CN109238915A - 含有edta的电解液中二价铅离子含量的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属离子检测技术领域，具体涉及一种的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法。该方法，包括下述的步骤：（1）将电解液有机相和水相分离，取含有上述离子的水相；（2）取水相，加入掩蔽剂和缓冲溶液，混匀，静止；（3）再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂，再次混匀，静置，使铅离子形成沉淀物沉淀出来；（4）过滤，充分洗涤，烘干称重得到沉淀物重量；（5）计算。本发明的有益效果在于，采用本发明的方法，能快速且准确的对含有EDTA、铁离子、铅离子等的的电解液中二价铅离子含量进行测定，避免了试样中EDTA的存在引起的干扰。

Description

含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法

技术领域

本发明属于金属离子检测技术领域，具体涉及一种的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法。

背景技术

在电解合成己二腈工艺中，用的比较多的是复合电极是铅铁复合电极。在实验过程中，为了增加电流效率，电解液中添加20～30％的各种无机盐，其中就有EDTA二钠盐。电解液在电解槽中以极快的速度流通，这就易对极板造成冲刷侵蚀，再加上电解过程中副反应-边缘放电效应，铅板和铁板都会被腐蚀，从而被带进电解液中，由于电解液中EDTA的存在,使得铁和铅被络合，稳定存在电解液中，加剧了极板的腐蚀。

在长时间电解合成过程,需要监控EDTA的有效含量,铅、铁离子的增多会消耗部分EDTA；铅板的腐蚀会造成极板电流效率的降低,所以通过检测电解液中的铅离子的含量,来间接反应出极板的腐蚀情况。

铅的检测方法主要有:一、滴定法:原理:将一种已知准确浓度的试剂溶液,滴加到被测物质的溶液中,根据试剂溶液的浓度和用量,计算被测物质的含量。二、分光光度法(包括:双波长分光光度法、双硫腙分光光度法、原子荧光分光光度法等)。三、光谱法(主要有:原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、、氢化物发生原子荧光光谱法等)。四、电位法(包括:溶出伏安法、微分电位溶出法、离子选择电极法、极谱法)。

借助XRD、EDX/EDS、XPS等常用分析方法可直接对铅元素或铅的含量进行检测。其优缺点:检测过程安全、简单,操作快速、简便、响应快、灵敏度高；但是需要大型贵重的仪器设备、检测成本高。

常用的滴定法一般都是要用EDTA来滴定，涉及的检测样品里是不含EDTA的。比如，用盐酸-硝酸混合酸溶解试样，加入一定量的氯化钠防止铅析出，用氯化钠和盐酸稀释液稀释，在微酸性溶液中，用EDTA滴定法测定铅的含量。或者是，使Pb生成PbSO4沉淀与其它元素分离，在pH值5.5～6.0的醋酸-醋酸钠(铵)缓冲液中，使PbSO4转化为Pb(Ac)2，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定。(该法泛用于原矿、尾矿、精矿中含量在0.5以上的Pb)。

CN104181137A披露了一种检测铅离子含量的方法，其特征在于具体步骤为：

(1)称取0.61g 2,5-二羟基苯甲醛，溶于10mL无水甲醇中，完全溶解后转移至三口烧瓶中，在35℃水浴条件下磁力搅拌；

(2)称取1.0162g 4-氨基安替比林溶于10mL无水甲醇中，超声溶解后缓慢滴加到步骤(1)所得溶液中，在60℃磁力搅拌条件下回流4小时，有大量淡黄色色沉淀生成，静置、冷却、过滤、无水甲醇洗涤三次，干燥，得淡黄色粉末，即得4-氨基安替比林席夫碱缩2,5-二羟基苯甲醛；

(3)称取0.457g CdCl2·2.5H2O溶于100mL蒸馏水后加入到250mL三口烧瓶中，在磁力搅拌下，加入0.34mL分析纯巯基乙酸，并用0.5mol/L的NaOH溶液调节溶液pH值为9.0，充入N2作为保护气体，反应20分钟后再向此溶液中加入0.08g TeO2和0.027g KBH4，此时测定溶液pH值为10.5，停止通入氮气，随后将此反应液于100℃下回流磁力搅拌1小时，静置冷却至室温，得CdTe量子点水溶液，密封置于4℃下冰箱中冷藏备用；

