氯酸盐生产系统电解液中氯酸钠含量的测定

段春霞，尚兰天，赵晓敏

(中盐内蒙古化工股份有限公司，内蒙古 阿拉善 750336)

氯酸钠是氯酸盐的重要产品之一，具有强烈腐蚀性，氧化性仅次于次氯酸钠。在蒸发生产氯酸钠产品过程中，对氯酸钠电解液不但要除去氧化性极强的ClO-，同时要调整电解液的pH值呈碱性才能进行蒸发单元操作。当电解液呈酸性进行蒸发操作，HCl被作为还原剂，有可能发生下列反应:

NaCl+2HCl-→ClO2+NaCl+1/2Cl2+H2O

上述反应生成的ClO2具有更强的氧化性能，对蒸发设备的腐蚀更为严重，除少许的金属(钛和蒙耐尔合金)外，大多数金属都不耐腐蚀。

1 实验部分

1.1 应用范围

此方法适用于浓度范围在50 g/L～600 g/L之间的氯酸钠含量。

1.2 仪器与设备

水，GB/T6682，三级；分析天平；酸式滴定管，50 mL；微量移液器，250 μL～500 μL；锥形瓶，250 mL；移液管，25 mL。

1.3 标准溶液、一般溶液

亚硫酸，6% 的溶液；溴酚蓝指示剂，0.1%的溶液；氢氧化钠，0.500 mol/L；盐酸，0.1 mol/L。

1.4 实验方法

(1)按要求冲洗完取样管道后,从适当的取样点取得具代表性的氯酸钠溶液样品。

(2)水浴加热使样品温度达到50 ℃。样品在45 ℃～50 ℃之间时取等分样品。

(3)用微量移液枪取 0.5 mL样品至 250 mL的锥形瓶中。

(4)加入约 30 mL～40 mL蒸馏水。

(5)加6滴～8滴溴酚蓝指示剂。

(6)如果溶液呈蓝色,逐滴加入 0.1 mol/L HCl直到蓝色刚好变成黄绿色。

(7)加入 25.0 mL亚硫酸摇动混合。

(8)加2片或3片沸石, 放在加热炉上使溶液沸腾5 min。

(9)使其冷却至室温, 然后加入溴酚蓝指示剂(如果需要)。

(10)用约0.500 mol/L的标准NaOH滴定至蓝色为终点，记录消耗体积V1。

(11)加30 mL 蒸馏水进行空白实验，接着从(6)开始，记录消耗体积V0。

(12)分析结果表述：

式中：V1——滴定样品消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL;V0——空白试验滴定消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL;C——氢氧化钠的实际浓度，mol/L；0.017 74——与1.00 mL标准氢氧化钠标准溶液[C(NaOH)=1.000 mol/L]相当的，以克表示的氯酸钠的含量。

2 结果与讨论

2.1 样品温度的选择

电解液在结晶供料罐中正常运行时的温度约为82 ℃，此时液体中氯酸钠含量约为500 g/L，当电解液温度低于50 ℃时，晶体会从溶液中析出，温度越低晶体析出越多，从而影响氯酸钠含量，因此选择50 ℃作为检测电解液中组分含量的最低温度。

2.2 亚硫酸和硫酸的选择

亚硫酸为H2SO3，是二元酸，中强酸。硫酸比亚硫酸稳定，难分解。氯酸根在酸性条件下，有强氧化性，而亚硫酸有还原性，发生氧化还原反应，生成二氧化氯。二氧化氯溶于水，但一般不与水反应，因此能变成气体溢出。而浓硫酸只有酸的作用，生成的Na2SO4中有一半是氧化产物。因此，检测电解液中氯酸钠含量时首选亚硫酸。

2.3 试验方法的选择

通常在酸性溶液中氯酸钠能将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，过量的亚铁离子再用高锰酸钾溶液滴定至终点。但由于电解液溶液本色为棕红色，滴定到终点肉眼无法判断，因此选择1.4实验方法。

2.4 移取样品量的确定

电解液在结晶供料灌中氯酸钠含量理论值通常为500 g/L，计算消耗0.500 mol/L氢氧化钠标准溶液30 mL左右时，移取样品体积应该为0.5 mL，因此，确定取样量为0.5 mL。

3 样品分析

3.1 结果分析

对不同时间段结晶供料罐中电解液连续5 d取不同的5组样品进行实验，结果如表1。十组数据与理论值相近，分析方法可信。

表1 5组电解液样品中氯酸钠组分含量

3.2 加标回收率试验

在每一个0.5 mL样品中分别加标500 g/L标准氯酸钠，进行加标回收试验，结果如表2。由表2可知，回收率为95.54%～103.8%，说明方法具有较高的准确度。

表2 加标回收率试验结果

3.3 精密度试验

取同一份氯酸钠样品5份，按1.4方法进行试验，计算5份样品检测结果的相对标准偏差，结果见表3。由表3可知，各待测元素测定结果的相对标准偏差(n=5)在5.77%范围。说明该方法较稳定，重复性好。

表3 精密度试验结果

4 结语

选择氯酸盐生产系统电解液中氯酸钠含量的测定方法时，发现当电解液温度低于50 ℃时，晶体会从溶液中析出，温度越低晶体析出越多，影响氯酸钠含量，因此选择50 ℃作为检测电解液中组分含量的最低温度。氯酸根在酸性条件下，有强氧化性，而亚硫酸有还原性，发生氧化还原反应，经过比对亚硫酸和硫酸，确定亚硫酸作为还原剂。由于电解液溶液本色为棕红色，终点肉眼无法判断，因此选择氢氧化钠作为标准溶液。电解液在结晶供料罐中氯酸钠含量理论值通常为500 g/L，计算消耗0.500 mol/L氢氧化钠标准溶液30 mL时，移取样品体积应该为0.5 mL，因此，确定取样量为0.5 mL。用此法测定电解液中氯酸钠含量, 回收率为95.54%～103.8%,相对标准偏差(n=5)为5.77%。该方法操作简便，灵敏度和准确度高，适用于电解液中氯酸钠含量的测定。