王军伟,张俊丽,孙 逊,刘力华,岳邦蒙
(史丹利化肥(平原)有限公司,山东 平原 253100)
国家标准对复合肥中氯离子含量的规定极其严格,硫酸钾型未标“含氯”的产品,w(Cl)≤3.0%,标识“含氯(低氯)”的产品w(Cl)≤15.0%,标识“含氯(中氯)”的产品w(Cl)≤30.0%。可见,复合肥生产过程中对氯离子含量的控制非常重要。国标法对样品的处理需要加热、煮沸、冷却,整体耗时较长,不适用于生产过程中的质量监督检验。史丹利化肥(平原)有限公司经过探索、实验,采用超声波对样品进行处理,缩短了检验时间,实现了复合肥中氯离子的快速分析测定。
利用超声波进行试样溶解,在微酸性溶液中,加入过量的硝酸银溶液,使氯离子转化为氯化银沉淀,用邻苯二甲酸二丁酯包裹沉淀,以硫酸铁铵为指示剂,用硫氰酸铵标准溶液滴定剩余的硝酸银。
试剂:邻苯二甲酸二丁酯,分析纯;硝酸溶液,1+1;硝酸银溶液(0.05 mol/L),称取硝酸银8.7 g,溶解于水中,稀释至1 000 mL,储存于棕色瓶中;硫酸铁铵指示液(80 g/L),溶解硫酸铁铵8.0 g于75 mL水中,过滤,加几滴硫酸,使棕色消失,稀释至100 mL;硫氰酸铵标准滴定溶液(0.05 mol/L),称取硫氰酸铵3.8 g 溶于水中,稀释至1 000 mL;未注明规格和配制方法的其他试剂,均应符合HG/T 2843—1997的规定。
仪器:超声波清洗器;其他实验室通用仪器。
称取复合肥试样1~10 g(精确至0.000 2 g)(称样范围见表1),置于250 mL容量瓶中,加水约150mL,置于超声波清洗器中超声后,用水稀释至刻度,混匀,干过滤,弃去最初50 mL滤液。剩余溶液作为待测液。
表1 不同氯离子含量样品称样量
准确移取25.0 mL滤液于250 mL锥形瓶中,加入硝酸溶液5 mL,加入硝酸银溶液25.0 mL,静置至沉淀分层,加入邻苯二甲酸二丁酯5 mL,摇动片刻。加水至溶液总体积约为100 mL,加硫酸铁铵指示液2 mL,用硫氰酸铵标准滴定溶液滴定剩余的硝酸银,至出现浅橙红色或浅砖红色为止。
空白实验除不加试样外,分析步骤及试剂用量均与上述步骤相同。
氯离子的质量分数按式(1)计算:
式中 m2——试样质量,g;
V0——空白实验消耗硫氰酸铵标准滴定溶液的体积,mL;
V2——试样消耗硫氰酸铵标准滴定溶液的体积,mL;
c——硫氰酸铵标准滴定溶液的浓度,mol/L;
D——测定时吸取试液体积与试液总体积的比值;
M——氯离子的毫摩尔质量,0.035 45 g/mmol。
将样品超声处理时间为5、10、15 min 时制备的试液检测结果分别与国标[1]法进行比对,结果见表2。
表2 样品超声处理时间对测定结果的影响
由表2可知,样品超声处理5、10、15 min的检测结果与国标法的差值均在允许误差范围内,说明样品中的氯离子均已完全水解。故选择样品超声处理时间为5 min。
选定5组样品,分别加入氯离子质量为30 mg的基准氯化钠,进行加标回收率实验,结果见表3。
由表3中的实验数据可知,该方法的加标回收率为99.37%~101.37%,准确度高。
表3 加标回收率测定结果
选择5 个具有代表性的样品进行5 次平行测定,实验结果见表4。
表4 精密度测定结果 %
由表4 可知,该方法的标准偏差为0.01%~0.05%,变异系数为0.17%~0.57%,精密度较高。
采用改进后的方法和国标法分别测定同一个样品,计算绝对差值,实验结果见表5。
表5 改进后方法与国标法测定结果比对%
由表5可知,两种方法测定结果一致。采用改进后的超声波处理样品方法耗时为5 min,较国标法加热处理(30 min)节省25 min,可用于复合肥生产的过程检验,为指标调整及时提供依据。
采用改进后的超声波处理样品的方法测定复合肥中氯离子含量,操作简单,准确度高,精密度高,适用于生产过程中氯离子含量的控制。