(4)将1mL步骤(3)所得CdTe量子点水溶液与7mL浓度为0.01mol/L的NaOH溶液在50mL三口瓶中混合；

(5)将步骤(2)制备的4-氨基安替比林席夫碱缩2,5-二羟基苯甲醛配成4.425mmol/L甲醇溶液，在磁力搅拌下，缓慢加入到步骤(4)所得溶液中，再在60℃下回流磁力搅拌2小时，量子点表面上的镉离子与4-氨基安替比林席夫碱配位结合，使席夫碱修饰在量子点表面上，反应后静置冷却至室温，加入等体积无水丙酮使修饰量子点沉淀，用旋转蒸发仪蒸发浓缩，再用离心机进行离心分离，干燥，得到4-氨基安替比林缩2,5-二羟基苯甲醛席夫碱修饰CdTe量子点粉末；

(6)将步骤(5)所得的4-氨基安替比林缩2,5-二羟基苯甲醛席夫碱修饰CdTe量子点粉末溶解于30mL蒸馏水中，取900μL该溶液，与100μL浓度为0.01-100μmol/L的铅离子溶液充分混合5分钟，取适量该溶液置于10mm石英比色皿中，放置在荧光分光光度计中，激发波长为276nm，发射波长为554nm，激发和发射的狭缝宽度分别为2.5nm，测定溶液的荧光光谱，记录最大发射波长下的荧光强度，结果表明铅离子浓度在0.01-100μmol/L时，荧光强度F与铅离子溶液的浓度具有良好的线性关系，计算得到的线性回归方程为F＝0.029c+1，检出限为0.003μmol/L；

(7)取工业污水水样，将污水先进行过滤，过滤后准确移取500mL水样，用盐酸酸化，蒸发浓缩至50.00mL，将其蒸发浓缩后的水样转入100mL容量瓶中，加水至刻度线，从中准确移取1.00mL至100mL容量瓶，取适量该溶液于10mm比色皿中，放置在荧光分光光度计中，激发波长为276nm，发射波长为554nm，激发和发射的狭缝宽度分别为2.5nm，测定其荧光强度F，代入步骤(6)中的线性回归方程，计算铅离子的浓度和水样中铅离子的含量。

该方法检测灵敏度高，但过程较繁琐，需要的试剂溶液配置要求较高，且需要贵重的仪器设备、检测成本高。

因此，需要发明一种成本较低的、检测方法更加简便且灵敏高也较高的并且还能避免试样中EDTA的存在带来干扰的测定方法，以便来测定含有EDTA的电解液中二价铅离子含量。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种滴定沉淀的方法来测定含有EDTA的电解液中的铅离子。

本发明是通过下述的技术方案来实现的：

含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，包括下述的步骤：

(1)将电解液有机相和水相分离，取含有上述离子的水相；

(2)取V毫升的水相，加入掩蔽剂和缓冲溶液，混匀，静置，使其将水相中三价铁离子完全被掩蔽剂掩蔽，铅离子从EDTA络合中游离出来；

(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂，再次混匀，静置，使铅离子形成沉淀物沉淀出来；

(4)过滤，充分洗涤，烘干称重得到沉淀物重量M₁；

(5)铅离子的含量计算公式：

C_pb＝[(207.2/269.2)×100％×M₁×10³]/V，g/l。

优选的，(2)中，掩蔽剂为纯品三乙醇胺，缓冲溶液是1mol/l盐酸溶液

(2)中静置10～20分钟。

(3)中铅离子沉淀剂为10％硫化钠水溶液；

(3)中静置的时间是20～40min。

(4)中过滤，采用4号砂芯漏斗。

(4)中，在烘箱中于150～170℃的条件下烘干。

更具体的，上述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，包括以下的步骤：

(1)将电解液静置待其分层，有机相分离回归电解系统，提取水相，用移液管准确移取50ml水相至250ml干净烧杯中，加入1ml的1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀；

