分光光度法测定氯气中微量硫酸根离子.pdf

第42卷第6期
化工技术与开发
Vol42 No 6
2013年6月
Technology Development of Chemical Industry
Jun.2013
分光光度法测定氯气中微量硫酸根离子
石玉英,闫月娥,王益梅
(攀枝花钢企欣字化工,四川攀枝花617000
摘要:以浓硫酸为干燥剂进行干燥净化的氯气中会夹带微量硫酸根离子,其含量直接影响后续用氯生产设
备的使用寿命及稳定性能。本文采用硫酸钡分光光度法测定氯气中的微量硫酸根含量,于430nm波长处,硫酸根
浓度在2-53x10-523.93x10范围内与硫酸钡吸光度呈线性关系,线性回归方程y=3.56+000,R=0.999,相
对标准偏差小于5%,加标回收率在98.2%-102.5%之间。该方法操作简单,可行性强,可满足测定要求。
关键词:氯气;微量;硫酸根;硫酸钡分光光度法
中图分类号:0657.3
文献标识码:A
文章编号:16719905201306-0038-04
众所周知,浓硫酸是氯气浄化过程常用的干燥高,精密度好,检出限低,实用性强,为快速反馈电解
剂,也是氯气压缩机常用的循环介质,主要原因是浓氯气中硫酸根离子含量提供了保障。
硫酸不与氯气发生化学反应,氯气在硫酸中的溶解
度小,浓硫酸有强烈的吸水性,浓硫酸不腐蚀钢铁设1实验部分
备。但在氯气通过浓硫酸时,有部分硫酸酸雾随着1.1实验原理
氯气的气流被帯出,成为新的有害杂质(主要以SO
在盐酸介质中,钡离子与硫酸根离子生成难溶
的形式存在)。首先,SO2影响氯气纯度,进入沸腾的硫酸钡。当硫酸根含量较低时,在一定时间内硫
氯化工序后,会与氯化原料发生副反应,降低氯化效酸钡悬浮体使溶液浑浊,然后用硫酸盐目视比浊法
率;同时,在对氯气进行液化时,大量SO0的存在还测定。
会堵塞液氯液化器,降低液化效率。其次,氯气经过
1.2实验方法
硫酸洗涤后残余少量电解质升华物与硫酸反应生成
硫酸盐,沉积在塔器填料层及管道内,长期积累,导
酸化溶液:移取20.00mL吸收完成后的样品溶液
致氯压机故障,后续用氯设备被堵塞,腐蚀的事故时于omL容量瓶中,加人10mL盐酸溶液,2nL95%丙
有发生。再次,氯气属于剧毒物质,在生产中所有设
酮,10mL氯化钡溶液,稀释至刻度,摇匀,放置5min。
备和管道都必须处于密闭状态,内部状况无法用肉
移取部分试样溶液于3cm比色皿中,在分光光度
眼观察,只能通过检测干燥净化后氯气中So2含量计波长430m处测定其吸光度,减去随同试样的空白
的高低间接反映,因此,电解氯气中硫酸根离子的准溶液吸光度。从工作曲线上查得相应的硫酸根含量。
确监测和控制是后续用氯生产加工的关键,而开发2结果与讨论
众多学者业已对硫酸钡比浊法检测微量硫酸根2.1稳定剂的选择
离子的方法进行了研究,该方法具有操作简便、快
稳定剂的选择是浊度法检测硫酸根离子的关健
速、测量范围大、准确性高、精密度好等优点,但将此因素之一。不同的稳定剂适用于不同的测试体系,
方法用于测定气体样品中微量硫酸根离子尚未见报选择稳定剂应遵循如下原则門:
道。本文研究了硫酸钡浊度法检测电解氯气中微量
(1)稳定剂的加入能使硫酸钡悬浊液分散均匀
硫酸根离子的方法,通过一系列实验,确立了最佳测且稳定存在,从而提高测试体系的稳定性和灵敏度
试条件,应用于实际样品的测定,操作筒便,准确性
(2)稳定剂本身性质稳定,不易分解或氧化,不
