CN108267444A - 一种螯合酸对金属钙离子的螯合能力的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种螯合酸对金属钙离子的螯合能力的测试方法。所述方法包括：取螯合酸溶液，在缓冲液存在下，用乙酸钙标准溶液滴定至终点，然后按照式(1)计算螯合酸对钙离子螯合能力，并以样品螯合钙离子的量表示：式中：ω(Ca)—螯合钙离子能力，mg/g；C1—乙酸钙溶液浓度，mol/L；V1—消耗乙酸钙体积，mL；M—钙的摩尔质量，g/mol；m1—样品质量，g；V2—500mL容量瓶校准后的准确体积数值，mL；V3—100mL移液管校准后的准确体积数值，mL。发明所述测定方法操作简单、快速、易于推广使用。

Description

一种螯合酸对金属钙离子的螯合能力的测试方法
技术领域
本发明涉及石油化工领域，具体的说，是涉及一种螯合酸对金属钙离子的螯合能力的测试方法。
背景技术
酸化作业是保证油田开发增产、增注的一项重要措施。砂岩酸化主要机理为氢氟酸与铝硅酸盐、氟铝酸盐的反应，但该反应过程中可能形成氢氧化钙沉淀。因此能否实现对沉淀离子有效螯合是考察螯合酸性能的重要指标。
目前室内实验常用的螯合能力测试方法主要通过酸液与碳酸钠和氯化钙溶液混合均匀反应观察沉淀情况，该过程需要反复通过加入氢氧化钠溶液调节混合液的pH值，试验操作困难，试验操作结果难准确的判定，导致对钙离子稳定能力的判断容易达不到试验测定目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螯合酸对金属钙离子螯合能力测试方法，其操作方便、快速、测试精确、易于推广使用。
为达上述目的，本发明提供了一种螯合酸对金属钙离子螯合能力测试方法，其中，所述方法包括：取螯合酸溶液，在缓冲液存在下，用乙酸钙标准溶液滴定至终点，然后按照式(1)计算螯合酸对钙离子螯合能力，并以样品螯合钙离子的量表示：
式中：ω(Ca)—螯合钙离子能力，mg/g；
C1—乙酸钙溶液浓度，mol/L；
V1—消耗乙酸钙体积，mL；
M—钙的摩尔质量，g/mol；
m1—样品质量，g；
V2—500mL容量瓶校准后的准确体积数值，mL；
V3—100mL移液管校准后的准确体积数值，mL。
其中，本发明的螯合酸对金属钙离子螯合能力测试方法是一种在线螯合酸对金属钙离子螯合能力测试方法。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述螯合酸溶液是取螯合酸加水配制得到。
根据本发明一些具体实施方案，其中，螯合酸溶液是在缓冲液和指示剂存在下，用乙酸钙标准溶液滴定至终点。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述指示剂为氯化钾、萘酚绿B和酸性铬兰K的混合物。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述指示剂是氯化钾、萘酚绿B和酸性铬兰K按质量比40：2：1的混合物。
根据本发明一些具体实施方案，其中，本发明是将螯合酸溶液在缓冲液存在下，用乙酸钙标准溶液滴定至紫红色为终点。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述缓冲液为NH3-NH4Cl缓冲溶液。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述缓冲液用量为将螯合酸溶液pH调节为9-11；其中优选为10。
根据本发明一些具体实施方案，其中，NH3-NH4Cl的缓冲溶液的配制方法为称取54g氯化铵与350mL氨水中，用水定容至1000mL。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述的螯合酸溶液的质量体积浓度为1％-3％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述的螯合酸溶液的质量体积浓度为1％。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述乙酸钙标准溶液浓度为0.25mol/L。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述螯合酸以螯合酸总重量计由如下重量百分比成分组成：氟化铵5.0％～15.0％、盐酸5.0％～20.0％、缓蚀剂2.0～10.0％、螯合剂3.0％～15.0％、以及余量为水。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述缓蚀剂选自三乙醇胺、硫醇胺、苯乙酮按1:(1-2):(1-3)配制成浓度为15.0％-25.0％的水溶液。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述缓蚀剂选自三乙醇胺、硫醇胺、苯乙酮按1:1:1配制成浓度为25.0％的水溶液。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述螯合剂选自柠檬酸、次氨基三乙酸按(2-4):1配制成20.0％-25.0％的水溶液。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述螯合剂选自柠檬酸、次氨基三乙酸按2:1配制成25.0％的水溶液。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括：
步骤1：称取5.0g螯合酸，加入去离子水稀释并定容至500mL容量瓶；
步骤2：用移液管吸取100mL稀释的螯合酸溶液至锥形瓶中，
步骤3：量取加入NH3-NH4Cl缓冲溶液调节pH值为10左右，加入锥形瓶中；
步骤4：加1～2滴混合指示剂至锥形瓶中；
步骤5：用乙酸钙标准溶液滴定溶液至紫红色为终点；
步骤6：螯合酸对钙离子螯合能力按式(1)计算，螯合钙的能力以样品螯合Ca2+的量表示：
式中：ω(Ca)—螯合钙离子能力，mg/g；
C1—乙酸钙溶液浓度，mol/L；
V1—消耗乙酸钙体积，mL；
M—钙的摩尔质量，g/mol；
m1—样品质量，g；
V2—500mL容量瓶校准后的准确体积数值，mL；
V3—100mL移液管校准后的准确体积数值，mL。
综上所述，本发明提供了一种螯合酸对金属钙离子螯合能力测试方法。本发明的方法具有如下优点：
(1)发明所述测定方法操作简单、快速、易于推广使用；
(2)发明所述测定方法不存在反复加入氢氧化钠溶液调节pH值得问题；
(3)发明所述测定方法可快速、准确地实现对酸液稳定钙离子能力的评价；
(4)发明所述螯合剂能高效螯合Ca2+、Fe3+、AL3+等金属离子，避免形成氟铝酸盐、氟硅酸盐等二次沉淀；
(5)发明所述螯合剂酸液体系现场可直接稀释使用。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
试剂配制：
0.25mol/L乙酸钙溶液：准确称取纯乙酸钙40g，用蒸馏水稀释于1000mL容量瓶至刻度，摇匀备用。
NH3-NH4Cl的缓冲溶液：用蒸馏水溶解54g NH4Cl和350毫升氨水，该缓冲溶液pH值为10，用容量瓶定容到1000mL，摇匀备用。
混合指示剂：分布准确称取40g、2g、1g的氯化钾、萘酚绿B、酸性铬兰K，用蒸馏水稀释至1000mL容量瓶至刻度，摇匀备用。
以上试剂均为分析纯。
螯合酸对金属钙离子螯合能力的测定：
称取5.0g螯合酸(氟化铵10％、盐酸10％、缓蚀剂5％、螯合剂10％、以及余量为水)，加入去离子水并定容至500mL容量瓶，用移液管吸取100mL至锥形瓶中，加入NH3-NH4Cl缓冲溶液调节pH值为10左右，再加1～2滴混合指示剂，用乙酸钙标准溶液滴定至溶液至紫红色为终点。
螯合酸对钙离子螯合能力按式(3)计算：
式中：ω(Ca)—螯合钙离子能力，mg/g；
C1—乙酸钙溶液浓度，mol/L；
V1—消耗乙酸钙体积，mL；
M—钙的摩尔质量，g/mol；
m1—样品质量，g；
V2—500mL容量瓶校准后的准确体积数值，mL；
V3—100mL移液管校准后的准确体积数值，mL。
根据本测定方法对螯合酸进行3次平行实验，结果见表1。由表1可知，该方法测得的螯合酸对钙离子螯合能力最高达到255mg/g，平均为253.3mg/g。表1钙离子螯合能力

