浓盐水中硫酸根的测定

国家职业资格全国统一鉴定分析工论文 （高级技师） 论文题目： 浓盐水中硫酸根的测定方法 姓 名： 李小娥 所在省市： 内蒙古 所在单位： 杭锦旗亿嘉环境治理有限位公司 浓盐水中硫酸根的测定方法李小娥杭锦旗亿嘉环境治理有限公司摘要： 随着国家环保要求的提高，越来越多的企业正在将废水处理实现零排放。在此过程中浓盐水中硫酸根的监测尤为重要，但常用的硫酸根测定的方法中，只有重量法适用于高浓度水样的分析，但操作繁琐、耗时长，不便于过程分析使用。本人通过实验发现，浓盐水中硫酸根可用茜素红做指示剂，用氯化钡来滴定，此方法相比其它方法宜操作、耗时短，而且准确度可靠。关键词：浓盐水、硫酸根、氯化钡滴定。 当前，我国一些地区水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出，影响和损害群众健康，不利于经济社会持续发展。因此国家环保政策逐年加大，要求深入推进水污染治理，各地企业务必达到排水指标符合国家标准限。这样越来越多的工业企业开始投资建设水处理达到零排放，在此期间必然出现浓水中硫酸根的检测。硫酸根的检测数据是工艺运行参照的一个重要指标，所以需要快速了解准确含量。本人所在单位杭锦旗亿嘉环境治理有限公司，主要负责污水处理，所处理的污水来自30万吨/年合成氨、52万吨/年尿素、30万吨/年乙二醇项目的循环水排水及其它污水。通过浓缩回收，浓缩后的高浓盐水再进行蒸发、结晶产出硫酸钠及氯化钠达到零排放，其中氯化钠纯度不低于国家日晒工业盐二级标准（GB/T 5462-2003），硫酸钠不低于国家类一等品标准（GB/T6009-2014）即氯化钠主含量92%，硫酸钠主含量95%。在此水处理过程中浓盐水中的硫酸根离子含量，就目前过程检测数据显示，最高的硫酸根达到110g/L。 硫酸根的检测方法较多，而就本人岗位所涉及浓盐水中硫酸根的含量，用钡镁沉淀法检测误差大；铬酸钡分光光度法在检测硫酸根含量高的水样时稀释倍数太大，结果误差大；比浊法也不适用于浓度太高的硫酸根检测。如此高的硫酸根含量，只能用重量法，但用此法检测，手续繁琐，耗时长，数据的检测对于根据数据调整工艺的运行装置起不到指导的作用。最终本人通过实验证明出一个适用于浓盐水中硫酸根检测的、宜操作、耗时短、准确度的检测方法。一、水中硫酸根的检测方法1、钡镁沉淀EDTA滴定法1.1 适用范围 本方法适用于天然水和循环冷却水中SO42的测定，SO42含量在50mg/L左右为宜。1.2试剂： EDTA标准滴定溶液：c（EDTA）=0.02mol/L；氨性缓冲溶液 PH=10：称取54g氯化铵溶于水，加15mol/L氨水294 mL，稀释到1L； 盐酸溶液：（1+1）；刚果红试纸：PH 3.05.0 蓝色红色；铬黑T指示剂（5 g/ L）：称取0.5g铬黑T加75mL乙醇再加25mL三乙醇胺混合装入棕色瓶；钡镁标液：0.025moL/L：称取4.80g分析纯BaCL2.2H2O和5.08g分析纯MgCL2.6H2O，溶于蒸馏水中，定容1L,浓度约0.025moL/L；三乙醇胺溶液（1+2）。 1.3测定步骤：吸取2.0 mL水样于250mL锥形瓶中，放入一小块刚果红试纸，加入盐酸酸化，至刚果红试剂由红色变兰色，加热煮沸13min，除去CO2，取下立即在不断摇晃下准确加入10mL钡镁混合液（根据硫酸根含量确定加入钡镁溶液的量），继续加热至近沸，冷却至室温后，加入3ml三乙醇胺，加入5 mL氨性缓冲液及34滴铬黑T指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定至由紫红色变为纯兰色，即为终点。同时做空白试验。1.4 结果计算：以mg/ L表示的水样中SO42含量X按下式计算：SO42(mg/L)=CEDTAV0(VlV2) 96.061000V式中：C EDTAEDTA标准滴定溶液的浓度，mol/L V0滴定空白试液（即加钡镁混合液）消耗EDTA标准滴定溶液的体积，mL； V1滴定水样消耗和EDTA标准滴定溶液的体积， mL； V2滴定同体积水样的总硬度所消耗和EDTA标准滴定溶液的体积，mL； V所取试样溶液的体积，mL； 96.06硫酸根（SO42）的摩尔质量，g/mol。