硅酸钠及碳酸钠对次氯酸钠溶液稳定性的影响*

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(陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西西安 710021)

次氯酸钠不仅可用作自来水、工业循环水等水体的消毒剂[1-2]，还可以用作纸张等的漂白剂[3]。该产品价格便宜，是日常生产、生活中应用最为广泛的化工产品之一。但是次氯酸钠自身稳定性较差，会因为酸解、歧化反应及催化分解等原因自然分解，进而失去漂白、杀菌能力，限制了次氯酸钠的使用。因此，对次氯酸钠溶液稳定性的研究长期以来受到人们的关注[4-11]。

笔者以硅酸钠、碳酸钠及二者混合物作为稳定剂，研究了它们对次氯酸钠溶液化学稳定性的影响。通过对次氯酸钠有效氯浓度的表征确定了一种适用范围广、效果明显、成本低廉的稳定剂，一定程度上为次氯酸钠在生产、生活中的应用提供帮助。

1 实验

1.1 试剂与仪器

试剂：次氯酸钠溶液、硅酸钠、碳酸钠、淀粉、硫代硫酸钠、碘化钾，均为分析纯。

仪器：FA0004型分析天平、101A-2B型电热恒温鼓风干燥箱、100 mL碘量瓶、5.00 mL刻度移液管、10.00 mL移液管、碱式滴定管。

1.2 实验方法

1.2.1 空白实验

取10.00 mL未处理(即未加稳定剂、未加热) 的有效氯含量为0.5%(质量分数，下同)的次氯酸钠溶液原始样置于碘量瓶中，加入10%的碘化钾溶液10 mL，加入2 mol/L硫酸10 mL,加盖、加水密封，置于暗处反应5 min后，立即用0.174 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴至淡黄色，加1.0%的淀粉溶液2.0 mL，继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色恰好消失，测得消耗掉的Na2S2O3标准溶液V空白= 8.11 mL。

1.2.2 有效氯含量测定

取待测样10.00 mL于碘量瓶中，之后步骤同1.2.1，测定消耗掉的Na2S2O3标准溶液V试样(mL)。

分解的有效氯量=(V空白-V试样)/V空白×100%

(1)

有效氯含量=100%-分解的有效氯量

(2)

1.2.3 稳定剂Na2SiO3的效果

取8个200 mL容量瓶依次编号，各加入100 mL有效氯含量为0.5%的次氯酸钠溶液。分别加入30%的Na2SiO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.0、0 mL，密闭后放入恒温箱中静置14 d，分析其有效氯的剩余量。

1.2.4 稳定剂Na2CO3的效果

加入20%的Na2CO3溶液分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、7.0、0 mL，其余操作方法同1.2.3。

1.2.5 复合稳定剂Na2CO3和Na2SiO3的效果

1)固定30%的Na2SiO3溶液1.0 mL。取4个200 mL容量瓶按1～4编号，分别向其中加入100 mL次氯酸钠溶液及1.0 mL Na2SiO3溶液。再分别加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，密闭后放入恒温箱中静置14 d，分析其有效氯的剩余量。

2)固定30%的Na2SiO3溶液2.0 mL。取4个200 mL容量瓶按5～8编号，分别加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，实验方法同步骤(1)。

3)固定30%的Na2SiO3溶液3.0 mL。取4个200 mL容量瓶按9～12编号，分别加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，实验方法同步骤(1)。

4)固定30%的Na2SiO3溶液4.0 mL。取4个200 mL容量瓶按13～16编号，分别加入Na2CO3溶液1.0、2.0、3.0、4.0 mL，实验方法同步骤(1)。

2 结果与讨论

2.1 加入稳定剂Na2SiO3后的有效氯含量变化

表1为不同含量Na2SiO3在54 ℃下恒温静置14 d后对样品有效氯含量的影响。由表1可见，随着样品中Na2SiO3含量的增大，次氯酸钠的分解率明显降低，当w(Na2SiO3)=1.50%时，稳定效果最优。w(Na2SiO3)>1.50%时，次氯酸钠的分解率下降趋势则不明显。这可能是由于Na2SiO3在次氯酸钠溶液中起到稳定pH的作用，同时Na2SiO3也是良好的缓释剂、摩擦剂、增稠剂，降低了自由基的活性，在一定程度上起到了稳定剂的作用。

表1 不同含量Na2SiO3对样品有效氯含量的影响

2.2 加入稳定剂Na2CO3后的有效氯含量变化

表2为不同含量Na2CO3在54 ℃下恒温静置14 d后对样品有效氯含量的影响。从表2可以看出，随着样品中Na2CO3含量的增大，次氯酸钠的分解率明显降低，当w(Na2CO3)=1.80%时，稳定效果最好。w(Na2CO3)>1.80%时，次氯酸钠的分解率变化不明显。这可能是由于Na2CO3的加入在一定程度上维持了体系的pH，适度增加了次氯酸钠溶液中游离碱含量，起到了pH调整剂的作用，减缓了次氯酸钠的分解速率，起到了维稳作用。

表2 不同含量Na2CO3对样品有效氯含量的影响

2.3 加入稳定剂复配物后的有效氯含量变化

表3为不同含量稳定剂Na2SiO3和Na2CO3在54 ℃下恒温静置14 d后对样品有效氯含量的影响。从表3可以看出，当w(Na2SiO3)=0.90%、w(Na2CO3)=0.6%，即总含量为1.5%时，它们对次氯酸钠溶液的稳定作用最好，样品中有效氯含量保留了初始浓度的92.85%。这可能是由于同时向样品中加入的Na2SiO3和Na2CO3均对次氯酸钠起着维稳作用，而且它们之间又可能存在协同作用，较大程度上抑制了次氯酸钠的分解速率。

表3 不同含量稳定剂Na2SiO3和Na2CO3对样品有效氯含量的影响

3 结 论

1)加入稳定剂w(Na2SiO3)=1.50%时，对次氯酸钠溶液的稳定效果最好，比同样条件下不加任何稳定剂时有效氯含量高11.71%。2)加入稳定剂w(Na2CO3)=1.80%时，对次氯酸钠溶液的稳定效果最好，比同样条件下不加任何稳定剂时有效氯含量高10.11%。3)当复合稳定剂中w(Na2SiO3)=0.90%、w(Na2CO3)=0.6%时，，对次氯酸钠溶液的稳定效果最好，其有效氯含量损失小于10.00%。4)在一定配比下，复合稳定剂对于次氯酸钠溶液的稳定效果明显优于一种稳定剂。实验使用的稳定剂来源广泛、价格低廉、操作简便、效果较好，具有良好的应用前景。

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