Claims (10)

1.一种螯合酸对金属钙离子的螯合能力的测试方法，其中，所述方法包括：取螯合酸溶液，在缓冲液存在下，用乙酸钙标准溶液滴定至终点，然后按照式(1)计算螯合酸对钙离子螯合能力，并以样品螯合钙离子的量表示：
式中：ω(Ca)—螯合钙离子能力，mg/g；
C1—乙酸钙溶液浓度，mol/L；
V1—消耗乙酸钙体积，mL；
M—钙的摩尔质量，g/mol；
m1—样品质量，g；
V2—500mL容量瓶校准后的准确体积数值，mL；
V3—100mL移液管校准后的准确体积数值，mL。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，螯合酸溶液是在缓冲液和指示剂存在下，用乙酸钙标准溶液滴定至终点；(优选所述指示剂为氯化钾、萘酚绿B和酸性铬兰K的混合物；优选是氯化钾、萘酚绿B和酸性铬兰K按质量比40：2：1的混合物；优选是滴定至溶液为紫红色为终点)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述缓冲液为NH3-NH4Cl缓冲溶液；(优选所述缓冲液用量为将螯合酸溶液pH调节为9-11)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，NH3-NH4Cl缓冲溶液的配制方法为称取54g氯化铵与350mL氨水中，用水定容至1000mL。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的螯合酸溶液的质量体积浓度为1％-3％；优选所述的螯合酸溶液的质量体积浓度为1％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述乙酸钙标准溶液的浓度为0.25mol/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，以螯合酸总重量计，所述螯合酸由如下重量百分比成分组成：氟化铵5.0％～15.0％、盐酸5.0％～20.0％、缓蚀剂2.0～10.0％、螯合剂3.0％～15.0％、以及余量为水。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述缓蚀剂选自三乙醇胺、硫醇胺、苯乙酮按1:(1-2):(1-3)配制成浓度为15.0％-25.0％的水溶液；优选所述缓蚀剂选自三乙醇胺、硫醇胺、苯乙酮按1:1:1配制成浓度为25.0％的水溶液。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述螯合剂选自柠檬酸、次氨基三乙酸按(2-4):1配制成20.0％-25.0％的水溶液；优选所述螯合剂选自柠檬酸、次氨基三乙酸按2:1配制成25.0％的水溶液。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
步骤1：称取5.0g螯合酸，加入去离子水稀释并定容至500mL容量瓶；
步骤2：用移液管吸取100mL稀释的螯合酸溶液至锥形瓶中，
步骤3：量取加入NH3-NH4Cl缓冲溶液调节pH值为10左右，加入锥形瓶中；
步骤4：加1～2滴混合指示剂至锥形瓶中；
步骤5：用乙酸钙标准溶液滴定溶液至紫红色为终点；
步骤6：螯合酸对钙离子的螯合能力按式(1)计算，螯合钙的螯合能力以样品螯合Ca2+的量表示：
式中：ω(Ca)—螯合钙离子能力，mg/g；
C1—乙酸钙溶液浓度，mol/L；
V1—消耗乙酸钙体积，mL；
M—钙的摩尔质量，g/mol；
m1—样品质量，g；
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