NaOH的测定.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,烧碱生产分析,组员：费宗明 徐彩云吴佳 居军孝 胡迪斐,简介,烧碱是重要的基本化工原料，在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。,物理性质,化学式：,NaOH,（俗称烧碱,片碱,火碱，苛性钠）,分子量：,40.01,摩尔质量：,40,密度：,2.130,克,/,厘米,3,熔点：,318.4,沸点：,1390,水溶性：极易溶于水 溶液呈无色,化学性质,氢氧化钠易溶于水，溶液呈强碱性。腐蚀性极强，对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用。与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应；与无机酸反应生成相应的盐类；能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能皂化酯类，生成相应的有机酸钠盐和醇；能脱除化合物中的氯化氢。,生产方法,隔膜法,水银法,离子膜法,隔膜法,利用多孔渗透性的材料作为电解槽内的隔层，以分隔阳极产物和阴极产物的电解方法。,优缺点,生产设备容易制作，材料便于取得，在电源比较丰富或电价比较低廉，对于烧碱含盐量的要求又不很苛刻的地区，特别是有地下盐水或附近有联合发电与供汽设施的地区，仍在普遍采用。,隔膜电解法与水银电解法、离子膜电解法、比较总能耗,(,包电、蒸气,),最高。氢氧化钠产品（固体）含有,3,左右的氯化钠,不能用于人造丝与合成纤维的生产。隔膜所用的细微石棉纤维，吸入肺内有损健康。,水银法,利用流动的水银层作为阴极，在直流电作用下使电解质溶液的阳离子成为金属析出，与水银形成汞齐，而与阳极的产物分开。,优缺点,不需蒸发，直接生产,50,或,73,高纯度烧碱（含氯化钠在,50ppm,以下）,;,电耗较高,;,需用固体食盐作原料,;,汞的流失会造成环境污染；要求高纯度的盐水,杂质中镁（最大,1.0ppm,）、钙,(,最大,10ppm),和铁,(,最大,0.1ppm),的含量均应严格控制，重金属钒、钼、钛、锰、钨等的总量应小于,0.01ppm,以防止产生不易流动的高汞齐（或称汞渣）。若阴极水银薄层破裂，则裸露的钢底板上会生成氢氧化钠并放出氢气，与阳极生成氯气构成爆炸混合物。,离子膜法,利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法。,优缺点,总能耗最低（与隔膜电解法和水银电解法相比）,烧碱纯度高,50,的氢氧化钠碱液，含氯化钠,50,60ppm,无水银或石棉污染环境的问题；操作、控制都比较容易；适应负荷变化的能力较大；,要求用高质量的盐水；离子膜的价格比较昂贵。,离子膜法生产工艺,离子膜电解食盐法，是用阳离子交换膜将电解槽隔成阳极室和阴极室。这层膜只允许钠离子穿透，而对氢氧根离子起阻止作用，另外还能阻止氯化钠的扩散。食盐溶液在电场作用下，钠离子经过膜的传递到阴极侧与氢氧根离子生成氢氧化钠，而带负电的氯离子被隔离在阳极室。从而打到生产低盐,.,高纯,.,高浓度氢氧化钠产品，同时得到联产氯和氢气的目的。反映为,2NaCl+2H,2,O=2NaOH+Cl,2,+H,2,工艺流程,1,盐水一次精制及过滤,原盐经溶解，加入氢氧化钠和碳酸钠，除去盐水中的,Ca,2+,Mg,2+,。经澄清、砂滤后，制成一次精制盐水，加入适量的,d-,纤维素助滤剂再经过一次精密过滤，使盐水中的悬浮物含量小于等于,10,-6,2,盐水二次精制,将上述过滤后的合格盐水，送人螯合树脂塔进行螯合处理，使盐水中的,Ca,2+,Mg,2+,杂质含量小于等于,2010,-9,3,精盐水电解,合格的二次精制盐水送人离子膜电解槽阳极侧，在电解槽的阴极侧。