项目一：工业硝酸品质检验.pptx

产品检验实训一工业浓硝酸的检验,一.产品简介,1、性状硝酸，化学式HNO3，相对分子质量63.02，是工业上三大强酸之一。浓硝酸为淡黄色透明液体,密度1.5027g/cm2（25），沸点83.4，常温下能分解出NO2,具有强烈的腐蚀性,会灼烧皮肤和衣物.浓硝酸为强氧化剂，能与多数金属、非金属及有机物发生氧化还原反应。2、生产工艺(1)稀硝酸浓缩法氨在铂催化下氧化为一氧化氮，再以空气氧化及水吸收制得稀硝酸（50%左右）。在在浓硫酸存在下，将稀硝酸浓缩制得浓硝酸。,（2）直接合成法氨氧化得到的NO，在空气氨化的基础上用浓硝酸氧化，并冷却制得液态。后者与水混合在5MPa下通入纯氧，合成浓硝酸。3.主要用途浓硝酸是重要的化工原料，主要用于火药、炸药、染料、涂料、医药等有机合成工业。浓硝酸和还用作火箭高能燃料中的氧化剂。4.质量标准（GB/T337.1-2002),二、实训要求,了解浓硝酸产品的定性鉴定方法。掌握用安瓿球称取挥发性液体试样、返滴定的操作和结果计算。掌握酸碱滴定中使用甲基橙和甲基红-亚甲基蓝混合指示剂时的终点观察技巧。掌握高锰酸钾返滴定法测定样品中亚硝酸的操作过程和结果计算。了解样品灼烧残渣的测定过程和水浴、砂浴、高温炉的使用方法。,三、定性鉴定,1、试剂硫酸；硫酸亚铁溶液（80g/L)；铜丝或铜屑。2、鉴定外观应为无色或淡黄色透明液体。样品溶液呈强酸性。取少许样品于试管中，加少量水稀释，加入与样品水溶液等体积的硫酸，混合、冷却后，沿壁管加入硫酸亚铁溶液使成两液层，在接界上出现棕色环（）取少许样品，加硫酸与铜丝(或铁屑)，加热即发生红棕色蒸气（NO2）,任务一:检验硝酸产品成分,步骤1,步骤2,步骤3,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,定性鉴定：利用产品主成分与某种试剂所发生的特征化学反应，观察反应的外部特征进行定性鉴定。定性分析的任务：试样的外表观察和准备、初步试验、阳离子分析、阴离子的分析、分析结果的判断。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,初步试验：它包括焰色试验、灼烧试验和研究试剂的作用。1有些元素可以使无色火焰呈现出具有特征的颜色，这些性质对于分析单一化合物很有帮助。如Na、K、Sr、Ca、Ba等元素。2灼烧试验虽然不能对试样组成作出准确的判断，但是如能把这些结果同其他试验结果联系起来，却可能有很大的参考价值。3研究各种溶剂对试样的作用，是初步试验中最重要的内容。它不仅可以提供给我们很多关于试样组成的资料，而且还使我们知道该用什么溶剂来制备分析试液。通常用的试剂有水、HCl、HNO3、王水等。溶解后，应注意溶液的颜色，有无气体放出，有无沉淀产生等。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,阳离子检验：阳离子分析可按系统分析法或分别分析法进行。究竟采取哪一种方法更为有利，这同试样的外表观察及初步试验的结果有关。如果所得初步结果已经把可能存在的离子范围划得很小，那么显然采用分别分析方法更为快速简捷；相反，试样的万分复杂，那么采用系统分析法也是很合适的。在化学分析中，直接检出的是溶液中的离子。常见的阳离子有二十几种。Ag+、Hg22+、Hg2+、Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、AsIII，V、Sb(III，V)、Sn(II，IV)、Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,阳离子的硫化氢系统分组方案,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,阴离子检验：一般将阳离子分析放在阴离子分析之前进行。因此，在分析阴离子时有可能充分利用阳离子分析中已经得出的结论，对各种阴离子存在的可能性作一些推断。根据以上推断，再加上分析阴离子的初步试验，那么最后必须鉴定的，可能只剩下为数不多的几种阴离子了。于是就可以根据这些阴离子进行分别分析。采用分别分析方法鉴定阴离子，并不是要针对所研究的全部阴离子一一去进行，那也是相当麻烦的。为了缩小鉴定的范围，使目标集中，在鉴定前要作一些初步试验，借以弄清哪些阴离子有存在的可能，哪些没有，从而把目标缩小到为数很少的几种阴离子范围内。这类试验中的某项如果得出否定结果，往往可以排除一批阴离子存在的可能性，所以这类初步试验通常也称为消去试验。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,阴离子的初步试验一般包括分组试验、挥发试验、氧化还原性试验等项目。用系统分析法分析阳离子时,要按照一定的顺序加入若干种试剂,将离子一组一组在沉淀出来。这些分组用的试剂称为组试剂。每组分出后,继续进行组内的分离,直到彼此不再干扰鉴定为止。