CN100458420C - 硝酸汞滴定测量石灰石浆液中氯离子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硝酸汞滴定检测石灰石浆液中的痕量氯离子的方法，利用氯离子与硝酸汞中的汞离子发生反应，形成微溶的氯化汞，滴定终点时，多余的汞离子与二苯卡巴腙指示剂反应生成紫色络合物，溶液颜色由黄绿色突变成紫色即为终点，最后根据硝酸汞的滴定量计算氯离子含量。本发明所述方法操作简单，成本低，常规的滴定管就可完成该实验；排除了亚硫酸根的干扰，精度高，可检测几个ppm的氯离子；滴定终点变色明显，易辨别。

Description

硝酸汞滴定测量石灰石浆液中氯离子的方法

技术领域

本发明涉及烟气脱硫领域，特别涉及烟气脱硫领域石灰石浆液中的氯离子测定方法。

背景技术

我国是世界上SO₂排放量最大的国家之一，年排放量接近2000万吨，其主要原因是煤炭在能源消费结构中所占比例太大。烟气脱硫(FGD)是目前控制SO₂污染的重要手段，其中，湿法脱硫是应用最广的烟气脱硫技术，具有设备简单、气液接触良好、脱硫效率高、吸收剂利用率高、处理能力大的优点。吸收剂不同，湿法脱硫技术也不同，其中，采用石灰石作为脱硫剂的石灰石—石膏法脱硫技术最为成熟，应用最广。

在FGD工程中，氯离子的主要来源是：工艺水溶解的盐以及烟气吸收的HCl。氯离子在脱硫工程中的危害主要体现在以下几个方面：

(1)降低SO₂吸收率

(2)影响石膏品质

(3)腐蚀系统设备

所以必须准确的检测不可避免的氯离子浓度并控制在一定范围，目前氯离子的检测方法比较多，常用的方法有以下几种：

(1)自动电位滴定法：精确度比较高，但这种方法需借助于自动电位滴定仪以及相应的配套电极才能完成，成本高。

(2)HgCl₂滴定法：以二苯基脲为指示剂，用HgCl₂滴定Cl离子，可以检测出10ppm以下的Cl离子，但是该方法的滴定溶液HgCl₂属于剧毒物质，危害很大，不易推广。

(3)硝酸银滴定法：硝酸银与氯化物作用生成氯化银沉淀，多余的硝酸银与铬酸钾指示剂反应生成红色的铬酸银沉淀，此时达到终点。该方法受Br^-、I^-、CN^-、S^2-、SO₃ ^2-的干扰较大；且滴定终点生成的红色铬酸银沉淀使溶液呈浑浊状态，不易判断颜色突变过程，人为误差大。

(4)其他测定方法：离子选择电极测定法、离子色谱法、极谱法等都需要专门的配套设备才能完成，成本高；

发明内容

针对目前测试方法存在的问题，本发明提供了一种新的方法—硝酸汞滴定法，它是一种操作简单，精确度较高、成本较低的测试方法。

具体技术方案如下：

一种硝酸汞滴定法测石灰石浆液中痕量氯离子的方法，包括以下步骤：

(1)移取待测石灰石浆液500mL，过滤取上层清液；

(2)吸取体积为VmL的上层清液于锥形瓶中，加过氧化氢溶液消除亚硫酸根对滴定的干扰；

(3)二苯卡巴腙混合指示剂的配制按每0.5g二苯卡巴腙、0.05g溴酚蓝和0.12g二甲苯青，溶解于100mL 95％的乙醇中的比例精确称取各原料，存放在棕色瓶中摇匀备用；

(4)往锥形瓶中加入步骤(3)所得的二苯卡巴腙混合指示剂，使溶液颜色变成蓝色，然后逐滴加入硝酸调节溶液PH值，直到溶液颜色从蓝色变成蓝绿色或黄绿色；

(5)用配制好的浓度为C₁mol/L的硝酸汞溶液往步骤(4)的锥形瓶中进行滴定，溶液颜色从蓝绿色或黄绿色变成紫色时即为滴定终点，消耗的硝酸汞溶液体积记为a mL；

