联合制碱生产分析方法.docx

资源描述

联合制碱生产分析方法.docx

《联合制碱生产分析方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《联合制碱生产分析方法.docx（45页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

联合制碱生产分析方法.docx

联合制碱生产分析方法

一、分析室的工作范围、任务及要求

1、工作范围：

有关车间的每个生产工序所生产的产品单项、中间体、排放物及部分使用的原料等的化学分析；

有关车间内操作过程中发生的主要物理现象如：

温度、压力、沉淀、比重等的观察与测定；

冰机开车氨气浓度分析及有关车间动火区域内易燃、易爆气体的分析。

2、工作任务：

对生产中的产量、质量、安全技术、劳动保护等起着控制作用；

与生产操作者共同保证生产计划的全面完成、积累原始资料、数据。

3、工作要求：

按时准确完成分析任务，节约药品及物料，按照分析规程，熟练并仔细地操作，随时对分析操作方法提出改进办法，通过领导审批修改；

实事求是、完整、清楚地填写生产报表；

在控制中发现生产上有不正常现象，及时与操作者进行联系，使生产迅速转入正常；

保持个人与环境卫生，爱护仪器，做到安全无事故的操作。

二、溶液浓度的表示、互算：

1、B的物质的量浓度：

指B的物质的量除以混合物的体积，以CB表示，单位为mol/L，即CB=nB/V，CB是浓度的国际符号，下标B指基本单元。

例：

（1）C（H2SO4）=1mol/LH2SO4溶液,表示1L溶液中含H2SO498.08g。

（2）C（1/2H2SO4）=1mol/LH2SO4溶液,表示1L溶液中含H2SO449.04g。

例：

母II中NaCl含量为C（NaCl）=3.2mol/L，换算为Ti（NaCl）:

Ti（NaCl）=3.2×20=64（Ti）

2、滴度（Ti）：

是碱厂专用的通用浓度单位。

以B的物质的量浓度的1/20为单位来表示的溶液浓度，即1CB相当于20滴度，其B为以实际反应的最小单元确定的基本单元。

例：

母II中NaCl含量为64Ti，换算为C（NaCl）、ρ（NaCl）?

C（NaCl）=64/20=3.2mol/L

ρ（NaCl）=3.2×58.45=187.0（g/L）

3、B的质量分数：

指B的质量与混合物质量之比，以ωB表示。

如：

ω（HCl）=0.38，也可用“百分数”表示，即ω（HCl）=38%

例：

ω（H2SO4）=98%、比重1.84的硫酸换算为Ti；

Ti（H2SO4）=98%×1.84×1000/49×20=736（Ti）

4、B的体积分数：

指混合前B的体积除以混合物的体积（适合于溶质B为液体），以jB表示。

比如：

j（C2H5OH）=0.70，即取无水乙醇70mL，加水稀释至100mL

体积分数也常用于气体分析中，表示某一组分的含量。

5、B的质量浓度：

是指B的质量除以混合物的体积，以ρB表示，单位为g/L，即ρB=mB/V

例：

母II中NaCl含量为ρ（NaCl）=187.2g/L

即1000mL母II中，含100%的NaCl为187.2g换算为滴度Ti（NaCl）

Ti（NaCl）=187.2/58.45×20=64Ti

6、比例浓度：

包括容量比浓度和质量比浓度，容量比浓度是指液体试剂相互混合或用溶剂稀释时的表示方法。

例：

（1+5）HCl溶液，表示1体积浓HCl与5体积蒸馏水相混合而成的溶液。

三、化验室一般溶液配制：

1、一般溶液配制注意事项：

⑴、配制基准溶液应使用中华人民共和国化学工业部部颁暂行标准一级化学试剂。

配制一般试剂及指示剂所用之药品，除注明者外，均须使用部颁暂行标准二级化学试剂。

⑵、配制溶液试剂及分析所用之水，皆为蒸馏水。

⑶、所用配制的溶液与液体试剂，除标准蚀度外皆不得含有不溶物，否则应予先澄清或过滤。

⑷、溶解放热或吸热的药品，如配制成一定体积时，必须先放置至室温，再稀释至刻度，所配制的溶液试剂经摇匀后再使用。

⑸、配好的溶液或试剂，均应用瓶塞塞紧，必要时应放在干燥地方或暗处保存，见光易分解的溶液要装于棕色瓶中，试剂及溶液的瓶子均应贴标签，注明试剂名称、浓度、配制日期及有效期。