在分析实际样品时，不一定每组离子都有，当发现某组离子整不存在时，这一组离子的分析就可以省去，从而大大简化了分析手续。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,1分组试验。组试剂可以起到查明该组是否存在的作用，常把阴离子分为3组。阴离子的分组,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,当试液中存在第一组阳离子时，应改用Ba(NO3)2由上表可以看出,在我们研究的13种阴离子范围内,属于第一组的都是2价以上的含氧酸根离子,属于第二组的都是简单阴离子,属于第三组的都是一价含氧酸根离子。在分析未知物时，分别创造出加入组试剂所需要的条件，然后加入组试剂。如有沉淀，则该组离子有存在的可能性。如无沉淀，则该组离子整组都被排除。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,2挥发性试验。在酸性溶液中具有挥发性的阴离子有CO32-、SO32-、S2O32-、NO2-、S2-等。由它们生成的气体各自具有如下的特征：CO2-由CO32-生成，无色无臭，使Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液变浑。SO2-由SO32或S2O32-生成，无色,有燃烧硫磺的刺激性气味,具有还原性,可使K2Cr2O7溶液变绿(Cr2O72-还原为Cr3+)NO2-由NO2-生成，红棕色气体,有氧化性,能将I-氧化为I2。H2S-由S2-生成，无色、有臭鸡蛋气味，可使醋酸铅试纸变黑。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,3氧化性和还原性试验。在我们所研究的13种阴离子中，按照初步试验的条件，具有氧化性的阴离子只有NO2-，它能在稀硫酸酸性溶液中将I-氧化为I2。还原性阴离子可用酸性高锰酸钾的酸性碘淀粉溶液检验。13种阴离子在各项初步试验中所得的结果列入下表。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,常州工程职业技术学院无机化工产品品质检验精品课程组,常州工程职业技术学院无机化工产品品质检验精品课程组,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,检测硝酸产品主含量思维导图,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,硝酸物理性质：（1）纯硝酸是无色油状液体，开盖时有烟雾，挥发性酸沸点低易挥发酸雾。（2）M.p.-42，b.p.83，密度:1.5g/cm3，与水任意比互溶.。（3）常见硝酸a%=63%-69.2%c=14-16mol/L.呈棕色(分析原因)发烟硝酸。硝酸化学性质：（1）强腐蚀性:能严重损伤金属、橡胶和肌肤,因此不得用胶塞试剂瓶盛放硝酸.（2）不稳定性:光或热4HNO3=4NO2+O2+2H2O所以,硝酸要避光保存.,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,（3）强酸性:在水溶液里完全电离,具有酸的通性.（4）强氧化性:浓度越大,氧化性越强.氧化性：王水HNO3+HCI浓HNO3稀HNO3。a)与金属反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OAg+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2+H2O3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO+2H2O,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,能氧化活泼金属，且无H2放出硝酸能与除金、铂、钛等外的大多数金属反应.通常浓硝酸与金属反应时生成NO2,稀硝酸(6mol/L)则生成NO.钝化反应:常温下浓硝酸可使铁、铝、铬(都可呈+3价金属化合物)表面形成具有保护性的氧化膜而钝化.而稀硝酸则与它们反应.Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O王水:1体积浓硝酸与3体积浓盐酸的混合溶液.可溶解金、铂.,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO+2H2OM+HNO3(1214mol/L)NO2为主.M+HNO3(68mol/L)NO为主M+HNO3(约2mol/L)N2O为主,M较活泼.M+HNO3(2mol/L)NH4+为主(M活泼)M+HNO3还可能有H2产生(M活泼),步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,b)与非金属反应:浓硝酸;需要加热.C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O(实验演示)H2S+8HNO3(浓)=H2SO4+8NO2+4H2O3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O(冷)SO2+2HNO3(浓)=H2SO4+2NO23SO2+2HNO3(稀)+2H2O=3H2SO4+2NOH2S、SO2以及S2-、SO32-都不能与硝酸共存。