(6)用与样品上层清液同体积的蒸馏水作为待测样品重复上述步骤做空白试验，消耗的硝酸汞溶液体积记为b mL；

(7)待测样品中的氯离子浓度计算公式是

C＝(a-b)×2C₁×1000×35.54/V

其中：C＝清液中的氯离子浓度，mg/L

a＝样品试验消耗的硝酸汞溶液体积，mL

b＝空白试验消耗的硝酸汞溶液体积，mL

C₁＝硝酸汞滴定溶液的浓度，mol/L

35.54是氯离子原子量

V＝移取的清液体积，mL

将测量的数据代入公式计算氯离子浓度。

本发明的原理是氯离子与汞离子发生反应，形成微溶的氯化汞，滴定终点时，多余的汞离子与二苯卡巴腙指示剂反应生成紫色络合物，溶液颜色由黄绿色突变成紫色即为终点，最后根据硝酸汞的滴定量计算氯离子含量。化学反应式如下：

2Cl^-+Hg(NO3)₂→HgCl₂+2NO3^2-

本发明所用的指示剂必须按所述的比例关系配制，如果混合比例不同，很难观察到颜色变化。

步骤(2)加过氧化氢溶液是为了消除亚硫酸根对滴定的干扰，一般情况下每100毫升上层清液需加大约1～2毫升过氧化氢溶液，一定要加足量，如果太少样品中的亚硫酸根离子不能被充分氧化，会使结果误差增大。

步骤(4)加入硝酸调节溶液PH值，直到溶液颜色从蓝色变成蓝绿色或黄绿色，经过测定此时的PH值是3.1，如果调节过程中硝酸加过量，可另加0.1mol/L的氢氧化钠直到PH值调到3.1左右。硝酸的浓度选择可为0.1mol/L。

步骤(6)用蒸馏水作空白实验是为了减少误差。

我们对同种浆液清液进行了两种方法的对比实验，实验结果如下：

表1本发明方法与硝酸银滴定法的实验结果对比

实验过程中我们发现，硝酸银滴定法的滴定终点的颜色变化不是很明显，没有颜色的突变过程，很难准确确定终点；而本发明的滴定终点颜色突变非常明显，利于观察。

从表1的实验结果来看，采用硝酸银滴定法测出的实验结果比发明方法略高，原因一是因为浆液中有一部分的SO₃ ^2-离子，而硝酸银滴定法SO₃ ^2-的干扰较大；原因二就是硝酸银滴定法的滴定终点变色不够明显，滴定终点生成的红色铬酸银沉淀使溶液呈浑浊状态，给判断溶液的颜色变化增加困难，正因为上述两个原因，所以采用硝酸银滴定法测出的结果会偏高。

本发明的有益效果体现在以下几个方面：

(1)操作简单，成本低，常规的滴定管就可完成该实验；

(2)精度高，可检测几个ppm的氯离子；

(3)滴定终点变色明显，易辨别，溶液颜色由黄绿色变成明显的紫色；混合指示剂溶液中的溴酚蓝是pH指示剂，可掩蔽二苯卡巴腙本身的灰色，使滴定终点的变色更为明显；

(4)该发明采用过氧化氢溶液排除SO₃ ^2-离子的干扰，准确度较高。

具体实施例

实施例1硝酸汞滴定法检测石灰石浆液中的氯离子浓度

步骤如下：

(1)移取待测石灰石浆液500mL，过滤取上层清液；

(2)吸取体积为100mL的上层清液于锥形瓶中，加足量的过氧化氢溶液1毫升消除亚硫酸根对滴定的干扰；

(3)二苯卡巴腙混合指示剂的配制精确称取0.5g二苯卡巴腙、0.05g溴酚蓝和0.12g二甲苯青，溶解于100mL的95％的乙醇，存放在棕色瓶中摇匀备用；

(4)往锥形瓶中加入步骤(3)所得的二苯卡巴腙混合指示剂，直到使溶液颜色变成蓝色，然后逐滴加入0.1mol/L的硝酸调节溶液PH值，直到溶液颜色从蓝色变成蓝绿色或黄绿色；

