CN107271530A - 一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法。包括用醇类溶解试样、测试样的配制、标准加入法测量等步骤。本发明成功地运用氟离子选择性电极法测定有机溶剂体系中的氟含量。采用乙醇或甲醇溶解试样，避免了有机溶剂不溶于或不完全混溶于水对氟离子测定的严重影响，分析结果误差小，精度高。该方法具有设备简单、检测便捷的特点，有效配合了科研生产的进行。

Description

一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法
技术领域
本发明属于有机溶剂检测技术领域，具体是涉及一种采用氟离子选择性电极法准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法。
背景技术
氟化氢是现代氟化工的基础原料，是制取氟材料、元素氟、各种氟致冷剂、无机氟化盐、有机氟化物等的最基本原料，市场需求量极大。
目前氟化氢90％来自萤石加工。全世界萤石储量约为6亿吨，我国储量约占54％。萤石虽是中国的优势资源，但萤石作为不可再生资源，近年来的过快消耗已引起各方重视，已被视为国家战略资源。为保护好这一战略资源，国家有关部门现已限制开采与出口。
寻找替代性氟来源已成为氟化工可持续发展的方向，而磷肥副产氟硅酸可以作为氟来源的最佳替代品，以磷肥副产氟硅酸加工氟化氢的技术开发已成为国内磷肥企业主要开展技术创新项目，它对于保护有限的萤石资源、促进我国磷肥工业协调发展与技术进步有着重大的战略意义。
氟含量测定，主要采用比色法和氟电极法。比色法是根据在酸性溶液中，茜素磺酸钠与锆盐反应生成红紫色络合物的特点，当氟离子存在时，与络合物中的锆离子作用生成更稳定的无色氟氧化锆络合物，在一定浓度范围内，溶液色度的减退符合比尔定律。氟电极法是根据氟离子选择电极的氧化镧单晶膜在外部溶液存在氟时，产生膜电势的特点，可用参比电极(饱和的甘汞电极)组成的原电池，用毫伏计直接测得的电池电动势与氟离子浓度成正比。
在含氟的有机溶剂体系中，一些有机溶剂不溶于或不完全混溶于水会严重影响氟离子选择性电极对氟离子含量的测定，使测定结果与实际值发生巨大偏差。
在氟化工领域，氟化氢或氟硅酸等会以有机溶剂作为反应介质进行生产，对有机溶剂中氟含量进行准确测定和计量，在此过程中具有十分重要的意义。因此，有必要开发一种新的简便方法，能够准确测定不溶于或不完全混溶于水的有机体系中的氟含量。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法，以简化流程，提高检测精度，满足科研、生产检测的需求。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。
一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法，包括以下步骤：
(1)样品溶解：
称取1.00～2.00g待测含氟有机溶剂样品置于100mL的容量瓶中，加入甲醇或乙醇溶解并定容至100mL；
(2)测试样的配制：
取1mL步骤(1)所得溶液置于100mL容量瓶中，加入20mL去离子水，用氨水溶液调节pH值5～7；向其中加入10mL TISAB溶液，再用去离子水定容至刻度，得到待测样品溶液；
(3)标准加入法测量：
用氟离子选择性电极法测定1mg/mL的氟离子标准溶液，记录相应数据并计算对比参数值n；
用氟离子选择性电极法测定步骤(2)所得待测样品溶液，记录相应的测试数据a；
根据公式计算得到待测样品中的氟含量；
式中：F为氟含量值，m为样品质量。
所述的TISAB溶液优选由以下方法配制得到：称取58g氯化钠、3.48g柠檬酸三钠和57mL冰醋酸置于500mL去离子水中，搅拌溶解，并用6mol/L氢氧化钠溶液调节pH值为5.0～5.5；将混合物溶液转入1000mL容量瓶中用去离子水稀释至刻度。
所述的含氟有机溶剂包括三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺、三壬胺、三癸胺；庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷；苯、甲苯、混二甲苯和乙苯。
所述的含氟有机溶剂中氟的存在形式包括氟化氢或氟硅酸。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明成功地运用氟离子选择性电极法测定有机溶剂体系中的氟含量，该方法具有设备简单、检测便捷的特点；
(2)采用乙醇或甲醇溶解试样，避免了有机溶剂不溶于或不完全混溶于水对氟离子测定的严重影响，分析结果误差小，精度高，有效配合了科研生产的进行。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所进一步的详细说明，但实施例并不是对本发明技术方案的限定。
实施例1
样品的制备：
将质量分数为30％的氢氟酸100g(其中含氟为28.50g、含水71.50g)和三辛胺200g在90℃下搅拌约20min，再静置10min分相，分离得到有机相和水相，水相含氟0.1425g，萃取率99.5％。含氟化氢有机相即为本实施例的含氟有机溶剂试样。
样品例测试：
称取1.00g含氟有机溶剂试样置于100mL的容量瓶中，加入乙醇溶解并定容至100mL；取1mL所得溶液于100mL容量瓶中，加入20mL去离子水，用氨水溶液调节pH在5～7；向其中加入10mLTISAB溶液，用去离子水定容至刻度；TISAB溶液(离子强度调节剂)的配制：称取58g氯化钠、3.48g柠檬酸三钠、量取57mL冰醋酸放入大约500mL去离子水中，并用6mol/L氢氧化钠溶液调节上述溶液pH为(5.0-5.5)。混合物溶液转入1000mL容量瓶中用去离子水稀释至刻度，混匀。制备好的溶液保存聚乙烯瓶中。
用氟离子选择性电极测定1mg/mL的氟离子标准溶液，记录相应数据并计算对比参数值n；用氟离子选择性电极测定配制的样品，记录相应的测试数据a；用公式计算得到待测样品中的氟含量；
式中：F为氟含量值，m为样品质量。
上述操作重复两次；
对比例：
称取1.00g含氟有机溶剂试样置于100mL的容量瓶中，加入去离子水溶解并定容至100mL；取1mL所得溶液于100mL容量瓶中，加入20mL去离子水，用氨水溶液调节pH在5～7；向其中加入10mLTISAB溶液，用去离子水定容至刻度；
用氟离子选择性电极测定1mg/mL的氟离子标准溶液，记录相应数据并计算对比参数值n；用氟离子选择性电极测定配制的样品，记录相应的测试数据a；用公式计算得到待测样品中的氟含量；
式中：F为氟含量值，m为样品质量。
上述操作重复两次；
样品例与对比例在同样条件下测试，具体数据如下表：
配制含氟化氢有机相中氟元素的实际含量为12.42％。
由此可见，所分析出来的对比例的结果与实际值相差甚远，且不稳定；样品例通过本发明的方法测定结果，与其实际值较相近。
实施例2
重复实施例1，有以下不同点：
样品的制备：
将质量分数为14％的氟硅酸100g(其中含氟为11.08g、含水86.00g)和有机溶剂(正十二烷与三辛胺的体积比为1:1)200g在90℃下以搅拌约20min，再静置10min分相，分离得到有机相和水相，水相含氟0.1108g，萃取率99％。含氟硅酸有机相即为本实施例的含氟有机溶剂试样。
样品例测试：
称取2.00g含氟有机溶剂试样置于100mL的容量瓶中，加入甲醇溶解并定容至100mL；取1mL所得溶液于100mL容量瓶中，加入20mL去离子水，用氨水溶液调节pH在5～7；向其中加入10mLTISAB溶液，用去离子水定容至刻度；
用氟离子选择性电极测定1mg/mL的氟离子标准溶液，记录相应数据并计算对比参数值n；用氟离子选择性电极测定配制的样品，记录相应的测试数据a；用公式计算得到待测样品中的氟含量；
式中：F为氟含量值，m为样品质量。
上述操作重复两次；
对比例：
称取2.00g含氟有机溶剂试料置于100mL的容量瓶中，加入去离子溶解并定容至100mL；取1mL所得溶液于100mL容量瓶中，加入20mL去离子水，用氨水溶液调节pH在5～7；向其中加入10mLTISAB溶液，用去离子水定容至刻度；
用氟离子选择性电极测定1mg/mL的氟离子标准溶液，记录相应数据并计算对比参数值n；用氟离子选择性电极测定配制的样品，记录相应的测试数据a；用公式计算得到待测样品中的氟含量；
式中：F为氟含量值，m为样品质量。
上述操作重复两次；
样品例与对比例在同样条件下测试，具体数据如下表：
配制含氟硅酸有机相中氟元素的实际含量为5.20％。
由此可见，对比例的测定结果与实际值相差大，且不稳定；样品例通过本发明的方法测定结果，与其实际值较相近。

