钾离子电极电位滴定法测定钾肥中的钾含量.doc

钾离子电极电位滴定法测定钾肥中的钾含量第26卷第4期太原工业大学Vo1.26No41995年12月JOURNAIOFTAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec.1995一一钾离子电极电位滴定法测定钾肥中的钾含量T0?.-.,一凯王向荣董馏.(化学工程系)(建设监理公司)广摘要本文对石膏转化法生产的粗产品硫酸钾滤饼体系.应用电位滴定,洲定了滤饼中硫酸钾含量,并建立二阶微商法计算终点体积和终点电位的数学公式和编写相应的FORTRAN程序求解.实验结果与口暮硼钠重量法作1对比,平均相对误差1.85,方法精密度为+1.26,钾回收率为99102.该岳与四苯硼钠重量法相比,具有快速,简便,准确等优.关键词譬曼;堡堕璺皂一侧定中国图书资料分类法分类号0657,150引言硫酸钾是无氯钾肥的主要品种,用于烟草,柑桔等忌氯作物.石膏法转化氧化钾为硫酸钾是开发硫酸钾资源的一项新工艺.对其粗产品中钾的测定,经典方法为四苯硼钠重量法,但其不足之处为操作手续繁.分析周斯长.因此,我们在”石膏转化法生产硫酸钾工艺开发”实验中,探索了用钾离子选择电极电位滴定滤饼中的钾含量,由二阶微商法确定终点.该法尤其适台于批量浓度相近样品的钾测定,准确度满足分析要求,可推广应用于其它钾肥分析.1方法原理电位滴定(二阶微商法)是一种不经绘图手续,由测定电位滴定中的E值,根据滴定终点即是E曲线的拐电,也是/一曲线的最高点,二者恰对应于E/等于零处,来计算终点体积的方法.本法只需在接近终点时小心地以0.ImL的分度进行.由于省去作图麻烦与误差并辅以计算机求解拟定的数学公式,使求得的终点值既快且准确度高,本文1994年2j16妇收到太原工业大学2实验部分2.1仪器和试剂仪器:PXD一12型数字式离子计(精度lmV);DZ一1型滴定装置;PK一1型钾离子选择电极;217型双液接饱和甘汞电极(外盐桥;0.5mol/L的LiAe或稀释10倍的pH4HAcMg(Ac)缓冲溶液).试剂(A.R):NaB(cH),KCI,KSO,HAc,Mg(Ac)2(c.P)2.2溶液配制及标定2.2.13NaB(CH)溶液配制:将10gNaB(cH).溶于290mL水中,加少量活性碳,放置过夜,滤入棕色瓶中储存.标定:吸取12-15mL0.1mol/LKCI溶液于100mL容量瓶中,加甲基红指示剂1滴,用0.05mol/LHC1调至酸性,再加1mL1;100HAc,甩水稀至50mL.在不断搅拌下,滴加10.00mL3的NaB(cH).溶液.沉淀放置10分钟.用No.4玻璃坩埚抽气过滤,并以KB(cH)饱和溶液转移和洗涤沉淀,沉淀于105110C烘至恒重.计算:NaB(H)4=W1000/358.3310.00(tool/L)式中,W,358.33一分别为沉淀KB(CH)的重量(g)及摩尔质量.2.2.2pH一4的HAcMg(Ae)缓冲溶液将21.5g的Mg(Ac)?4HzO溶于水,用冰醋酸调至pH=4后稀至1L2.3滤饼分析步骤称量120C下干燥2.5小时并冷却至室温的滤饼(K.SO含量7O80)2.7g(准至0.0001g)加水溶解,过滤,定容250m1(K浓度约0.1mol/L).吸上述滤液5mI,(含K约20mg,K浓度约0.02tool/L),加击离子水20mL,再加2.5mLpH一4的HAcMg(Ac):缓冲液,浸入经0.01mol/LKCI浸泡过的钾电极和饱和甘汞电极.中速搅动下,用NaB(cH)溶液滴定.在等当点附近应缓慢地以0.1mL分度进行,并记录E值.nI,46789l0ImL1NaB(CHj)?图1滴定曲线第4期似凯等钾离子I乜极电位滴定法测定钾肥中的钾含量793实验数据处理3.1滴定曲线用o.09542mol/L的NaB(cH)滴定25mL0.02mol/L的KCI的滴定曲线图1.可以看出,该体系滴定曲线对称,且终点突跃显着,为测定终点的准确性提供了依据3.2建立数学公式随着离选择性电报研制的进展,电位滴定已广泛应用于化工,冶金,海洋,医学等众多领域,但确定终点的方法多限于作图法,作图辅以计算法等,实用,简便的方法尚少.二阶微商法可免去作图,并已在科研工作中采用;但需将数据列表,计算量大且易出错,也不利于成批样品的测定.为避免科研工作中的大量重复性劳动,我们总结出二阶徽商法计蓟终的公式.设电位滴定中测得第i组电位为E,滴定剂体积为,刚一阶微商:(aE/V),一E.一E.十./一.二阶微商:(E/OV.).一(3E/3V)一(/),/(+.+.)/2一(l+_+.)/z一2(aE/V)一(/),/vm设滴定剂体积在,一之间时有电位突跃,其对应的二阶微商增量为:(aE/aV),一1一(aE/aV),当体积为V=+x时(aE/aV)一o(1)由内插法:一V:(aE/aV)一(aE/aV)一X/(E/aV.)L(2)由(1),(2)两式得终点体积V=V+V+LV,?