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硫酸根离子精确检测方法

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2020年4月19日
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2.重量法
2.1.原理概要
样品溶液调至弱酸性，加入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀，沉淀经过滤、洗涤、烘干、称重，计算硫酸根含量。
2.2.主要试剂和仪器
2.2.1.主要试剂
氯化钡：0.02mol／L溶液；
配制：称取2.40g氯化钡，溶于500mL水中，室温放置24h，使用前过滤；
盐酸：2mol／L溶液；
甲基红：0.2％溶液。
2.2.2.仪器
一般实验室仪器。
2.3.过程简述
吸取一定量样品溶液〔见附录A（补充件）〕，置于400mL烧杯中，加水至150mL，加2滴甲基红指示剂，滴加2mol／L盐酸至溶液恰呈红色，加热至近沸，迅速加入40mL（硫酸根含量＞2.5％时加入60mL）0.02mol／L氯化钡热溶液，剧烈搅拌2min，冷却至室温，再加少许氯化钡溶液检查沉淀是否完全，用预先在120℃烘至恒重的4号玻璃坩埚抽滤，先将上层清液倾入坩埚内，用水将杯内沉淀洗涤数次，然后将杯内沉淀全部移入坩埚内，继续用水洗涤沉淀数次，至滤液中不含氯离子（硝酸介质中硝酸银检验）。以少量水冲洗坩埚外壁后，置电烘箱内于120±2℃烘1h后取出。在干燥器中冷却至室温，称重。以后每次烘30min，直至两次称重之差不超过0.0002g视为恒重。
2.4.结果计算
硫酸根含量按式（1）计算。
硫酸根（％）＝ （G1－G2）×0.4116 ×100 ……………（1）
W
式中：G1——玻璃坩埚加硫酸钡质量，g；
G2——玻璃坩埚质量，g；
W——所取样品质量，g；
0.4116——硫酸钡换算为硫酸根的系数。
2.5.允许差
允许差见表1。
表 1

硫酸根，％ 允许差，％
＜0.50 0.03
0.50～＜1.50 0.04
1.50～3.50 0.05
2.6.分析次数和报告值
同一实验室取双样进行平行测定，其测定值之差超过允许差时应重测，平行测定值之差如不超过允许差取测定值的平均值作为报告值。
3.容量法（EDTA络合滴定法）
3.1.原理概要
氯化钡与样品中硫酸根生成难溶的硫酸钡沉淀，过剩的钡离子用EDTA标准溶液滴定，间接测定硫酸根。
3.2主要试剂和仪器
3.2.1.主要试剂
氧化锌；标准溶液。
称取0.8139g于800℃灼烧恒重的氧化锌，置于150mL烧杯中，用少量水润湿，滴加盐酸（1∶2）至全部溶解，移入500mL容量瓶，加水稀释至刻度，摇匀；
氨-氯化铵缓冲溶液（pH≈10）；
称取20g氯化铵，以无二氧化碳水溶解，加入100mL 25％氨水，用水稀释至1l
铬黑T：0.2％溶液；
称取0.2g铬黑T和2g盐酸羟胺，溶于无水乙醇中，用无水乙醇稀释至100mL，
贮于棕色瓶内；
乙二胺四乙酸二钠（EDTA）：0.02mol／L标准溶液；
配制：称取40g二水合乙二胺四乙酸二钠，溶于不含二氧化碳水中，稀释至5l，混匀，贮于棕色瓶中备用；
标定：吸取20.00mL氧化锌标准溶液，置于150mL烧杯中，加入5mL氨性缓冲溶液，4滴铬黑T指示剂，然后用0.02mol／LEDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为亮蓝色为止；
计算：EDTA标准溶液对硫酸根的滴定度按式（2）计算。
TEDTA／SO24 －＝TEDTA／Mg2＋×3.9515 …………………………（2）
式中：TEDTA／Mg2＋——EDTA标准溶液对镁离子的滴定度，g／mL；
3.9515——镁离子换算为硫酸根的系数。
TEDTA／Mg2＋＝ W×20／500 ×0.2987…………………………（3）
V
式中：W——称取氧化锌的质量，g；
V——EDTA标准溶液的用量，mL；
0.2987——氧化锌换算为镁离子的系数。
乙二胺四乙酸二钠镁（Mg-EDTA）：0.04mol／L溶液；
称取17.2g乙二胺四乙酸二钠镁（四水盐），溶于1l无二氧化碳水中；
无水乙醇；
盐酸：1mol／L溶液；
氯化钡：0.02mol／L溶液；
配制：同2.2.1；
标定：吸取5.00mL氯化钡溶液，加入5mLmg-EDTA溶液、10mL无水乙醇、5mL氨性缓冲溶液、4滴铬黑T指示剂，然后用0.02mol／L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为亮蓝色，记录EDTA用量。
3.2.2.仪器
一般实验室仪器。
3.3.过程简述
