第１６卷第４期 湘潭大学自然科学学报 Ｖｏ１．１６ Ｎｏ．４ １９９４年１２月 Ｎａｔｕｒａｌ￣ｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａ１ ｏｆ Ｘｉａｎｇｔａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｄｅｃ．１８９４ ／ ＰＡＣ中氧化铝和盐基度的测定 缈 Ｔｒ Ｏ，￣ ９－， １前言 聚合氯化铝（ＰＡＣ）是８ｏ年代以来在我国迅速扩大生产的一种高效无机高分子混凝 剂，目前全国生产能力约为３０万吨／年０ ．它具有中和胶体粒子负电荷与架桥絮凝的双重 功能，广泛用于水的净化、污水处理以及铸造、纸张施胶等许多方面，是硫酸铝的更新换代 产品． 现在聚合氯化铝主要是以酸溶一步法和中和法进行生产，但我国的生产方法中固铝 矾土酸溶带进的钙、硅、铁等杂质较多．通常含有氯化钙而不能在产品中引入硫酸根增强 絮凝效果，特别是采用铝酸钙粉生产的液体聚合氯化铝中氯化钙含量可高达１０ ．聚合 氯化铝液体产品中一般混有聚台氯化铁呈现红棕色，固体产品视夹带水不溶物阿多少，外 观颜色分别为泥黄色或淡黄色． 为了快速准确地指导聚合氯化铝生产过程和监测产品质量，进行聚合氯化铝中氧化 铝和盐基度的测定是一项十分重要的工作．但是在现有分析方法中‘样品含有的可溶性杂 质对测定存在干扰，用氯化锌络合返滴定ＥＤＴＡ测定氧化铝终点变色不敏锐，用氟化钾 法测定盐基度，氟化钾用量大，分析结果严重偏高，给实际工作遣成混乱．针对这种情况． 我们对氧化铝和盐基度的测定进行了详细的研究，提出了一种测定这两项主要指标的可 靠方法． ２实验方法 ２．１需用试剂（除指示剂外均为分析纯） （１）盐酸ｌ １（口 ）；（２）硝酸：Ｉ １０（ｖ／ｖ）；（３）醋酸钠：２ｍｏｌ·Ｌ＿。；（４）氢氧化钠： ０．０５ ｍｏｌ·Ｌ＿’，０．５ ｍｕｌ·Ｌ＿’；（５）氯化锌；０．０３ ｍｏｌ·Ｌ ｝（６）硝酸铅：０．０３ ｍｏｌ·Ｌ’Ｉ （７）ＥＤＴＡ二钠盐：０．０５ｍｏｌ·Ｌ；（８）氟化钾：５００ ｇ·Ｌ～’；（９）甲基橙：０．１ ；（１０）－－７ 甲酚橙：０．２ ｔ（１１）酚酞：１ ． － ２．２实验仪器 。馨喜畿 ；； 翟ｔ ， ， 。 收镐日期·１９９４—０７—０７ 维普资讯 http://www.cqvip.com
４２ 湘谭大学自然科学学报 ｐＨｓ一３型酸度计，ＨＹ３１—０７型电热恒温水浴锅，Ｐｌａｓｍａ—Ｓｐｃｃ型电感耦合等离子 体光谱仪． ２．３分析步骤 称取２０ ｇ液体试样或６ ｇ固体试样，称准至０．００１ ｇ，溶于水，移入１０００ ｒａｌ容量瓶 中，稀释至刻度．吸取２５．００ｍｌ试液置于２５０ｍｌ锥形瓶中，加２ｍｌ硝酸溶液（１ ｔ ｉ０），煮 沸Ｉ ｒａｉｎ．冷却后加入０．０５ ｍｏｌ·Ｌ 乙二胺四乙酸二钠标准溶液２５．∞ｍｌ，滴入０．１ 甲基橙一滴．用２ ｍｏｌ·Ｌ－１醋酸钠溶液调ｐＨ值，使其则好由红包变为黄包，再用１～２滴 盐酸（１，Ｉ）将试液转变为红色，此时溶液的ｐＨ值约等于３．在电炉上煮沸３ ｒａｉｌ）．，冷却后 加入２ ｍｏｌ·Ｌ 醋酸钠溶液１Ｏ ｍｌ及两滴０．２ 的二甲酚橙指示荆，分别用氧化锌配制 的基准溶液或硝酸铅标准溶液滴定至溶液由亮黄良变为浅红色．按络台返滴定法计算试 样的氧化铝含量． 进行盐基度分析时，移取上述试液２５．ｏ０ｍ１于２５０ ｒａｔ烧杯中，加蒸馏水７５ ｍ１ 待酸 度计校正后，将电极插入溶液中，在磁力搅拌下用滴定管由快至慢地加入０．０５ ｒａｏｌ·Ｌ 氢氧化钠标准溶液，用试液ｐＨ值指示终点，当溶液，ｏＨ值稳定在８．２０时即为滴定终点． 读取消耗氢氧化钠溶液的体积。同时做空白试验，按下列公式计算盐基度： ＾，ｒＶ—Ｖ、 Ｂ％ ［１一 ＿ｒ ］×１００％ 式中： ——氢氧化钠标准溶液的浓度／ｒａｏｌ·Ｌ～｝ ——试样滴定耗用氢氧化钠体积／ ｍＩ｛ 。——空白滴定耗用氢氧化钠体积Ｉｍｔ｝Ｍ ——乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓 度／ｒａｏｔ·Ｌ－。｛ ——加入乙二胺四乙酸二钠标准溶液体积／ｒａ｜； ——氯化锌或硝 酸铅标准溶液的浓度／ｔｏｏｌ·Ｌ－。ｌ ——滴定耗用氯化锌或硝酸铅标准溶液体积／ｒａ！ 