2、化验室一般溶液的配制：

PH=10

⑴、氨性缓冲液称取20克分析纯NH4Cl，取100mL的浓氨水（25—28%）溶解稀释至1升，充分摇匀。

⑵、硫氰化铵（100g/L）——称100克化学纯硫氰化铵，溶于热蒸馏水中，稀释至1000mL，充分摇匀。

⑶、磺基水扬酸（100g/L）——称取100克化学纯磺基水扬酸溶于蒸馏水中，稀释至1000mL，充分摇匀。

⑷、氨水（10%）——取25%的分析纯氨水43mL溶于100mL蒸馏水中，充分摇匀。

3、化验室常用指示剂配制：

⑴、淀粉（5g/L）——称取0.5克可溶性淀粉，用少量水调成糊状在不断搅拌下，注入100mL沸水中，再微沸2分钟，冷却后保持长时间使用，可加防腐剂、每升加氯化汞40毫克。

⑵、铬酸钾（50g/L）——称取50克铬酸钾，溶于1000mL水中，充分摇匀。

⑶、铬黑T（2g/L）——称取0.2克铬黑T，加10mL氨性缓冲液，用酒精稀释至100mL，充分摇匀。

⑷、甲基橙（1g/L）——称取1克甲基橙，溶于1000mL水中，充分摇匀。

⑸、酚酞（10g/L）——称取10克酚酞，溶于95%乙醇（约600mL）中，用水稀释至1000mL中，充分摇匀。

⑹、茜素红（2g/L）——称取茜素红2克，溶于1000mL水中，充分摇匀。

⑺、C（HCl）=6mol/L溶液——取ρ=1.19的浓HCl500mL，加蒸馏水稀释至1升。

⑻、C（HCl）=2mol/L溶液——取ρ=1.19的浓HCl167mL，加蒸馏水稀释至1升。

⑼、C（H2SO4）=6mol/L溶液——取ρ=1.84的浓H2SO4170mL，在搅拌下缓慢加入至830mL蒸馏水中。

⑽、C（H2SO4）=2mol/L溶液——取ρ=1.84的浓H2SO455mL，在搅拌下缓慢加入至945mL蒸馏水中。

⑾、C（NaOH）=2mol/L溶液——溶解NaOH80克于蒸馏水中，稀释至1升。

⑿、BaCl2（100g/L）——溶解BaCl2·H2O100克于蒸馏水中，稀释至1升，滤去沉淀。

⒀、铁（Fe3+）标液（0.1mg/mL）——准确称取0.8635克分析纯铁铵矾[Fe（NH4）（SO4）2·12H2O溶于水中，移入1000mL容量瓶中，加H2SO44mL，用水稀释至刻度，摇匀。