加入与碱浓度相当的纯水量。在直流电作用下电解，在阴极侧流出规定浓度的氢氧化钠，经冷却，计量后送成品槽。,4,氢 氯产品,电解槽里阴极上方生成的氢气和在阳极上方生成的氯气，分别送氯处理和氢处理后，生成相应的氢、氯产品。,流程图及控制点,一次盐水中氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠、次氯酸钠、铁、悬浮固体等含量的测定,二次盐水中氯酸钠、钙、铁等含量的测定,纯水中铁、钙、硅等含量的测定,高纯盐酸中铁、钙、镁、氯含量及总酸度的测定,盐水（循环）中氯化钠、钙、铁、硫酸根等含量的测定,电解液中氢氧化钠和碳酸钠、氯化钠、三氧化二铁等含量的测定,氢气中氧、氢含量的测定,氯气中氯气纯度、杂质含量的测定,成品分析,碱液中氢氧化钠和碳酸钠、氯化钠含量的测定,控制点原因,离子膜法制碱。所用的阳离子交换膜对任何离子都很敏感，不仅,Na,+,能透过，,Ca,2+,Mg,2+,Fe,3+,Ba,2+,Sr,2+,等也能透过。当这些阳离子透过膜时，就会和从阴极室渗过来的微量,OH,-,反应，形成难溶的沉淀，堵塞离子膜。,Ba,2+,Fe,3+,含量高时不仅破坏膜，而且会破坏金属阳极涂层和阴极涂层，影响电极使用寿命。以上这些眼里子的化合物都会堵塞隔膜，引起槽电压上升，电流效率下降。盐水中的氯酸根和悬浮物也要影响离子膜和阳离子交换树脂。因此用于离子膜法盐水的纯度要求甚高。,控制点分析实例,一次盐水中氯化钠含量的测定,方法要求,在中性溶液中，硝酸银与氯化钠反应生成白色的氯化银沉淀。以铬酸钾为指示剂，当氯化钠反应完毕后，硝酸银立即与铬酸钾作用，生成砖红色的铬酸钾沉淀。其反应式如下：,AgNO,3,+NaCl=AgCl+NaNO,3,2 AgNO,3,+K,2,CrO,4,=Ag,2,CrO,4,+2KNO,3,此反应必须控制在中性或微碱性溶液（,pH,为,6.510.5,）中进行。因为在酸性溶液中，铬酸钾溶于酸，会使滴定结果偏高。而在碱性溶液中，银离子又生成灰黑色氧化银沉淀，影响滴定和终点的判定。,根据氯化银溶度积（,Ksp=1.810,-10,）和铬酸银溶度积（,Ksp=2.010,-12,）的计算，被测溶液中,CrO,4,2-,浓度为,1.110,-2,mol/L,时，过量硝酸银恰好能生成砖红色铬酸银沉淀。但由于铬酸钾本身黄色较深，终点不易观察，所以实际用量要比理论用量少一些。一般铬酸根浓度为,2.6110,-3,5.210,-3,mol/L,，即,50100mL,滴定液中需加入,50g/L,铬酸钾指示剂,1mL,。,试剂与步骤,试剂和溶液,1,）硝酸银标准溶液,C,（,AgNO,3,）,=0.1mol/L,2,）硫酸溶液,C,（,1/2 H,2,SO,4,）,=0.1mol/L,3,）铬酸钾溶液,50g/L,4,）酚酞溶液,1g/L,测定步骤,吸取粗盐水滤液,25mL,与,500mL,容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。吸取上述溶液,10mL,与,250mL,锥形瓶中，滴加,12,滴,1g/L,酚酞溶液，若溶液呈微红色，以,0.1mol/L,硫酸溶液中和溶液到微红色消失，再加,1mL,铬酸钾指示液（,50g/L,），加水至约,50mL,。在充分摇动下，用,0.1mol/L,硝酸银标准滴定溶液滴定至溶液变为稳定的淡红色悬浊液，经充分摇动后不消失即为终点。