(2)移取5ml三乙醇胺，加入上述烧杯中搅拌均匀，静置10～20min；

(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂10％硫化钠水溶液10ml(加入量是过量的，该浓度为质量浓度)，使Pb²⁺和S^2-形成PbS充分沉淀出来，静置25～40分钟；

(4)取干燥称重好的4号砂芯漏斗抽滤，用蒸馏水充分洗涤后，置于烘箱于150～170℃下烘干至恒重，称量计算得到沉淀物重量记为M₁；

(5)铅离子的含量计算公式：

C_pb＝[(207.2/269.2)×100％×M₁×10³]/V，g/l。

本发明的有益效果在于，采用本发明的方法，能快速且准确的对含有EDTA、铁离子、铅离子等的的电解液中二价铅离子含量进行测定，避免了试样中EDTA的存在引起的干扰。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，包括以下的步骤：

(1)将含有EDTA的电解液静置，分层，有机相分离回归电解系统，提取水相，用移液管准确移取50ml水相至250ml干净烧杯中，加入1ml浓度为1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀；

(2)用5ml移液管移取5ml三乙醇胺，加入上述烧杯中搅拌均匀(三乙醇胺是金属离子螯合剂，三乙醇胺本身显碱性，如果直接加入三乙醇胺碱性会导致三价铁离子发生双水解反应而生成氧化铁，失去掩蔽的作用，三乙醇胺在酸性条件下能更好与铁离子螯合)，静置15min；

(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂10％硫化钠水溶液10ml，为的是使Pb²⁺和S^2-形成PbS充分沉淀出来，静置半小时；

(4)用干燥称重好的4号砂芯漏斗抽滤，用蒸馏水充分洗涤后，放入烘箱160℃烘干至恒重，称量计算得到沉淀物重量记为M₁；

(5)将沉淀物用稀盐酸再完全溶解，按照总铁离子---邻菲罗啉分光光度法检测，没有显色反应，说明没有铁离子一起沉淀出来；

Pb²⁺和EDTA络合物的稳定常数lgKMY＝18.04，而PbS的溶解度积常数PKSP＝27.9；PKSP-lgKMY＝9.86，相差较大，可视为铅离子基本沉淀出来。

计算公式：

Pb²++S^2-＝PbS↓

C_pb＝[(207.2/269.2)×100％×M₁×10³]/V＝15.3937M₁(g/l)

得到的铅离子的体积浓度后，乘以整个体系的水相体积数，得出铅离子的重量，从而推算出铅板的腐蚀情况。

说明：在多次实验生产过程中，己二腈电解合成液中，铅离子溶度控制在5g/l以下，铁离子在8g/l以下，上述掩蔽剂和沉淀剂都是过量的。

具体验证实验

按照电解液中主要离子的配比，配置一个溶液进行验证。

1.称取Pb(NO₃)₂硝酸铅1.6482克(约0.004976摩尔)，再称取FeCl₃2.000克(约0.01230摩尔)，称取EDTA二钠盐3.7224克(0.01摩尔)；

2.将这三种物质一同放入250ml干净烧杯中，加入100毫升蒸馏水完全溶解；

3.加入1ml浓度为1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀；

4.(2)用5ml移液管移取5ml三乙醇胺，加入上述烧杯中搅拌均匀，静置15min；

5.(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂10％硫化钠水溶液20ml，其目的是使Pb²⁺和S^2-形成PbS充分沉淀出来，静置半小时；

6.(4)用干燥称重好的4号砂芯(M1＝30.4795克)漏斗抽滤，充分转移过滤后(注意此处不能透滤，透滤要将滤液再次转移回漏斗抽滤)，蒸馏水充分洗涤虑饼后，放入烘箱160℃(2小时以上)烘干至恒重，称量计算得到沉淀物重量记为M2＝31.7953克；

7.将烘干物用稀盐酸再完全溶解，按照总铁离子---邻菲罗啉分光光度法检测，没有显色反应，说明没有铁离子一起沉淀出来，得到的都是PbS沉淀；

8.分析：1.6482克Pb(NO₃)₂转变成PbS沉淀，理论应该得到1.3399克，实际得到M2-M1＝1.3158克，回收率98.20％，可视为完全铅离子完全沉淀出来；

