自动电位滴定法测定工业碳酸钠中氯化钠含量

马兵兵

（重庆市计量质量检测研究院，重庆400020）

自动电位滴定法测定工业碳酸钠中氯化钠含量

马兵兵

（重庆市计量质量检测研究院，重庆400020）

采用自动电位滴定法，用硝酸银标准溶液作为滴定剂，测定工业碳酸钠中氯化钠含量。方法检出限为0.13mg/L，不同含量氯化钠样品加标回收率为99.7%～100.3%，相对标准偏差（n＝5）为0.17%～2.0%，方法简单、快速，精密度和准确度高，适合大批量快速分析样品。

电位滴定法；工业碳酸钠；氯化钠

0 前言

碳酸钠俗称纯碱、苏打，是一种重要的化工原料，广泛应用于化工、玻璃、冶金、造纸、印染、合成洗涤剂、石油化工等行业。目前，工业上生产碳酸钠的方法主要有氨碱法、联碱法和天然碱法三种［1］，由于生产原料和工艺条件的限制，工业碳酸钠杂质以氯化钠为主［2］，占到了杂质总含量的90%以上，氯化钠含量也成为工业碳酸钠质量控制的主要指标之一。

氯化物测定方法主要有银量法、汞量法、浊度法和电位滴定法［3－6］，工业碳酸钠中氯化钠含量测定国家标准方法采用汞量法和电位滴定法，与电位滴定法比较，其它三种方法存在操作复杂，终点颜色判别困难及试剂污染等缺点。采用自动电位滴定法测定工业碳酸钠中氯化钠含量，银离子与氯离子生成氯化银沉淀，滴定至终点，Ag＋浓度发生突跃，引起电极电位发生突跃，滴定仪自动指示终点，较国家标准方法中手动电位滴定法简单、快速，方法精密度和准确度高，适合大批量快速样品分析。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

T70型全自动电位滴定仪（瑞士梅特勒·托利多公司），配100mL专用塑料滴定杯；Rondolino TTL型样品转换器（自动进样器）；DMi141-SC银环复合电极；10mL智能驱动滴定管（DV1010）。

硝酸银标准溶液（0.01mol/L）；硝酸溶液（3mol/L）；过氧化氢（30%）；氯化钠标准溶液（0.010 0mol/L）；优级纯碳酸钠。

硝酸银、硝酸、过氧化氢为分析纯，氯化钠为基准，实验用水为二次去离子水。

1.2 实验方法

1.2.1 标准溶液配制与标定

称取8.75g硝酸银，用去离子水溶解，移入5L棕色瓶中，加10mL浓硝酸抑制硝酸银水解，稀释至刻度，摇匀，避光保存，其浓度为0.01mol/L，用氯化钠标准溶液标定。

称取0.292 2g于500℃灼烧至质量恒定的基准氯化钠，用去离子水溶解稀释于500mL容量瓶中定容至刻度线，摇匀，配成浓度为0.010 0mol/L的氯化钠标准溶液。

用移液管移取10mL氯化钠（0.010 0mol/L）标准溶液于100mL塑料滴定杯中，加0.5mL硝酸（3mol/L）溶液，加水稀释至50mL，置于电位滴定仪上，用硝酸银标准溶液滴定，平行测定3次取平均值，结果保留至小数点后4位，此结果为硝酸银标准溶液浓度。

1.2.2 样品分析

称取1g（精确至0.000 2g）在250～300℃灼烧至恒重的碳酸钠样品，置于100mL塑料滴定杯中，先加20mL水溶解，再加硝酸（3mol/L）溶液至合适酸度，加水稀释至50mL，用硝酸银标准溶液滴定，DMi141-SC银环复合电极作指示电极，采用等当点滴定（EQP模式），滴定至终点，Ag＋浓度发生突跃，引起电极电位发生突跃，滴定仪自动指示终点，终止滴定，显示结果。采用Rondolino TTL型自动进样器，分析完毕自动冲洗电极和搅拌器，一次称取可连续自动分析9个样品。

2 结果与讨论

2.1 滴定曲线

按实验方法对样品进行测定，滴定曲线见图1。

2.2 实验条件的选择

2.2.1 滴定条件

设置预搅拌时间30s，搅拌速度1 140r/min，控制模式采用内置正常模式（极低含量氯化钠测定宜采用自定义模式），评估和识别模式采用标准模式，阈值50mV/mL，终止EQP点数为1，即滴定至第一个等当点时终止滴定。

2.2.2 酸度

中和1g碳酸钠需要6.3mL硝酸（3mol/L）溶液，实验称取1.000 0g碳酸钠6份，分别加0，6，6.3，7，8，10mL硝酸（3mol/L）溶液，稀释到50mL，置于电位滴定仪上测定。实验发现：随着酸度的增加，滴定起始电位从－11mV减小到－23mV，滴定终止电位从112mV增加到176mV后减小到137mV，在添加6.3mL硝酸即中性时达到最大值176mV，dE/dV在添加7mL硝酸时达到最大值145mV/mL，不加硝酸即强碱性条件下，dE/dV小于50mV/mL，不利于终点识别，酸度对氯化钠测定结果无影响。实验选择加7mL硝酸（3mol/L），中和后硝酸浓度约0.04mol/L。

图1 滴定曲线Figure 1 Titration curve.