,结果表示,氯化钠含量（,g/L,）按下式计算,C,（,NaCl,）,V0.05844,（,NaCl,）,=1000+K,2510/500,式中,V,硝酸银标准溶液的体积，,mL,C,（,NaCl,）,硝酸银标准滴定溶液物质的量浓度，,mol/L,0.05844,与,1.00mL,硝酸银标准滴定溶液,c(AgNO,3,)=1.000mol/L,相当的以克表示的氯化钠的质量；,K,氯化钠浓度的温度校正值,氯化钠浓度的温度校正值,注意事项,讨论及注意事项,1,）盐水的密度和比容随温度而变化，分析结果必须进行温度校正。,2,）为了防止试样过饱和析出氯化钠结晶，影响分析结果，可用保温瓶取样。,3,）在滴定过程中，生成氯化银沉淀能吸附氯离子，铬酸银沉淀将过出现，因此滴定时必须剧烈震荡溶液，使吸附的氯离子重新反应生成氯化银沉淀。,4,）两次平行测定误差小于,0.6g/L,一次盐水中氢氧化钠和碳酸钠含量的测定,方法提要,用酸标准滴定溶液滴定一定体积的盐水，当滴定至酚酞变色为第一化学计量点，此时，碳酸钠转化成碳酸氢钠，而氢氧化钠完全中和。加入甲基橙指示液，继续滴定至颜色改变，测出第二化学计量点，此时碳酸氢钠完全中和。,试剂与步骤,试剂和溶液,1),硫酸标准溶液,C(1/2 H,2,SO,4,)=0.05mol/L,2),盐酸标准溶液,C,（,HCl,）,=0.05mol/L,3),酚酞溶液,1g/L,4),甲基橙溶液,1g/L,测定步骤,吸取冷至室温的粗盐水滤液,25mL,于,250mL,三角瓶中，加,45,滴,1g/L,酚酞指示液，在不断摇动下，用,0.05mol/L,硫酸（或盐酸）标准滴定溶液滴定至溶液红色刚刚消失为终点，再加,1g/L,甲基橙指示液,23,滴，继续滴定至溶液变橙红色为终点。,结果表示,氯化钠含量,（,NaCl,）（,g/L,）和碳酸钠含量,(Na,2,CO,3,)(g/L),按下式计算,式中,V,1,以酚酞为指示液滴定时，硫酸标准滴定溶液的体积，,mL,V,2,以甲基橙为指示剂滴定时，硫酸标准滴定溶液的体积，,mL,C,硫酸标准滴定溶液的物质的量浓度，,mol/L,0.04000,与,1.00mL,硫酸标准滴定溶液,C,（,1/2 H,2,SO,4,）,=1.000mol/L,相当的以克表示的氢氧化钠的质量,0.05300,与,1.00mL,硫酸标准滴定溶液,C,（,1/2 H,2,SO,4,）,=1.000mol/L,相当的以克表示的碳酸钠的质量,注意事项,1.,配制的酚酞指示液必须是中性溶液,2.,酚酞的变色范围为,pH=810,。甲酚红和百里酚蓝盐水溶液（混合指示液）的变色点为,pH=8.3,，终点时溶液由玫瑰色（,pH=8.2,）变为紫色（,pH=8.4,），如果采用混合指示剂，滴定终点更为准确。,3.,混合指示液的配制,1g/L,甲酚红钠盐水溶液和,1g/L,百里酚蓝钠盐水溶液以体积比,1:3,混合。,4.,酚酞指示液的用量对滴定结果影响较大，若用量不足，滴定常常不完全，结果使氢氧化钠含量偏低而碳酸钠含量偏高。若用量过多，因酚酞不溶于水而造成酚酞析出，致使溶液浑浊，影响终点的观察。,5.,在滴定时硫酸溶液要逐滴加入，并不断摇动溶液，以免局部过量和第二步反应提前进行，致使碳酸钠含量偏低而氢氧化钠含量偏高,6.,平行两次测定误差，,NaOH0.01g/L,；,Na,2,CO,3,0.04g/L,二次盐水中钙含量的测定,方法提要,试样中钙离子与螯合剂反应，生成金属配合物，再用有有机溶剂萃取和浓缩，萃取后用火焰原子吸取分光光度法测定。,光源为钙空心阴极灯，它发生的特征谱线通过钙自由原子时被吸取产生吸取信号,吸光度，吸光度与试液中钙离子浓度成正比，通过测量试液的吸光度测定钙含量。