⒁、三氧化二铁（Fe2O3）标准液（0.1mg/mL）：

准确称取0.6039克分析纯铁铵矾[Fe（NH4）（SO4）2·12H2O溶于水中，移入1000mL容量瓶中，加H2SO44mL，用水稀释至刻度，摇匀。

四、分析室的一般注意事项

1、许多化学药品能损害身体，使人患病，有的会使人立即死亡，故配完药品或做完样品必须将双手洗净，严防中毒。

2、配制发烟硫酸、硝酸等易挥发有毒气体的药品，需在通风地方或通风厨内进行。

3、稀释浓硫酸，会产生大量的热，操作时必须先将容器盛水一定量后，在搅拌下将酸慢慢倒入水中，反之会发生飞溅或爆炸。

4、皮肤沾有酸或碱时，要迅速用水冲洗，若属于发热的酸碱如：

硫酸、氢氧化钠等应用布或棉花轻轻擦去后，未破皮，可用水冲洗涂上药物，不得采用酸碱中和原理进行处理。

5、皮肤割伤时，应立即用水洗净伤口，擦上龙胆紫药水，再用纱布包扎，如果伤口较大，立即到医务室医治。

6、易燃易爆如酒精、汽油、乙醚等不得放在明火或高温处，在扑灭燃着的苯、乙醚或汽油时，应该用砂子，切勿用水。

7、湿手不得使用电器设备，开关电门，不得用金属材料接触电器，以免触电。

8、能产生酸性或氧化性的物品，不得放入电烘箱、天平等精密仪器内。

9、电器设备仅供生产使用，不得它用，用毕须切断电源。

五、分析规程

（一）、母液类：

1、分析样品：

母液I、氨母液I、母液II、氨母液II、半母液II、碳化取出液、滤过母液、洗水。

2、分析项目：

FNH3、TNH3、CNH3、TCl-、CO2、Fe3+、S2-、浊度、比重。

3、分析方法：

FNH3

（1）、原理：

以标准浓度的H2SO4中和母液中的游离氨，根据H2SO4用量，可计算出游离氨的含量。

2NH4OH+H2SO4=（NH4）2SO4+2H2O

2NH4HCO3+H2SO4=（NH4）2SO4+2CO2↑+2H2O

（NH4）2CO3+H2SO4=（NH4）2SO4+CO2↑+H2O

（2）、手续：

用移液管吸取试样5.00mL（取碳化取出液或其它悬浮液，须静置2—3分钟，取上层清液）注入盛有50—80mL蒸馏水的100mL容量瓶中，加蒸馏水至刻度，并充分摇匀，取稀释液5.00mL于300mL三角烧瓶中（稀释液留作CO2用），加一滴甲基橙指示剂（1g/L），用C（1/2H2SO4）=0.05000mol/L的H2SO4标准溶液滴至橙色为终点。

（3）、计算：

C（1/2H2SO4）·V（1/2H2SO4）

FNH3=────────────——×20

5×5/100

=4×V（1/2H2SO4）（滴度）

式中：

V（1/2H2SO4）───H2SO4溶液之用量，mL。

TNH3：

（1）、原理：

用已知过量的碱与试样中的铵盐反应生成NH4OH，加热分解蒸出氨气，然后以标准浓度的H2SO4回滴过剩的碱，根据碱的用量计算出TNH3。

（NH4）2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O

NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O

2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O（回滴）

（2）、手续：

加入16.00mLC（NaOH）=0.1000mol/L的NaOH标准溶液（根据FNH3含量可多可少），于上述测完FNH3的试样中，加热至体积的1/3止，冷却后用C（1/2H2SO4）=0.05000mol/L的H2SO4标准溶液回滴过剩的NaOH。

（3）、计算：

C（NaOH）·V（NaOH）－C（1/2H2SO4）·V（1/2H2SO4）

TNH3=×20

5×5/100

=4[2×16－V（1/2H2SO4）]（滴度）

式中：

V（NaOH）——加入NaOH溶液之用量，mL；

V（1/2H2SO4）——H2SO4溶液之用量，mL。

CNH3：

CNH3=TNH3－FNH3（滴度）

TCl-：

（1）、原理：

以铬酸钾为指示剂，用硝酸银滴定试样中的氯化物，因Ag2CrO4与AgCl的溶度积不同，根据分步沉淀原理，当氯化物沉淀完全后方能产生砖红色的Ag2CrO4沉淀即为终点，根据AgNO3用量可知氯化物量。