1.5允许差：取平行测定两个结果的算术平均值作为水样的SO42-含量，SO42-含量为100mg/L时，平行测定的两结果之差不大于4mg/L。注:钡镁混合液加入量对测定结果有影响，当SO42含量为50100mg/L时，加入5mL左右为准。空白与水样加入的钡镁混合液的量保持一致。2、铬酸钡分光光度法2.1方法的适用范围本法适用于测定硫酸盐含量较低的清洁水样。经取13个河、湖水样品进行检验，测定浓度范围为885mg/L；相对标准偏差0.15%7%；加标回收率97.9%106.8%。2.2 仪器比色管：50ml；锥形瓶：250ml；加热及过滤装置；分光光度计。2.3试剂铬酸钡悬浊液：称取19.44g铬酸钾（K2CrO4）与24.44g氯化钡（BaCI22H2O），分别溶于1L蒸馏水中，加热至沸腾。将两溶液倾入同一个3L烧杯内，此时生成黄色铬酸钡沉淀。待沉淀下降后，倾出上层清液，然后每次用约1L蒸馏水洗涤沉淀，共需洗涤5次左右。最后加蒸馏水至1L，使成悬浊液，每次使用前混匀。每5ml铬酸钡悬浊液可以沉淀约48mg硫酸根。（1+1）氨水2.5mol/L盐酸溶液硫酸盐标准溶液：称取1.4786优级纯无水硫酸钠或1.8141g无水硫酸钾，溶于少量水，置1000ml容量瓶中，稀释至标线。此溶液1.00ml含1.00mg硫酸根。2.4测定步骤分别取50ml水样，置于150ml锥形瓶中。另取150ml锥形瓶八个，分别加入0、0.25、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00及10.00ml硫酸根标准溶液，加蒸馏水至50ml。向水样中加1ml盐酸2.5mol/L溶液，加热煮沸5min左右。取下后再各加2.5ml铬酸钡悬浊液，再煮沸5min左右。取下锥形瓶，稍冷后，向各瓶逐滴加入氨水（1+1）至柠檬黄色，再多加2滴。待溶液冷却后，用定性慢速滤纸过滤，滤液收集于50ml比色管内（如滤液浑浊，应重复过滤至透明）。用蒸馏水洗涤锥形瓶及滤纸三次，滤液收集于比色管中，用蒸馏水稀释至标线。在420nm波长，用10mm比色皿测量吸光度。2.5 计算硫酸盐（SO42-，mg/L）=M1000/V式中：M-由校准曲线差得的SO42-量(mg) V-取水样体积（ml）2.6精密度和准确度硫酸盐浓度93.83mg/L的标准混合样品，经五个实验室分析，室内相对标准偏差为0.52%；室间相对标准偏差为3.17%，相对误差为1.24%；加标回收率为101.5%12.4%。3、氯化钡滴定法（笔者要推广的检测方法）3.1 试剂： 3 mol/L醋酸的配制吸取88ml冰乙酸，用水稀释至500ml. 0.2%茜素红指示剂的配制称取0.2g茜素红指示剂，溶于100ml水中，摇匀。 0.05000mol/l Na2SO4 基准溶液的配制准确称取在110烘箱中烘至恒重的无水硫酸钠基准试7.102g，精确至0.0002g，用漏斗倒入1000ml容量瓶中，用无二氧化碳的蒸馏水（煮沸半小时后冷却）稀释，约至刻度，放置4小时以上，用无二氧化碳水稀释至刻度摇匀。 0.05 mol/LBacl2 标准溶液的配制称取61.07gBacl2 .H2O，定溶至5L，充分摇匀。 BaCl2标准溶液的标定 取干净且烘干的100ml烧杯一个，用硫酸钠基准液冲洗3次后倒入60ml左右，用专用的10ml移液管（使用前用硫酸钠基准液冲洗3次）移取4次于另外4个干净的100ml烧杯中，用Bacl2 标准溶液匀速滴定，液滴均匀且不能流成线至终点，四次消耗数之差不大于0.02，取平均值计算浓度。 计算公式： C=100.05000/V1=0.5/V1 式中： V1-氯化钡标准溶液四次消耗数的平均值，ml 10-移取基准液的体积, ml 0.05000-硫酸钠基准液的浓度, mol/l3.2 测定步骤 根据含量吸取一定体积的试样最少10ml于锥形瓶中，加入10ml无水乙醇，1ml浓度为3mol/l醋酸调节PH至3-3.5，加2滴茜素红指示剂，用氯化钡标准溶液滴定，溶液颜色由黄色变为淡红色即为滴定终点，记录消耗体积。