO-CO.TCD),由日本旭硝子株式會(huì)社提供SiO2標(biāo)準(zhǔn)溶液國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心HBW(E)080272100mg/mL(以SiO2計(jì));50g/L鉬酸銨溶液;混合還原劑:50g/L亞硫酸氫鈉溶液,7g/L無(wú)水亞硫酸鈉溶液,1.5g/L1-氨基-2-萘酚-4-磺酸溶液,按211混合而成;其它試劑:3g/L草酸鈉-鹽

4、酸(GR,5+1)溶液,氯化鈉(基準(zhǔn)試劑);實(shí)驗(yàn)用水為石英亞沸二次水2 結(jié)果討論2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制用6個(gè)150mL聚乙烯燒杯,每個(gè)加入3.3g氯化鈉,加30mL水溶液,分別加入質(zhì)量濃度為100mg/L的二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液00.20.40.60.81.0mL,用pH值計(jì)指示溶液的pH值,在不斷攪拌下滴加鹽酸-草酸溶液,酸化至pH值為1.3(嚴(yán)格控制),加入2mL鉬酸銨溶液,放置5min,加入5mL還原劑,再放置5min,然后將溶液移入100mL容量瓶,加水至刻度,搖勻放置10min后,以試劑為空白,用2cm比色皿,在分光光度計(jì)上測(cè)量其824.4nm處的吸光度根據(jù)SiO2含量與吸光度的關(guān)系繪制標(biāo)

5、準(zhǔn)曲線,見(jiàn)圖2試驗(yàn)條件下,SiO2含量在0.021.0mg/L范圍內(nèi)符合比爾定律,所得回歸方程C=-0.034+1.94A(C:mg/L),相關(guān)系數(shù)r=0.99962.2 共存離子的影響取0.40mg/LSiO2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,考察了共存離子的影響情況,當(dāng)測(cè)定相對(duì)誤差小于10%時(shí),二次精制鹽水指標(biāo)中,共存離子在其最高允許含量(mg/L)(Fe3+)=44,(Ni2+)=22,(Ca2+Mg2+)=22,(Sr+)=55,(Ba2+)=110,(Al3+)=550,(SO2-4)=3300時(shí)均不干擾測(cè)定加入草酸能破壞磷鉬酸,在測(cè)定條件下,0.8mg/L磷酸鹽不干擾測(cè)定2.3 儀器測(cè)量參數(shù)通過(guò)試

6、驗(yàn),確定測(cè)量?jī)x器的最佳參數(shù)如下所示:測(cè)量方式 Abs掃描波長(zhǎng) 930.0700.0nm掃描速度 3000.0nm/min2.4 樣品測(cè)定準(zhǔn)確量取10.00mL鹽水試樣于150mL聚乙烯燒杯中,加入20mL水,以酸度計(jì)指示pH值,用H2C2O2-HCl混酸溶液調(diào)節(jié)pH值到1.3,以后操作步驟同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制,根據(jù)回歸方程計(jì)算數(shù)值乘以10即為試樣中SiO2的含量;同時(shí)在此含量的樣品中加入0.20mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)得其平均回收率為99.93%,測(cè)定結(jié)果列于表12.5 結(jié)果討論(1)高濃度鹽水使離子強(qiáng)度增加,測(cè)定的靈敏度增加(2)加入顯色劑10min后顯色完全,顯色溶液可繼續(xù)保持穩(wěn)定一周時(shí)間(3)

7、溶液酸度對(duì)吸光度影響很大,測(cè)定時(shí)嚴(yán)格控制溶液的pH值在1.21.3之間(4)新配制的還原劑為淺黃色,應(yīng)在冰箱中低溫避光保存,一般可存放一個(gè)半月;有沉淀析出時(shí),可經(jīng)過(guò)濾后再用,顏色變深時(shí)不宜使用(5)吐溫阿拉伯膠糊精聚乙烯醇等表面活性劑具有增敏作用加入等量不同種類的表面活性劑,其影響情況見(jiàn)表2和圖3,其中糊精的增敏作用最大在測(cè)定條件下,加入0.5%的糊精4mL,其線性回歸方程為C=-0.043+1.76A此體系用于含量小于1mg/LSiO2的測(cè)定,結(jié)果的誤差較小(6)由于樣品為飽和鹽水,NaCl含量約為33%,貯液槽內(nèi)溫度較高,鹽水取出后,溫度降低,將有固體鹽析出,由于包夾SiO2會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低,因此應(yīng)趁熱取樣測(cè)定此方法通過(guò)日本旭硝子公司有關(guān)技術(shù)部門(mén)的驗(yàn)證,得到認(rèn)可從1998年11月中日合資河南神馬集團(tuán)氯堿化工責(zé)任有限公司“離子膜制燒堿項(xiàng)目”投產(chǎn)以來(lái),一直用于精制鹽水中SiO2的中控分析,結(jié)果令人