用氟化钾法测定试样盐基度照标准ＤＢ４３／０７５—９３方法进行． ３结果与讨论 ３’ｌ氧化铝的测定 将高纯铝粉用３ ｒａｏｔ·Ｌ 氢氧化钠溶液溶解，遥步加入到适量浓盐酸中，待溶液澄 清后稀释配成氯化铝试液．用配制的氯化锌基准镕液标定ＥＤＴＡ溶液，再用ＥＤＴＡ溶液 标定硝酸铅溶液，分别采用锌和铅的标准溶液络合返滴定法测定试液中的铝离子，平行分 析６次．结果表明，用硝酸铅返滴定ＥＤＴＡ测定铝离子，与用氯化锌返滴定结果完全吻 合，滴定数据重现性好，变动系数小于０．２０ ，确证Ｐ 可以代替ｚｎ 进行Ａ 的测定． 在１Ｏ．Ｏ０ ｍｌ浓度为０．０４９６５ ｒａｏｌ·Ｌ 氯化铝试蔽中加入１Ｏ．ＯＯ ｍｌ浓度为０．０２＇５ ｍｏ１．Ｌ一氯化钙溶液后测定Ａｌ ，大量ｃａ 的存在，对用动 一进行络台返谪定的终点有 明显干扰．在接近滴定终点时，溶液颜邑遥步变化，经历了由亮黄包一金黄色一铜红邑一 浅红包一紫红邑的过程，尤其是在试液ｐＨ值大干５．５时，ｃａ”对终点颜包的影响很大， 甚至无法判断滴定终点．这种现象的出现是四为溶液中ｃａ 与ＥＤＴＡ配位，在靠近终点 时有如下取代反应发生；ＣａＹ＋Ｚｎ ￣．ＺｎＹ＋Ｃａ Ｃａ 浓度越大，促使配合物ＣａＹ转 变为ＺｎＹ所需的ｚｎ 平衡浓度越大，滴定终点颜包前延，导致测定结果偏高．用硝酸铅 返滴定ＥＤＴＡ测定Ａｌ”时，由于配合物稳定常数Ｋ 比Ｋ ，大１．５个数量级，Ｐｂ 从配 合物中取代Ｃａ 的能力增强，在滴定平衡接近终点时，仍能维持很小的Ｐｂ 浓度．因此 ｃａ 对终点变包的影响减小，如试液的ｐ．ｑ值介于５．Ｏ～５．３之间，可以完全消除ｃａ 一于 维普资讯 http://www.cqvip.com
第４期 杨立新等ＰＡＣ中氧化铝和盐基度的测定 ４３ 扰，终点颜色突变十分清晰． 基于 上看法，对３种聚合氯化铝样品分别用ｚｎ 和Ｐｂ 恬准溶液测定氧化铝含 量，平行分析６次，结果见下表； 实验表明，用Ｐｂ 代替Ｚｎ 进 衰１ ３种聚合氯化铅样品氯化格言■舟折结暴对比（ｗｔ一 ） 行Ａ 测定，终点明确，结果可靠， 滴定偏差均比用ｚｎ 分析结果时 小，很适合于含钙聚合氯化铝的氧 化铝分析．此外，试样中的水不溶物 影响试验数据的精密度，非水溶性 的氧化铝经硝酸分解后也可能被滴 定，使氧化铝实际有效成份偏高． ３．２盐基度的测定 聚台氯化铝中盐基度是指反映铝离子水解缩聚程度的羟铝比，盐基度的高低与产品 的絮凝净水效果直接相关，通常采用氟化钾法进行测定．该法将试样用已知量的盐酸煮拂 分解，用质量体积百分比为５Ｏ 氟化钾溶液掩蔽Ａｌ 和Ｆｅ ，剩余的盐酸，以酚酞为指 示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定．氟化钾法适台于试样中不含硅酸的情况，但滴定终点不 够稳定．在表２中采用氟化钾法和ｐＨ值法，平行分析６次分别测定了３种聚合氯化铝样 品的盐基度，用电感耦合等离子体光谱仪测定了试样中二氧化硅的含量 衰２ ３种聚舍氯化铝样品盐基廖利定结暴对比 ‘ｗｔ一 ） 从上表可以看出，试样中二氧化硅含量越高．对氟化钾法测定盐基度的结果影响越 大．由于现行聚合氯化铝生产方法中主要采用铝矾土为原料，产品中将不可避免地带入酸 溶性硅酸盐，铝酸钙粉中硅酸钙的含量较高，酸溶带入液体聚化铝中的硅酸约占液体质量 的１．５ ．在用氟化钾法测定盐基度时，硅酸在盐酸和氟化钾的作用下发生下列反应 Ｈ ＳｉＯ ＋６ＫＦ＋４ＨＣｌ—Ｋ ＳｔＦ ＋４ＫＣｌ＋３Ｈ２Ｏ 此反应是氟硅酸钾容量法测定二氧化硅的逆反应，方程中１ ｔｏｏｌ硅酸将与４ ｔｏｏｌ盐 酸反应，导致盐基度测定结果严重偏高．如试样中二氧化硅含量已知，可将硅酸发生副反 应产生的误差进行校正，经校正后的结果与ｐＨ值法测定结果基本一致． 为了避免聚合氯化铝中硅酸对盐基度测定的干扰，采用氢氧化钠直接滴定聚台氯化 铝溶液，用酸度计显示试液ｐＨ值指示终点测 盐基度，这就是ｐＨ值法．实验表明，由于 氢氧化铝具有两性，在溶液ｐＨ一９，Ｏ时，已有部分氢氧化铝溶解生成铝酸根，用酚酞指示 滴定终点会使盐基度测定值偏低．将一组进行盐基度测定但终点ｐＨ值不同的溶渡过滤， 除去絮状氢氧化铝，测定滤液中剩余氧化铝含量，结果如图ｌ所示．在滤液ｐＨ＝７．８～８．５ 时，试液中Ａ１”绝大部分已沉淀为氢氧化铝，滤液中残留的氧化铝最多只占总量的３ ， 维普资讯 http://www.cqvip.com