PH=9

NH4Cl+AgNO3═NH4NO3+AgCl（白色）↓

PH=9

NaCl+AgNO3═NaNO3+AgCl（白色）↓

K2CrO4+2AgNO3═2KNO3+Ag2CrO4（砖红色）↓

（2）、手续：

将测完TNH3的试样中加入化学纯CaCO30.2g中和，保持PH=9左右，加1mLK2CrO4指示剂（50g/L），用C（AgNO3）=0.05000mol/L的硝酸银标准溶液滴定至砖红色出现为终点。

（3）、计算：

C（AgNO3）·V（AgNO3）

TCl=───────────×20

5×5/100

=4×V（AgNO3）（滴度）

式中：

V（AgNO3）——AgNO3溶液之用量，mL。

（4）、注意事项：

A、PH=9为最佳，不得高于10.5，低于6.3。

因在酸性中：

2CrO42-+2H+→2HCrO4→Cr2O72-+H2O,使CrO42-离子浓度大为降低，不能在等当点形成Ag2CrO4↓，降低灵敏度使结果偏高。

在碱性溶液中：

2AgNO3+2OH-====2AgOH+2NO3-

2AgOH====Ag2O（黑色）↓+H2O

同样使结果不准。

B、不允许加K2CrO4过量，否则终点提前出现。

C、注意母液中S2-的干扰，S2-必须低。

D、加入试剂不得含Cl-。

E、测定时必须摇动烧杯，否则会使沉淀表面吸附Ag+或Cl-而使结果不准。

CO2：

（1）、原理：

溶液中的碳酸盐，重碳酸盐与强酸作用。

分解生成CO2气体导入密闭的气体量管中，根据生成气体体积可计算CO2含量。

（NH4）2CO3+H2SO4====（NH4）2SO4+CO2↑+H2O

Na2CO3+H2SO4====Na2SO4+CO2↑+H2O

2NH4HCO3+H2SO4====（NH4）2SO4+2CO2↑+2H2O

2NaHCO3+H2SO4====Na2SO4+2CO2↑+2H2O

仪器装置如图

（一）所示

1.水准瓶2.量气管3.三通活塞4.长胶皮管5.CO2反应瓶6.橡皮塞7.温度计

图一：

CO2测定装置图

（2）、手续：

A.取稀释液20.00mL于250mLCO2反应瓶中，并在中心管内先预加入C（H2SO4）=4mol/L的H2SO4溶液3mL。

B.提高水准瓶调节气量管液面为零，将三通活塞扭至胶皮管连大气，放下水准瓶。

C.将胶皮管的皮塞压紧在广口瓶上，三通活塞扭至胶皮管与气量管连接。

D.摇动反应瓶使硫酸与试样混合反应，至气量管中液面不再下降，放下广口瓶，将水准瓶提高放下往返数次，使水准瓶液面与气量管液面同一高度，记下气体的毫升数V与温度t℃。