,试剂与仪器,钙标准溶液,0.01mg/L,盐酸溶液,c(HCL)=0.1mol/L,氢氧化钠,c(NaOH)=0.1mol/L,氯化铵,氢氧化铵缓冲溶液,(PH=8),将,10.6,克的氯化铵溶于,10ml,水中，再加试剂氨水溶液，将溶液,PH,值调到,8.0,甲基异丁基甲酮,噻吩甲酰三氟丙酮,火焰原子吸收分光光度计,钙空心阴极灯,测定步骤,测定条件,按照仪器说明书调整好仪器,吸取试样,500ml,分别加入,4,个,1000ml,烧杯中，再各加入,0.01mg/L,钙标准溶液,0.0,、,2.0ml,、,6.0ml,、,10.0ml.,用,0.1mol/L,盐酸或氢氧化钠溶液将试样的,PH,值调到,7.58.2,，再将溶液移入,1000ml,分液漏斗中，向漏斗中分别加入,5ml,氯化铵,-,氢氧化铵缓冲溶液和,0.05mol/LTTA-MIBK,溶液,10ml,，激烈振摇混合。,静置分层后，分离有机层液体并移入,20ml,试管中，用火焰原子吸收分光光度计测定试样高峰。,结果表示,以溶液的含量为横坐标，与相对应的峰高为纵坐标绘图,查出试样质量按下式计算：,(Ca)=m/V,m-,图中查得的质量，,mg,V-,试样体积，,L,二次盐水中铁含量的测定,方法提要,试样中铁离子与螯合剂反应，生成金属配合物，再用有机溶剂萃取和浓缩，萃取后用火焰原子吸收分光光度剂测定。,试剂与仪器,铁标准溶液,0.005mg/L,酒石酸溶液,c(CHOHCO2H)2=1mol/L,将,15,酒石酸溶于,100mL,水中摇匀,氢氧化钠溶液,c(NAOH)=0.1mol/l,盐酸溶液,c(HCL)=0.1mol/l,甲基异丁基甲酮,(MIBK),PACD,（吡咯皖氨基二硫甲酸铵，,10g/L,）溶液，称取,1gAPCD,溶于,100ml,水中。,火焰原子吸收分光光计,铁空心阴极灯,测定,测定条件，见表,按照仪器说明书调整好仪器,吸取试样,250ml,分别加入,4,个,1000ml,，烧杯中，再分别加入,0.005mg./ml,铁标准溶液,0.0,、,1.0,、,3.0,、,5.0,，加水稀释到,500ml,，摇匀。,加入,1mol/l,酒石酸溶液,5ml,，用,0.1mol/l,盐酸或氢氧化钠溶液将溶液的,PH,值调到,4,，再将溶液移入,1000ml,分液漏斗中。,向分液漏斗中分别加入,3ml,，,APCD,溶液和,10mlMIBK,溶液，激烈振档溶液,3min,，静置,15min,后，分离有机层液体并移入,20ml,试管中，用火焰原子吸收风光光度计测定试样峰高。,结果表示,以溶液的含量为横坐标，与相对应的峰高为纵坐标绘图。,从图中查出试样的质量,m,（,Fe,）,=m/V,m-,查出的质量，,mg,V-,试样的体积，,L,二次盐水中悬浮固体含量的测定,方法提要,悬浮固体用特殊过滤,试剂和溶液,乙醇、蒸馏水、乙醇和蒸馏水中所含的悬浮固体不大于,0.1mg/L,仪器和设备,烘箱、干燥器、布氏漏斗、过滤膜（,0.3um,孔隙的全氟多孔聚四乙烯隔膜或相当品种）,测定步骤,用蒸馏水洗净过滤膜，放入烘箱中于,103105,摄氏度烘干,2h,，冷却、干燥、称量，称准至,0.0002g,。将过滤膜浸入乙烯溶液几分钟，并用蒸馏水洗净，过滤膜变成半透明状态。把滤膜放在漏斗上，倒入,1000mL,试样进行抽吸，抽吸时控制真空度为,0.610,5,Pa,。抽滤后将附着壁上的物质用,250mL,蒸馏水分数次洗涤，将过滤膜的氧化钠全部洗掉，直到过滤膜上没有水为止。取出过滤膜，放入烘箱于,103105,摄氏度烘干,2h,，再冷却、干燥和称量。用上述滤液进行全量空白试验，试验条件和方法与上述测定方法相同。,结果表示,悬浮固体含量（,mg/L,）按下列计算：,p(,悬浮固体,)=,（,m1-m2,）,/V,式中,m1-,试样过滤前后的膜层的质量差数，,mg,；,m2-,滤液过滤前后的膜片的质量差数，,mg,；,V-,试样的体积，,L,。,