４４ 湘潭大学自然科学学报 其中当ｐＨ＝８．２时，溶液中已有９９ 以上的Ａｌ 生成氢氧化铝，剩余ＡＩ 浓度达到最低 点，表明此ｐＨ值作为测定盐基度的滴定终点最合适．盐基度的测定与终点ｐＨ值有密切 田１滴定滤渡中氧化铝青ｔ与终点０Ｈ值的关系 埘ｚ盐基戊们 桶＿定终点ｐＨ值冉勺关系 关系如图２所示．从中可以看出终点ｐＨ值的变化，将引起盐基度的变化，终点ｐＨ值的高 低，决定着盐基度分析结果的准确性．用ｐＨ值法进行盐基度的测定，具有终点明确、操作 终点明确、操作简便、结果再现性好等优点．综上所述，通过实验提出了一种测定聚合氯化 铝中氧化铝和盐基度的分析方法，用Ｐｂ在有大量ｃａ 的干扰下仍能准确测定，用ｐＨ值法测定盐基度，可避免产品中硅酸对氟化 占 一¨ ； 代替ｚｎ 返滴定ＥＤＴＡ测定ＡＩ ，终点明确， 钾法的干扰，结果可靠，周此对实际分析工作具有重要意义． 参考文献 金洪珠，邵延安．ｊ王藏孽．用铝瞎钙粉生产募台氯化铅．无机盐工业，１９９３￣（５）；３５ ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＡＬＵＭＩＮＡ ＡＮＤ ＢＡＳＩＣＩＴＹ ＩＮ ＴＨＥ ＰＡＣ Ｙａｎｇ Ｌｉｘｉｎ Ｓｕ Ｇｕｏｊｕｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ￣．：ｈｅｍｉｓｆｒｙ Ｘｉａｎｇｔａｎ Ｌｌｎｉｖｅｒ￣ｉｗ—Ｘｉａｎｇｔａｎ，４１１１０５，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔｌ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ａｌｕｍｉｎａ ａｎｄ ｂａｓｉｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｌｄｅ（ＰＡＣ）ｍａｄｅｄ ｆｒｏｍ ｂａｕｕｉｔｅ，ａ ｎｃｗ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ａｔａ ａｒｄ ｔｉｔｒａｎｔ ｏｆ Ｐｂ（ＮＯａ）２ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｂａｃｋ ｔｉｔｒａｔｅ ＥＤＴＡ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｓｏ— Ｉｕｔｉｏｎ ｓｏ ａｓ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒ［ｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｅｉｇｎ ｉｏｎ【二ａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ．Ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｃｉｄｉｔｙ ｍｅｔｅｒ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｐＨ ｖａｌｕｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｂａｓｉｃｉｔｙ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｔｈｅ ｓｉｄｅ ｒｅａｃｔｌｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ Ｈ２ＳｉＯ，Ｉｎ ＫＦ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｅｓｃａｐｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａＩ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｓａｄｆａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｕｓｅ． Ｓｕｂｊｅｃｔ ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｉｄｅ．ａｌｕｍｉｎａ，ｂａｓｉｃｉｔｙ
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容