第二章 工业氢氧化钠分析

1、第二章 工业氢氧化钠分析,NaOH简介 市售有固体及液体NaOH，有30%液体，96%固体、片状、粒状烧碱。 烧碱易溶于水，放热。 烧碱具有腐蚀性 烧碱应用于造纸、油脂、洗涤剂、纺织、有机无机、石油化工等多领域。,氯碱生产工艺 石灰苛化法 电解法（水银法 隔膜法 离子膜法） 1 苛化法制烧碱 Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3 2 电解法制烧碱,生产成本高，适宜小规模生产,原料：原盐（海盐、湖盐、井盐）,阴极反应： Na+e Na 2H2O+2e H2+2OH- 阳极反应： 4OH -4e 2H2O+O2 2Cl- -2e Cl2,由于电解反应中Cl2与NaOH反应，且Cl2

2、与H2反应爆炸 必须在阴阳两极间设置多孔隔膜，可以使离子和水通过，阻止阴阳电解产物混合。,隔膜法电解制碱工艺,隔膜法德缺点：能耗高、隔膜材料为石棉，吸入会损伤肺。,离子交换膜法电解制碱,磺酸基阳离子交换膜,Na+可以通过膜，而Cl-及OH-无法通过阳离子交换膜。,精制盐水进入阳极室，纯水加入到阴极室。通电H2O在阴极放电生成H2，Na+通过离子膜由阳极室到阴极室与OH-生成NaOH；Cl-在阳极放电生成氯气。经电解后的淡盐水与氯气一起离开阳极室。,盐水影响离子膜的寿命及正常运转的关键。因此需要对盐水进行一次、二次精制。去除悬浮物及Ca2+,Mg2+等杂质。 Ca2+,Mg2+ 会通过交换膜，与

3、OH-结合，形成沉淀，堵塞离子膜。,一次原盐精制 含有杂质：Ca2+ Mg2+ SO42- Fe3+ NH4+ 机械杂质,与生成的NAOH反应，生成，消耗NAOH，堵塞电解槽隔膜的孔隙,降低NaOH含量，使OH-在阳极放电生成氧气，消耗电能,与OH-反应，生成Fe(OH)3，堵塞隔膜,与Cl2反应，生成NCl3，发生爆炸,一次精制： CaCl2+Na2CO3 MgCl2+2NaOH FeCl3+3NaOH 冷冻法除去Na2SO4 溶盐设备 澄清设备 过滤设备 洗泥设备,盐水二次精制 盐水通过碳素管过滤少量的悬浮物 盐水通过螯合树脂去除Ca2+,Mg2+,二次精制盐水进入到预热器中，送入到阳极室

4、进行电解。与此同时，纯水从电解槽底部进入阴极室。氯气与淡盐水经分离器分离后，湿氯气进入氯气总管，经氯气冷却器与一次精制盐水热交换后，进入氯气洗涤塔，送到氯气处理部门。 从阳极室流出的淡盐水含有NaCl 200-220g/L，少量氯酸盐、次氯酸盐及溶解氧。一部分补充精制盐水流回电解槽的阳极室，另一部分进入淡盐水储槽，送往盐酸分解槽，用高纯盐酸分解。分解后回到淡盐水储槽中，与淡盐水混合，调节PH为2以下，送往脱氯，送到一次盐水工序重新饱和。,阴极槽中的高纯碱及H2，经分离器分离后，碱一部分直接作为商品碱；或送到蒸发工序浓缩。,二、工业氢氧化钠分析,GB 209-20065工业氢氧化钠 分析项目：

5、氢氧化钠 碳酸钠 GB/T 仲裁法 氯化钠 测定汞量法 分光光度法 三氧化二铁 符号说明： IL (industrial liquid) IS(industrial solid) CT 苛化法 DT 隔膜法 IT 离子膜法 见P21,（一）采样 固体根据总物料单元数确定采样份数，见表1-3；液体采样部位为下、中、上，保证采样具有代表性。 采样的记录及样品的标签 样品的保留,（二）氢氧化钠分析试样的制备 P24,（三）工业氢氧化钠与碳酸钠含量测定,溴甲酚绿-甲基红混合指示液,HCl,试样,颜色变为酒红色为终点,PH 5.0以下为酒红色，PH5.1为灰绿色，PH 以上5.2为绿色,工业氢氧化钠含量

6、测定,10MLBaCl2,HCl,酚酞（甲酚红-百里酚蓝）,试样,PH=8.2-8.4,选用碱性指示剂， 防止BaCO3与HCl反应,（四）工业氢氧化钠中氯化钠测定 氯化钠含量高，采用汞量法 氯化钠含量低，采用分光光度法 1 汞量法 Hg(NO3)2+2NaClHgCl2+2NaNO3 过量的硝酸汞与二苯卡巴腙生成紫色配合物,试样,水、溴酚蓝,HNO3,二苯偶氮酰肼,Hg（NO3）2,溶液颜色由蓝变黄变紫红色，即为终点,调解PH在3.03.2合适,PH=3.0(黄)4.6（蓝）,2.NaCl分光光度法 原理： 试样中氯离子全部取代硫氰酸汞（SCN-），取代的硫氰酸根离子与硝酸铁生成硫氰酸铁，显

7、红色，在波长450nm处，对有色溶液进行光度测定。,步骤： 1 标准曲线绘制 （1）显色 依次吸取0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mlNaCl标准溶液（0.01mg/ml），分别置于50ml容量瓶中，然后，在每个容量瓶中依次加入5ml硝酸、5ml硝酸铁和20ml硫氰酸汞，用水稀释至刻度，摇匀，静置30min显色。,（2）用分光光度法在波长450nm处，以水调整分光光度计零点，选用4或5cm吸收池进行吸光度测定。 （3）标准曲线绘制：从标准比色溶液吸光度扣除空白吸光度，以NaCl质量为横坐标，对应吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。 2.试样吸光度测定 取10ml试样，置于50

8、ml容量瓶中，显色（与步骤1中相同），测定吸光度。,（五）工业氢氧化钠中铁含量测定 原理： Fe3+与盐酸羟胺反应，还原为Fe2+ Fe2+与邻菲罗啉在缓冲溶液（PH=4.9）中形成橘红色配合物。在波长519nm处测定该配合物的吸光度。,测定步骤： （1）标准曲线绘制 配制0.01mg/ml铁标准溶液 取0.0、1.0、2.5、4.0、5.0ml一系列铁标准溶液于100ml容量瓶，分别在每个容量瓶中，加入1.0ml盐酸（1+1），并加入约50ml水，加入5ml盐酸羟胺，乙酸-乙酸钠溶液，5ml邻菲罗啉，用水稀释至刻度，摇匀，静置10min。,PH=5,以不加铁标准溶液的参比溶液调整仪器的吸光度为零，在波长510nm，选好比色皿，测定标准溶液的吸光度。 绘制标准曲线,（2）样品测定 称取1520g固体或2530g液体氢氧化钠样品，准确至0.01g。 将称取的样品移入500ml烧杯中，加水溶解至120ml，加23滴对硝基酚，用盐酸中和至黄色消失，过量4ml，煮沸5min，冷却至室温，移入250ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，调好PH值。,PH=（无）5.07.6（黄）,移取50ml试样溶液于100ml容量瓶中，加5ml盐酸羟胺，20ml缓冲溶液及5ml邻菲罗啉，用水稀释至刻度，摇匀，静置10min显