(5)用配制好的0.01mol/L的硝酸汞溶液往锥形瓶中进行滴定，溶液颜色从蓝绿色或黄绿色变成紫色时即为滴定终点，消耗的硝酸汞溶液体积记为1.34mL；

(6)用与样品上层清液同体积的蒸馏水作为待测样品重复上述步骤做空白试验，消耗的硝酸汞溶液体积为0.02mL；

(7)将数据代入公式C＝(a-b)×2C₁×1000×35.54/V

中计算待测样品中的氯离子浓度是

(1.34-0.02)×2×0.01×1000×35.54/100＝9.38mg/L即9.38ppm

对比实施例用硝酸银滴定法检测实施例1中样品的氯离子浓度

(1)移取500mL浆液，静置，过滤取上层清液；

(2)移取清液100mL于锥形瓶中；

(3)在锥形瓶中加入几滴酚酞指示剂，然后逐滴加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液，直到溶液颜色浅粉红色，然后用0.05mol/L的硝酸溶液滴至无色；再加入1mL的10％的铬酸钾溶液。

(4)用0.01mol/L的硝酸银溶液进行滴定，溶液颜色变成砖红色时即为终点，此时消耗的硝酸银溶液的体积为2.71mL。

(5)空白试验消耗的硝酸银溶液的体积为0.02mL。

清液中的氯离子浓度：

(2.71-0.02)×0.01×1000×35.54/100＝9.56mg/L即9.56ppm

实施例1与对比实施例相比较，由于SO₃ ^2-离子的干扰，滴定终点变色不够明显使硝酸银滴定法测得的结果偏高。

Claims (2)

1.一种硝酸汞滴定测量石灰石浆液中氯离子的方法，包括以下步骤：

(1)移取待测石灰石浆液，过滤取上层清液；

(2)吸取体积为VmL的上层清液于锥形瓶中，加过氧化氢溶液消除亚硫酸根对滴定的干扰；

(3)二苯卡巴腙混合指示剂的配制按每0.5g二苯卡巴腙、0.05g溴酚蓝和0.12g二甲苯青，溶解于100mL 95％的乙醇中的比例精确称取各原料，存放在棕色瓶中摇匀备用；

(4)往锥形瓶中加入步骤(3)所得的二苯卡巴腙混合指示剂，使溶液颜色变成蓝色，然后逐滴加入硝酸调节溶液PH值，直到溶液颜色从蓝色变成蓝绿色或黄绿色；

(5)用配制好的浓度为C₁mol/L的硝酸汞溶液往步骤(4)的锥形瓶中进行滴定，溶液颜色从蓝绿色或黄绿色变成紫色时即为滴定终点，消耗的硝酸汞溶液体积记为a mL；

(6)用与样品上层清液同体积的蒸馏水作为待测样品重复上述步骤做空白试验，消耗的硝酸汞溶液体积记为b mL；

(7)待测样品中的氯离子浓度计算公式是

C＝(a-b)×2C₁×1000×35.54/V

其中：C＝清液中的氯离子浓度，mg/L

a＝样品试验消耗的硝酸汞溶液体积，mL

b＝空白试验消耗的硝酸汞溶液体积，mL

C₁＝硝酸汞滴定溶液的浓度，mol/L

35.54是氯离子原子量

V＝移取的清液体积，mL

将测量的数据代入公式计算氯离子浓度。

2.如权利要求1所述的硝酸汞滴定测量石灰石浆液中氯离子的方法，其中步骤(2)中每100毫升上层清液加入1～2毫升过氧化氢溶液。