Claims (4)

1.一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法，包括以下步骤：
(1)样品溶解：
称取1.00～2.00g待测含氟有机溶剂样品置于100mL的容量瓶中，加入甲醇或乙醇溶解并定容至100mL；
(2)测试样的配制：
取1mL步骤(1)所得溶液置于100mL容量瓶中，加入20mL去离子水，用氨水溶液调节pH值5～7；向其中加入10mL TISAB溶液，再用去离子水定容至刻度，得到待测样品溶液；
(3)标准加入法测量：
用氟离子选择性电极法测定1mg/mL的氟离子标准溶液，记录相应数据并计算对比参数值n；
用氟离子选择性电极法测定步骤(2)所得待测样品溶液，记录相应的测试数据a；
根据公式计算得到待测样品中的氟含量；
式中：F为氟含量值，m为样品质量。
2.根据权利要求1所述的一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法，其特征在于：所述的TISAB溶液由以下方法配制得到：称取58g氯化钠、3.48g柠檬酸三钠和57mL冰醋酸置于500mL去离子水中，搅拌溶解，并用6mol/L氢氧化钠溶液调节pH值为5.0～5.5；将混合物溶液转入1000mL容量瓶中用去离子水稀释至刻度。
3.根据权利要求1所述的一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法，其特征在于：所述的含氟有机溶剂包括三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺、三壬胺、三癸胺；庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷；苯、甲苯、混二甲苯和乙苯。
4.根据权利要求1或3所述的一种准确测定含氟有机溶剂中氟含量的方法，其特征在于：所述的含氟有机溶剂中氟的存在形式包括氟化氢或氟硅酸。
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