（3）计算：

CO2=V×P/760×273/（273+t）×20/22.4（滴度）

在计算中因压力变化不大，P值近似760。

所以压力校正可以不考虑。

附：

不同温度下CO2体积换算系数R：

温度℃

R值

温度℃

R值

温度℃

R值

温度℃

R值

0.893

0.862

0.832

0.805

0.890

0.859

0.830

0.802

0.887

0.856

0.827

0.800

0.883

0.853

0.824

0.797

0.880

0.850

0.821

0.794

0.877

0.847

0.818

0.792

0.875

0.844

0.815

0.789

0.870

0.841

0.812

0.787

0.867

0.838

0.810

0.784

0.864

0.835

0.808

0.782

P27320

R＝——×——──×─—

760273＋t22.4

（4）注意事项：

A.装置中各连接处不得漏气；

B.使用的酸不得产生气体；

C.在摇动反应瓶时，只能用食指压紧橡皮塞，姆指与中指卡住反应瓶口，手心或其它手指不得接触广口瓶肚，另一只手需稳住胶皮管，以免装置晃动。

D.中心管外不得有酸，取样前需用甲基橙检验。

E.生产中CO2以HCO-形式参与反应，故CO2按一价计算。

Fe3+（硫氰化铵法）：

（1）原理：

Fe2+离子在HCl的酸性溶液中，以HNO3氧化成Fe3+离子，与NH4CNS生成硫氰化铁络合物，呈血红色，颜色深度与离子浓度成正比，故可做比色分析。

3Fe2+＋NO3-＋4H+＝3Fe3+＋NO＋2H2O

nCNS

Fe3+＋3CNSFe（CNS）3Fe（CNS）n+3-n

n＝1、2、3……60

（2）手续：

用移液管吸取原始试样5.00mL，放入300mL烧杯中，加一滴甲基橙指示剂（1g/L），以不含铁的C（HCl）＝6mol/LHCl溶液中和并呈酸性，加入3mLC（HNO3）＝6mol/LHNO3溶液，加水约10mL，加热至体积缩小1/3（或冒出NO2），冷却待比色。

用同一型号比色管二支（被测样品如n个，则比色管为n+1支），各加入2mLNH4CNS溶液（100g/L），分别作被测与标准二管，标准管中加3mL

C（HCl）＝6mol/LHCl溶液，3mLC（HNO3）＝6mol/LHNO3溶液。

将试样倒入被测管中，以不含Fe3+的蒸馏水刷洗器壁，一并倒入管中，摇匀。

标准比色管中用滴定管分次加入1mL=0.01mgFe3+的标准铁液，使之与被测管色同，记下标准铁液毫升数V。

（3）计算：

V×0.00001

Fe3+＝─────×106＝2×V（mg/L）

式中：

0.00001——1mL标准铁液相当于Fe3+的克数。

（4）、注意事项：

A、必须选用同一型号，同一规格的比色管。

B、比色应立即进行。

C、温度不应太高，最好标准比色管与被测比色管温度一致。

D、NH4CNS的量必须一致。

E、颜色不宜太深。

F、试液应保持酸性，以防止铁盐水解析出氢氧化铁沉淀，但酸度过高颜色减退。

G、二管液面必须同一高度。

H、Fe3+标准溶液（0.01mg/mL）：

用移液管吸取10.00mLFe3+标准液（0.1mg/mL）于100mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀（临用前配制）。

S2-：

（1）原理：

硫化物与强酸反应生成H2S气体，利用碘进行滴定，生成碘化物同时析出硫，当H2S反应完成后，过剩的碘与指示剂淀粉生成深兰色的化合物，由碘的消耗量，可知硫的含量。

S2-＋2H+H2S↑

H2S＋I22HI＋S↓

2R＋I22RI（R表示淀粉）

深兰色

（2）手续：

准确吸取5.00mL原始液于盛水10mL左右的烧杯中,加入C（HCl）＝6mol/LHCl溶液酸化，加1mL淀粉指示剂（5g/L），迅速以C（1/2I2）＝0.005000mol/L的I2标准溶液滴定至深兰色为终点。

（3）计算：

C（1/2I2）·V（1/2I2）

S2-=────————×20（滴度）

式中：

V（1/2I2）——碘溶液之用量，mL。

（4）注意事项：

A、加入试样时，移液管必须插入液面下，缓慢加入，避免产生H2S逸出，使结果偏低。

B、因滴定过程是液下进行，且生成的H2S气体加之大量CO2气一起易跑出来，所以滴定必须迅速。

C、加入的酸不应含S2-或其它耗碘元素。

D、淀粉必须新鲜。

E、滴定必须在酸性中进行。

浊度：

（1）原理：

用干燥及经细筛筛过的白陶土1克（准确至0.001克）加蒸馏水1000mL，配成的悬浮液，其浊度规定为1000度，以此配成一组浊度标准液，每升含1毫克为1度，试样与浊度标准液比较即可测定试样的浊度。