3.3 计算公式 式中： C- 氯化钡标准溶液的浓度，mol/l V0-消耗氯化钡标准溶液的体积，ml 96.06-硫酸根的分子量即摩尔质量，g/mol V-移取试样的体积，ml二、对比实验 本人就用以上三中方法对大于等于500mg/l的标准溶液进行了检测，结果如表一：表一：三种方法测定高浓度硫酸根结果汇总表标液浓度 mg/L钡镁沉淀EDTA法铬酸钡分光光度法氯化钡滴定法取样量ml结果mg/L取样量ml结果mg/LBaCL2浓度mol/L取样量ml样品滴定体积结果mg/L2000101799.921901.60 0.05146208.081997.07 101800.121902.20 0.05146208.12002.64101797.221904.10 0.05146208.091999.5451799.621902.32 0.05146208.112004.4931793.9231904.48 0.051462510.152001.03 平均值1798.141902.942000.95 相对误差%-10.09 -4.85 0.05 100010964.732996.06 0.05136204.071004.00 10970.332996.40 0.05136204.061001.5310966.232997.12 0.05136204.061001.5320965.342996.30 0.05136204.071004.00 20967.43997.26 0.05136255.111008.44 平均值966.81996.631003.9相对误差%-3.32 -0.34 0.39 50015477.423504.20 0.05136202.04503.23 15473.123503.23 0.05136202.05505.70 15472.223502.98 0.05136202.04503.2320475.234503.43 0.05136202.04503.23 20464.374503.39 0.05136202.05505.70 平均值472.47503.45504.22相对误差%-5.51 0.69 0.84 从表中数据可看出，测定浓度为2000mg/L、1000mg/L、500 mg/L的标准溶液时，用钡镁沉淀EDTA法检测的相对误差分别为：-10.09%、-3.32%、-5.51%；用铬酸钡分光光度法检测的相对误差分别为：-4.85%、-0.34%、0.69%；用氯化钡滴定法检测的相对误差分别为：0.05%、0.39%、0.84%。从相对误差来看，钡镁沉淀EDTA法不适用于高含量硫酸根样品的检测。当样品中硫酸根含量在2000mg/L 时，氯化钡滴定法准确度最高。当样品中硫酸根在1000mg/L 和500mg/L时，铬酸钡分光光度法和氯化钡滴定法的准确度均可靠。但氯化钡滴定法较铬酸钡分光光度法更容易操作。为了广泛运用此方法，本人对低于500mg/L的不同浓度的硫酸根标准溶液进行了分析，结果如表二：表二：氯化钡滴定法测定500mg/L以下样品结果标液浓度 mg/L 氯化钡滴定法BaCL2浓度mol/L取样量ml样品滴定体积结果4000.05136100.82 404.56 0.05136201.63 402.09 0.05136201.62 399.42 0.05136201.63 402.09 0.05136201.63 402.09 平均值402.05 相对误差%0.51 3000.05136100.62 305.89 0.05136201.23 303.42 0.05136201.23 303.42 0.05136201.22 300.95 0.05136201.22 300.95 平均值302.93 相对误差%0.98 2000.0513650.23 226.95 0.05136100.46 226.95 0.05136200.90 221.75 0.05136200.91 224.48 0.05136200.90 221.75 平均值224.38 相对误差%12.19 1000.0513650.15 148.01 0.05136100.29 143.08 0.05136100.30 148.01 0.05136100.31 152