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1、钢铁电抛光溶液中硫酸和磷酸测定方法的改进摘要:用氢氧化钠滴定法测定钢铁电抛光溶液中硫酸和磷酸的含量时,抛光溶液中的二价铁离子影响磷酸二氢根的测定。以甲基橙作指示剂,用氢氧化钠滴定硫酸和磷酸的总量,然后向试液中加入柠檬酸钠掩蔽铁离子,继续用氢氧化钠滴定至酚酞指示剂变为红色,从而测得磷酸二氢根的含量。该方法有效地消除了二价铁离子对测定的干扰。 1前言对于含有硫酸和磷酸的电解抛光溶液,可采用滴定法连续测定硫酸和磷酸的含量[1]。磷酸是三元弱酸,用强碱中和时可以出现两个当量点,因此,在硫酸和磷酸的混合液中,应用两种适当的指示剂,可用氢氧化钠先后滴定出两种酸的含量。当甲基橙指
2、示剂由红色变为黄色时,pH2.9～4.6,下列反应完成,H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2OH3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O用氢氧化钠继续滴定至酚酞指示剂变为红色时,pH8.3～10.1,下列反应完成,NaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2O根据两次滴定耗用氢氧化钠的量可以计算出两种酸的含量。然而,钢铁电抛光溶液经使用后生成铁盐,在滴定硫磷二氢钠的过程中,铁盐也被滴定,FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4因此,铁盐对滴定有干扰,使测定结果偏高。当抛光溶液中铁盐积累到一定量时,在滴定过程中,试液中出现大量的絮状绿色氢氧化
3、亚铁沉淀,严重影响终点的观察。因此,3本文重新制定了钢铁电抛光溶液中硫酸和磷酸的连续测定方法,用柠檬酸钠掩蔽抛光溶液中的铁离子,有效地消除了铁盐对测定结果的影响。2方法的改进2.1原理柠檬酸钠能与多种金属离子生成稳定的络合物,在试液中加入柠檬酸钠后,它与铁离子生成络合酚酞作指示剂用氢氧化钠滴定至终点时,二价铁(包含少量的三价铁)的柠檬酸络离子不能被氢氧化钠滴定,因而能消除铁盐对测定的影响。柠檬酸钠溶液pH8,在酚酞指示剂变为红色时,试液pH10.1,因此,用柠檬酸钠掩蔽铁,柠檬酸钠本身不影响酸的测定结果。2.2掩蔽剂的加入顺序以甲基橙作指示剂,用氢氧化钠滴定硫酸和磷
4、酸的总量时,不能向试液中加入柠檬酸钠掩蔽铁离子,否则将使测定结果偏低。钢铁电抛光溶液中的铁主要以二价铁盐的形式存在,在甲基橙指示剂变色时,二价铁离子不与氢氧化钠反应,因此,也不需要加入柠檬酸钠掩蔽剂。在用氢氧化钠滴定磷酸二氢根时,向试液中加入柠檬酸钠掩蔽铁,能完全消除铁盐对测定的影响。柠檬酸是三元弱酸,其电离常数K1=7.1×10-4,K2=1.68×10-5,K3=6.4×10-6。在强酸溶液中加入柠檬酸钠掩蔽铁离子时,多余的柠檬酸钠将与酸反应生成柠檬酸、柠檬酸二氢根和柠檬酸氢根。在滴定硫磷混酸总量时,如果向试液中加入柠檬酸钠,当滴定至甲基橙指示剂变色时,试液中加
5、入的柠檬酸钠将主要以柠檬酸二氢根和柠檬酸氢根的形式存在,它们所占用的氢离子不能完全释放出来而使测定结果偏低,甚至是很严重的。所以,我们只能在滴定至甲基橙变色后再向试液中加入柠檬酸钠掩蔽铁,然后继续用氢氧化钠滴定至酚酞指示剂变为红色,3磷酸二氢钠完全被滴定而生成磷酸氢二钠。柠檬酸的三级电离常数都远大于磷酸二氢根H2PO4-的电离常数(K2=6.2×10-8),所以,试液中加入的柠檬酸钠在滴定至终点时完全以正钠盐C6H5Na3O7的形式存在,因而不影响磷酸二氢钠的测定结果。3分析方法3.1试剂1)氢氧化钠标准溶液:0.1mol/L。2)甲基橙指示剂:0.1%的酒精溶液。
6、3)酚酞指示剂:1%的酒精溶液。4)柠檬酸钠溶液:5%的水溶液,pH8。3.2测试吸取抛光溶液2mL置于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。吸取稀释液10mL(相当于原试样0.2mL)置于250mL三角瓶中,加水50mL,加甲基橙指示剂3滴,用标准氢氧化钠溶液滴定至黄色为第一终点。记录耗用氢氧化钠量AmL。然后,加柠檬酸钠10mL于三角瓶中,加酚酞指示剂3滴,继续用氢氧化钠标准溶液滴定至试液呈红色为第二终点。记录消耗氢氧化钠用量为BmL(不包括AmL)。3.3计算H2SO4(g/L)=49×(A-B)×c/nH3PO4(g/L)=98×B×c/n式中:49——
7、H2SO4的摩尔质量×1/2;98——H3PO4的摩尔质量;c——标准氢氧化钠的浓度,mol/L;n——吸取试样的毫升数,本法0.2mL。3