(aE/aV.)I/(aE/aV),一(E/aV)(3)同理,可导出终点电位E=E+E一一?(32E/aV),一/(a,E/av)L一(aE/aV),(4)其中:J,+1相邻于(E/aV)一0的前,后序号;,E终点体积(mL)和终点电位(mv).待测样品的钾浓度:K一M?V/V(mol/L)其中:MNaB(cH)的浓度(mol/L).取样体积(mL).3.3程序框图根据上述公式?编写FORTRAN程序.序框图见图2基于(/),的变化有最高太原工业大学1995年点这一事实,程序在计算了(aE/av).和(aE/av.)之后.对(aE/av)值的大小依次进行比较.当找到(aE/av)的最大值后,跳出循环,由对应的二阶微商(E/)值按(3),(4)式计算终点体积和终点电位.4数据与结果4.1滤饼分析结果为考察滤饼中水溶性杂质对电位滴定的影响,我们对滤饼进行了全分析.K浓度的分析分别用电位滴定法和四苯硼钠重量法,ca用EDTA容量法.c1用银量法,同时对K的两种分析方法作了对比.结果表明,滤饼中的CaC1CaSO.等对钾的测定干扰很小,相对误差满足分析要求,如表1所示.4.2试剂分析结果用分析纯KC1,KSO.按电位法与重量法分别测定钾,二者的相对误差对KCI为一0.67一2.】1,对KSO为0一0.91,比滤饼的分析结果(表1)稍低.4.3本测定方法的回收率取滤液2.5mL.按”滤饼分析方法”测定K浓度后.再加入一定量的钾标准溶液(2.5ml0.1035mol/LKSO)进行第二次钾测定,并计算钾回收率.结果表明,本法回收率为99102.4.4本方法精密度对同一试样进行7次电位滴定,井计算平均值,标准偏差,及精密度可见,本法精密度优于1.264(见表2).表1滤饼分析结果圈2电算程序框图第4期何凯等钾离子电极电位滴定法测定钾肥中的钾古量81表2精密度测试结果5结论1)这一体系共存的ca,c1等离子几乎不干扰K的测定,与重量法相比,分析时间大大缩短,分析周期由4小时以上缩短为l5分钟.2)电位滴定的准确性与所采用的离子计精度密切相关.因此,最好选用精度lmV的离子计.3)用二次微商计算法确定终点体积时.在接近终点过程中.滴定要慢,且以0.1mL的分度进行,这样.测得的数据准确性高.4)钾电极出厂两年以上者不宜使用.且使用前要经0.01mol/L的KC1溶液浸泡过夜活化使测定中电位保持稳定5)NaB(CH)试剂稳定性较差,因此,每次配制要适量,且保存在棕色瓶中.6)在微酸性溶液中,与四苯硼根产生沉淀的离子还有RB.Cs.NH等.因此,其一:若试样中有NH.应预先碱化试样,加热除去;其二:不能用含有NH的试剂作盐桥,如NHNOa.7)测定中,盐桥溶液要经常更换.参考文献中科院青海盐湖研究昕.卤水和盐的分析方法;第二皈北京:科学出版社19883537来明华仪器分析.北京:高等教育出版社,1983斯维拉G美.自动电位滴定.北京:石油工业出版社,1990谭光薰苏裕光.成都科技太学,1986,(1)2326许穗明.使用算法语言编程序北京:科学出版社.1985ZavodRuss.】ab,1989,55(11):1316周翳.分析化学,1983.13(1分析化学中的数理统计方法北京:科学出版社.1986张国雄等.分析化学,1983.11(71太原工业大学995妊AnalysisofPotassiumofPotassiumFertilizerUsingPotentialTitrationMethodofKionHeKaiWangXiangrong(DepartmentofChemicetEngineering)DongLiu(TheConstructionSupervisionCorporation)AbstractForsystemsofconversiongypsumtopotassiumsulphateofcrudeprcIductfiltercake,ananalyticmethodofpotentialtitrationforpotassiumsulphateflitercakesisused.MathematicsformulaonsecondorderdifferentiationmethodtocaIculateterminalpointpotentialsandterminalpointvoumesareputforwardandFORTRANprogramsarecompiled.ExperimentalresultsarecomparedwithweigMmethodofsodiumtetraphenylborate.averagerelativeerroris一1-85.Theprecisionandrec0veryrateofthemetho