（2）手续：

取同样大小的比色管盛试样100mL，于盛有100mL标准浊度悬浮液作比较。

浊度标准溶液的配制：

称取白陶土数克，用玛瑙乳钵研细，使白陶土通过泰勒筛号200网目（200网目为每英寸内具有200筛孔。

相当于64.00孔/cm2）,在105—110℃的烘箱内干燥至二小时，置于干燥器内冷却至室温，然后称取干燥的白陶土1克（准确至0.001克），置于1升容量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度摇匀，再取不同数量的摇匀混浊液（参阅下表）加入100mL比色管内，再加水稀释至100mL，配成下表各度标准液，然后管口密封。

浊度（mg/L）

100

150

200

300

400

500

600

700

1000

混浊液mL

100

注：

浊度液最好一月更换一次。

比重：

用100mL量筒量取100mL被测液，轻放入1.1～1.2之比重计，读取数字，同时测量温度。

三个比值的计算：

氨Iα＝FNH3／CO2

氨IIβ=FNH3／Na+

母IIγ=Na+／CNH3

（二）淡液类：

1、分析样品：

淡液、回收淡液、地下杂水、外冷器洗水、碳化煮塔水、煅烧冷凝水等。

2、分析项目：

总碱度、FNH3、TNH3、CNH3、TCl-、NaCl、Na2CO3。

3、分析方法：

总碱度

（1）原理：

同母液测FNH3。

（2）手续：

吸取0.50mL试样（根据FNH3含量而定）于300mL烧瓶中，以C（1/2H2SO4）=0.1000mol/L的H2SO4标准溶液直接滴定，加一滴甲基橙指示剂（1g/L），滴定到橙色为终点。

（留作TNH3）

（3）计算：

C（1/2H2SO4）·V（1/2H2SO4）

总碱度＝───────────×20（滴度）

0.5

式中：

V（1/2H2SO4）——H2SO4溶液之用量，mL。

TNH3

（1）原理：

同母液测TNH3。

（2）手续：

将上述做完总碱度之样品加入20mLC（NaOH）=0.1000mol/L的NaOH标准溶液（根据FNH3含量而定）加热，蒸出氨后，以C（1/2H2SO4）=0.1000mol/L的H2SO4标准溶液回滴，根据NaOH用量计算TNH3含量。

（留作TCl-）

（3）计算：

C（NaOH）·V（NaOH）－C（1/2H2SO4）·V（1/2H2SO4）

TNH3＝───────────────────×20（滴度）

0.5

式中：

V（NaOH）——NaOH溶液之用量，mL；

V（1/2H2SO4）——H2SO4液之用量，mL。

（4）注意事项：

同母液测TNH3。

Na2CO3：

（1）原理：

根据FNH3加热易挥发的原理驱除FNH3以标准酸进行滴定。

（2）手续：

吸取0.50mL原始样（根据Na2CO3含量而定），于300mL三角烧杯中，加蒸馏水约20mL,加热沸至体积缩小1/3止,加一滴甲基橙指示剂（1g/L），以C（1/2H2SO4）=0.1000mol/L的H2SO4标准溶液滴定至橙色。

（3）计算：

C（1/2H2SO4）·V（1/2H2SO4）

Na2CO3＝───────────×20（滴度）

0.5

式中：

V（1/2H2SO4）——H2SO4溶液之用量，mL。

FNH3=总碱度－Na2CO3（滴度）

CNH3=TNH3－（总碱度－Na2CO3）（滴度）

TCl-

（1）原理：

同母液测TCl-。

（2）手续：

将测完TNH3之样品加入0.2gCaCO3粉末，加K2CrO4指示剂（50g/L）1mL，以C（AgNO3）=0.05000mol/L的AgNO3标准溶液滴定至砖红色为终点。

（3）计算：

C（AgNO3）·V（AgNO3）

TCl-＝───────────×20＝V（AgNO3）×2（滴度）

0.5

式中：

V（AgNO3）——AgNO3溶液之用量，mL。

（4）注意事项：

同母液测TCl-

NaCl=TCl-－[TNH3－

展开阅读全文