2.2.3 滴定速度

实验了高、中、低不同速度对不同含量氯化钠测定结果的影响，实验发现：在滴定剂采用动态添加模式时，滴定仪会根据接收到的测量值自动调整滴定速度，滴定初始和滴定终点附近会自动减小滴定剂添加量，不同含量氯化钠在不同速度条件下都可获得稳定准确的结果。在滴定极低含量氯化钠时，可采用慢速获得较准确的结果。

2.3 干扰及消除

CO32－，SO42－，金属离子均不干扰测定；I－，Br－等干扰在稀硝酸介质中加过氧化氢氧化后萃取；S2－，S2O32－，SO32－等的干扰可缓慢滴加过氧化氢（30%），加热除去过量的过氧化氢冷却后测定。工业碳酸钠杂质主要以Cl－为主，含有少量的SO42－，Fe3＋，对于常量氯化钠的测定，杂质的影响可以忽略不计。

2.4 检出限

由于电位滴定法空白测量无信号，使用空白加低浓度标准溶液，美国环境保护局（EPA）对方法的检出限描述为能够被检出并在被分析物浓度大于零时能以99%置信度报告的物质的最低浓度［7－8］。在测定MDL时，加标浓度一般为预期MDL值的1～5倍，并按照给定分析方法的全过程进行处理的测定。

MDL＝t（n－1，0.99）×S

式中：MDL—方法检出限；

t—自由度为n－1，置信度为0.99时的t分布；

S—n次平行测定的标准偏差。

实验称取1g优级纯碳酸钠，加7mL硝酸（3mol/L）溶液作为空白，加5mL氯化钠（1× 10－4mol/L）标准溶液，用水稀释至50mL后相当于NaCl浓度为1×10－5mol/L，控制模式采用自定义模式，每次滴定剂添加量（dV）最大0.01mL，最小0.001mL，用自动电位滴定仪平行测定7次，计算得7次平行测定的标准偏差S为6.06×10－7，当自由度为6，置信度为0.99时，查表知t为3.71，计算得MDL为2.25×10－6mol/L，MDL＜加标浓度＜5MDL，因此，该检出限可以接受，即该方法检出限NaCl浓度为0.13mg/L。

2.5 准确度和精密度实验

实验称取1g优级纯碳酸钠（氯化钠空白低于检出限），用水溶解后分别加1，5，10mL氯化钠（0.010 0mol/L）标准溶液，相当于NaCl百分含量为0.058%，0.292%，0.584%，加7mL硝酸（3mol/L）溶液，不同含量的样品加标平行测定5次，结果见表1。实验发现：不同含量的碳酸钠样品加标回收率为99.7%～100.3%，相对标准偏差为0.17～2.0%。

表1 准确度和精密度实验结果Table 1 Accuracy and precision of the proposed method（n＝5） /%

3 结语

用全自动电位滴定仪，将硝酸银标准溶液作为滴定剂，测定工业碳酸钠中氯化钠含量，方法较国家标准分析方法中手动电位滴定法简单、快速，方法精密度和准确度高，适合大批量快速分析样品。

［1］裴正建 .纯碱生产工艺综述［J］.内蒙古石油化工，2010（21）：95-96.

［2］杨林梅.工业纯碱质量鉴定方法的探讨［J］.河南化工，2006，23（5）：43-44.

［3］李晓瑜，胡军凯 .自动电位滴定法测定铜精矿中高含量氯［J］.中国无机分析化学，2014，4（2）：11-13.

［4］刘珍 .化验员读本上册［M］.北京：化学工业出版社，2003.

［5］刘春峰，章连香 .氯化银比浊法测定镍钴锰三元素氢氧化物中氯离子［J］.中国无机分析化学，2014，4（4）：4-6.

［6］梁玉英.比浊法测定工业离子膜液碱中氯化钠含量［J］.中氮肥，2007（6）：62-63.

［7］刘丽君，张秀忠，陈坤明 .水质分析中的检出限及其确定方法［J］.净水技术，2003，22（1）：37-39.

［8］李莉，郑璇，赵彬，等 .自动电位滴定仪测定氯化物的探讨［J］.环境科学与技术，2012，35（4）：104-106.

Determination of Sodium Chloride in Sodium Carbonate by Automatic Potentiometric Titration

MA Bingbing
（Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection，Chongqing400020，China）

The content of sodium chloride in sodium carbonate was determined by automatic potentiometric titration using a AgNO3standard solution as a titrant.The detection limit was 0.13mg/L.The recovery was 99.7%～100.3%with 0.17%～2.0%RSD（n＝5）.The proposed method was simple and quick，and could be suitable for rapid analysis of large quantities of samples with high accuracy and precision.

potentiometric titration；sodium carbonate；sodium chloride

O657.15；TH832.3＋3

：A

：2095-1035（2015）02-0053-03

2014-11-12

：2015-01-14

马兵兵，男，工程师，主要从事仪器分析研究工作。E-mail：mabing1986310＠qq.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.02.012