作者简介:石玉英(1978-,女,大学本科,化工工程师,地址:四川省攀枝花市仁和区钒钛工业园区欣宇化工有限公司,电话:
13982388771,E-mail:syygjg@21cn.com
收稿日期:2013-03-19
第6期
石玉英等:分光光度法测定氯气中微量硫酸根离子
与待测组分发生反应;
光度越大。因此,本实验选用99.5%的丙酮作为分
(3)稳定剂简单易得,价格适中。
散稳定剂。
基于以上原则,本实验分别以1:1乙醇、丙二
表2丙浓度与吸光度的关系
醇、OP/正丁醇/正庚烷/水四组分微乳液、0.2%
丙酮浓度
1:4
1:3
的溴化十六烷基三甲铵、丙酮作为稳定剂,检测了
吸光度
0.064
0.091
0.157
6.00mL100ug·mL1的SO2标准溶液在420
需要注意的是,丙酮用量和浓度对吸光度的影
处的吸光度,结果如图1所示。由图1可见,以丙嗣响看似本质上相同,都是丙用量的多少在起作用,
为稳定剂时,体系的吸光度最大,因此本实验洗择丙其实不完全一样。例如,表1中1mL95%丙嗣和
嗣作为稳定剂。
表2中2mL1:1丙酮溶液作分散剂时,所配制的悬
浊液中丙酮浓度相同,但吸光度差别较大,分别为
0.063和0.157。因此,在配制悬浊液过程中,稳定剂
0.200
和硫酸根离子溶液混合后接着滴加氯化钡溶液,期
0.150
间不能有任何程度的稀释。
2.3酸试剂和钡试剂的选择
0.100
用硫酸钡比浊法检测硫酸根离子所用的试剂分
0.050
为酸试剂和钡试剂,不同的酸试剂和钡试剂会对检
测效果产生不同的影响。本实验体系以稀盐酸和
0.000
氯化钡溶液为最佳组合,因为第一步加入盐酸酸化
稳定种类
a.1:1乙醇b丙二醇c.OP正丁醇/正庚烷/水四组分微
后,可以排除试样中可能含有的CO3、S03、PO或
乳液d.0.2%的溴化十六烷基三甲铵e.丙酮
HPO2、C2O2、SiO2、Ag等离子的干扰,第二步加入
图1稳定剂种类与吸光度的关系
氯化钡溶液后产生的沉淀完全来源于试样中含有的
2.2稳定剂用量对吸光度的影响
SO2,且这两种试剂均为实验室易得的。而稀硝酸
2.2.1丙酮用量的影响
具有氧化性,会将SO32或HSO2的离子氧化成SO2
分别以用量1、1532、3、5、10mL的丙酮作为稳离子,且NOQ。不能与Ag形成沉淀,若使用稀硝酸作
定剂,测定600L100-g?mL'的SO02标准溶液为酸试剂,就不能排除可能含有的S032或HIQ:和
的吸光度,结果如表1所示。从表1结果可看出,随Ag的千扰批。醋酸的电离能力较弱,其电离常数仅为
着稳定剂用量增加,硫酸钡悬浊液的吸光度值先增
1.8x10,而H2C2O4的a=59×102,Ka2-64x10°,
加后又降低。实验中观察到,当稳定剂用量1mL时,HSO的Ka=13×107,Ka-63×10°,若使用醋酸作
肉眼即可观察到悬浊液极不均匀。用量达到5mL为酸试剂,不能排除可能含有的C2及802等离子
时吸光度随时间的变化较大,测得的5min和10min的干扰。
时的吸光度值分别为0.15和0.083,说明此悬浊液2.4酸度对吸光度的影响
较不稳定。当用量为2mL时,肉眼观察悬浊液均一
移取6.00mL100ug·mL的SO2标准溶液
稳定,表明悬浊液分散性较好,实验宜采用2mL丙按上述方法配置,改变HC(1:1)的用量,考察酸度
酮作为硫酸钡悬浊液的稳定剂。
对体系吸光度的影响,结果如图2所示。由图2可
表1丙酮用量与吸光度的关系
见,当HCl(1