c)与有机物反应:生成硝基化合物和硝酸酯。,步骤1:制定硝酸样品成分检验方案,（1）棕色环反应，及铜片反应。用硫酸亚铁溶液和少量待鉴定溶液充分混合，到入试管，再将少量浓硫酸沿试管壁缓缓到入，使浓硫酸与混合溶液分层，然后把试管静置几分钟，若分层处有红棕色的环产生，就说明有硝酸根离子存在，因为硝酸根离子有强氧化性，生成的红棕色的环是硫酸亚硝基铁，这个试验叫棕色环试验。NO3-+3Fe2+4H+=NO+3Fe3+2H2O、Fe2+NO=Fe(NO)2+Fe(NO)2+亚硝基合铁（）离子为棕色。亚硝酸根离子干扰反应，所以要增加铜片反应。（2）浓溶液加浓硫酸和铜片共热有红棕色气体产生。,步骤2:实施硝酸样品成分检验,实训-检验硝酸产品成分,3、试剂清单：硫酸亚铁溶液（80g/L）、铜丝、pH试纸、浓硫酸、硝酸样品,2、仪器清单：,1实训目标：检验硝酸其主成分是否与产品名称相符,步骤2:实施硝酸样品成分检验,4鉴定方法：,步骤2:实施硝酸样品成分检验,5、注意事项：（1）硝酸、浓硫酸使用注意安全，沾到皮肤上立即用大量水清晰。（2）棕色环反应要静置23分钟。（3）铜片反应在通风橱中进行。6、鉴定结果：,步骤3:结果评价,硝酸定性鉴定有四项鉴定操作，做两项行不行？为什么？,？,硝酸溶液为无色或淡黄色液体。氢离子可通过测定溶液pH鉴定。硝酸根离子通过棕色环反应鉴定，但亚硝酸根也有会出现棕色环，所以增加铜片反应。,步骤3:结果评价,硝酸定性鉴定实施过程中未出现棕色环？,？,原因：可能是硫酸亚铁溶液已经被氧化。,任务二.亚硝酸含量测定,(一).产品的简介（1）性状亚硝酸，化学式HNO2，相对分子量47.013，无色且有刺激性性。它是N(III)对应的含氧酸，是一种中强酸，电离平衡常数Ka=6.0E-4，只能存在于很稀的冷溶液中，溶液浓缩或加热时，就分解成H2O和N2O3，后者又会分解成NO2和NO。还是一种无机中强酸，是区分伯、仲、叔脂肪胺或芳香胺的鉴定试剂。亚硝酸中的氮处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性，而且氧化性比还原性突出的多。2制备方法（1）用亚硝酸钠制取，化学式NaNO2。亚硝酸仅存在于稀的水溶液中，是一种弱酸,不稳定，易分解成NO2和NO，也能发生如下歧化反应：3HNO2=HNO3+2NO+H2O,(2)在亚硝酸中氮原子的氧化数是+3,是一种中间氧化态，因此，亚硝酸既具有氧化性，又具有还原性，而氧化性比还原性更为突出。例如，它在水溶液中能将I-离子氧化为单质碘将二氧化氮和氧化氮的混合物溶解在接近零度的水中，即生成亚硝酸的水溶液:NO2+NO+H2O=2HNO2(3)在亚硝酸盐溶液中加入酸，也可得到亚硝酸的溶液：NaNO2+HCl=HNO2+NaCl3.主要用途亚硝酸在工业上用于有机合成，使胺类转变成重氮化合物，从而制备偶氮染料。亚硝酸有顺式和反式之分，其中反式亚硝酸比顺式亚硝酸更稳定。,(二)含量测定,（1）方法提要用过量的高锰酸样钾标准溶液氧化样品中的亚硝酸，再加入过量的硫酸亚铁铵标准溶液，然后用高锰酸钾标准溶液滴定剩余的硫酸亚铁铵。（2）试剂高锰酸钾标准滴定溶液C=(1/5KMnO4)=0.1moL;硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O标准溶液40g/L:硫酸溶液（1+8）（3）操作a.用被测样品清洗量筒后，注入样品，使用密度计测定密度b.在500mL具塞锥形瓶中，加入100mL水.20mL硫酸溶液（1+8），再用滴定管加入一定体积（V0）的高锰酸钾标准滴定溶液，该体积要比测定样品消耗高锰酸钾标准滴定溶液多10mL左右。c.用移液管移取10mL样品，迅速加入锥形瓶中，立即塞紧,瓶塞，用冷水却至室温，摇动至酸雾消失后（约5min）,用移液管加入20mL硫酸亚铁铵溶液，以高锰酸钾标准滴定溶液滴定，直至呈粉红色30s内不消失为止，记录所消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积（V1）.d.为了确定在测定条件下俩种标准溶液的相当值，在上述同一锥形瓶中用移液管加入20mL硫酸亚铁铵溶液，以高锰酸钾标准滴定溶液滴定，直至溶液呈粉红色30s内不消失为止，记录此次所消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积（V2）.4.结果表述试样中亚硝酸的质量分数按下式计算：,式中：c高锰酸钾标准滴定溶液的准确浓度，mol/LV0开始