9.以上验证实验，证明此方法可行。

实施例2

含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，包括以下的步骤：

(1)将电解液静置待其分层，有机相分离回归电解系统，提取水相，用移液管准确移取50ml水相至250ml干净烧杯中，加入1ml的1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀；

(2)移取5ml三乙醇胺，加入上述烧杯中搅拌均匀，静置10min；

(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂10％质量浓度的硫化钠水溶液10ml，使Pb²⁺和S^2-形成PbS充分沉淀出来，静置30分钟；

(4)取干燥称重好的4号砂芯漏斗抽滤，用蒸馏水充分洗涤后，置于烘箱于160℃下烘干至恒重，称量计算得到沉淀物重量记为M₁；

(5)铅离子的含量计算公式：

C_pb＝[(207.2/269.2)×100％×M₁×10³]/V，g/l。

实施例3

含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，包括以下的步骤：

(1)将电解液静置待其分层，有机相分离回归电解系统，提取水相，用移液管准确移取50ml水相至250ml干净烧杯中，加入1ml的1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀；

(2)移取5ml三乙醇胺，加入上述烧杯中搅拌均匀，静置20min；

(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂10％质量浓度的硫化钠水溶液10ml，使Pb²⁺和S^2-形成PbS充分沉淀出来，静置30分钟；

(4)取干燥称重好的4号砂芯漏斗抽滤，用蒸馏水充分洗涤后，置于烘箱于170℃下烘干至恒重，称量计算得到沉淀物重量记为M₁；

(5)铅离子的含量计算公式：

C_pb＝[(207.2/269.2)×100％×M₁×10³]/V，g/l。

Claims (8)

1.含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，包括下述的步骤：

(1)将电解液有机相和水相分离，取含有上述离子的水相；

(2)取V毫升的水相，加入掩蔽剂和缓冲溶液，混匀，静置，使其将水相中三价铁离子完全被掩蔽剂掩蔽，铅离子从EDTA络合中游离出来；

(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂，再次混匀，静置，使铅离子形成沉淀物沉淀出来；

(4)过滤，充分洗涤，烘干称重得到沉淀物重量M₁；

(5)铅离子的含量计算公式：

C_pb＝[(207.2/269.2)×100％×M₁×10³]/V，g/l。

2.如权利要求1所述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，其特征在于，(2)中，掩蔽剂为三乙醇胺纯品，缓冲溶液为1mol/l盐酸溶液。

3.如权利要求1所述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，其特征在于，(2)中静置10～20分钟。

4.如权利要求1所述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，其特征在于，(3)中铅离子沉淀剂是质量浓度为10％的硫化钠水溶液。

5.如权利要求1所述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，其特征在于，(3)中静置20～40min。

6.如权利要求1所述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，其特征在于，(4)中过滤，采用4号砂芯漏斗。

7.如权利要求1所述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，其特征在于，(4)中，在烘箱中于150～170℃的条件下烘干。

8.如权利要求1所述的含有EDTA的电解液中二价铅离子含量的测定方法，包括以下的步骤：

(1)将电解液静置待其分层，有机相分离回归电解系统，提取水相，用移液管准确移取50ml水相至250ml干净烧杯中，加入1ml的1mol/l盐酸溶液，搅拌均匀；

(2)移取5ml三乙醇胺，加入上述烧杯中搅拌均匀，静置10～20min；

(3)再加入配置好的新鲜铅离子沉淀剂10％质量浓度的硫化钠水溶液10ml，使Pb²⁺和S^2-形成PbS充分沉淀出来，静置25-40分钟；

(4)取干燥称重好的4号砂芯漏斗抽滤，用蒸馏水充分洗涤后，置于烘箱于150～170℃下烘干至恒重，称量计算得到沉淀物重量记为M₁；

(5)铅离子的含量计算公式：

C_pb＝[(207.2/269.2)×100％×M₁×10³]/V，g/l。