吸取一定量样品溶液〔见附录A（补充件）〕，置于150mL烧杯中，加1滴1mol／L盐酸，加入5.00mL0.02mol／L氯化钡溶液（硫酸根含量大于0.6％时，加入10.00mL），于搅拌器上搅拌片刻，放置5min，加入5mL或10mLmg-EDTA溶液（与氯化钡量同），10mL或15mL无水乙醇（占总体积30％），5mL氨性缓冲溶液，4滴铬黑T指示剂，用0.02mol／L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为亮蓝色。另取一份与测定硫酸根时相同的样品溶液，置于150mL烧杯中，加入5mL氨性缓冲溶液，4滴铬黑T指示剂，然后用0.02mol／L EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为亮蓝色为止，EDTA用量为钙、镁离子总量。
3.4.结果计算
硫酸根含量按式（4）计算。
硫酸根（％）＝ TEDTA／SO24－×（V1＋V2－V3） ×100……………（4）
W
式中：TEDTA／SO24－——EDTA标准溶液对硫酸根的滴定度，g／mL；
V1——滴定5.00mL氯化钡溶液EDTA标准溶液的用量，mL；
V2——滴定钙、镁离子总量EDTA标准溶液的用量，mL；
V3——滴定硫酸根EDTA标准溶液的用量，mL；
W——所取样品质量，g。
3.5.允许差
允许差见表2。
表 2
硫酸根，％ 允许差，％
＜0.50 0.03
0.50～＜1.50 0.05
1.50～3.50 0.06
3.6.分析次数和报告值
同一实验室取双样进行平行测定，其测定值之差超过允许差时应重测，平行测定之差如不超过允许差取测定值的平均值作为报告值。
4.光度法（适用于微量硫酸根含量的测定）
4.1.原理概要
样品溶液中加入铬酸钡悬浮液生成硫酸钡沉淀，硫酸根离子置换的铬酸根离子以分光光度法测定，间接求出硫酸根含量。
4.2主要试剂和仪器
4.2.2.仪器
一般实验室仪器。
分光光度计。
4.2.1.主要试剂
铬酸钡悬浮液：
称取1g精制后的铬酸钡〔铬酸钡精制见附录B（补充件）〕，溶于100mL乙酸（1∶35）和100mL盐酸（1∶50）混合液中，充分摇匀，放置过夜；
含钙氨水：
称取1.40g氯化钙，溶于500mL氨水（1∶4），贮于聚乙烯塑料瓶中；
硫酸钾：标准溶液；
称取1.8141g于110±2℃干燥之硫酸钾，加水溶解，移入1000mL容量瓶，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含1.0mg硫酸根，用时稀释10倍，得1mL含0.1mg硫酸根标准溶液；
氯化钠：10％溶液；
溴百里酚蓝：0.1％溶液；
称取0.1g溴百里酚蓝，溶解于100mL乙醇（1∶1）中；
乙醇：95％溶液。
4.3.过程简述
4.3.1.标准曲线
适用于硫酸根含量0.1％以下样品。
吸取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL硫酸根标准溶液（0.1mg／mL），分别至50mL比色管中，加5mL10％氯化钠（测定氯化钾时则加入10％氯化钾）溶液，加水稀释至25mL，摇匀，加3mL混匀后的铬酸钡悬浮液，摇动2min，静置5min，摇动下加1mL含钙氨水清液、10mL乙醇，加水稀释至刻度，摇动1min，静置10min，过滤溶液，用1cm比色池在波长380nm处（或用2cm比色池、波长420nm处）以水作对照测定吸光度，与相应的硫酸根含量绘制标准曲线。
适用于硫酸根含量为0.1～1.0％氯化镁样品。
吸取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL硫酸根标准溶液（1.0mg／mL）分别至50mL比色管中，加2mL 10％氯化镁溶液，加水稀释至25mL，摇匀，加3mL混匀后的铬酸钡悬浮液，摇动2min，静置5min，摇动下加1mL含钙氨水清液、10mL乙醇，加水稀释至刻度，摇动1min，静置10min，过滤溶液，用2cm比色池在波长420nm处，以水作对照测定吸光度，与相应的硫酸根含量绘制标准曲线。
4.3.2.样品测定
吸取一定量样品溶液〔见附录A（补充件）〕，置于50mL比色管中，加水稀释至25mL，以下操作同4.3.1.1（测定氯化镁时同4.3.1.2），由测得吸光度从标准曲线上查出硫酸根量。
4.4.结果计算
硫酸根含量按式（5）计算。
硫酸根含量（％）＝ G ×100…………………………（5）
W
式中：G——测得硫酸根量，mg；
W——所取样品质量，mg。
4.5.允许差
允许差见表3。
表 3
硫酸根，％ 允许差，％
＜0.03 0.003
0.1～1.00（氯化镁中） 0.01
4.6.分析次数和报告值
同一实验室取双样进行平行测定，其测定值之差超过允许差时应重测，平行测定值之差如不超过允许差取测定值的平均值作为报告值