工业硫酸浓度检测方法.doc

1 检测适用范围
        本方法适用于接触法、塔式法制取的工业硫酸浓度质量检验。符合一级标准的工业 硫酸，可用于火力发电厂，作再生(还原)阳离子交换器使用。
    2 硫酸浓度检测引用标准
        GB 534 工业硫酸
        GB 603 制剂及制品的制备方法
        GB 601 标准溶液的制备方法
    3 取样方法及有关安全注意事项
    3.1 取样方法
    3.1.1 从装载硫酸的槽车(船)中取样，须用细颈铅制圆桶或加重瓶从各取样点(对同 一取样点应从上、中、下部取样)，采取等量的试液混合成均匀试样，每车(船)取样 量不得少于500 mL。
    3.1.2 从酸坛中取样，用玻璃管(φ10×300mm)从总数的3%中取样。小批量时也 不得少于3坛，取样总体积不得少于500mL。
    3.1.3 将所取试样混合均匀，装入清洁、干燥、具磨口塞的玻璃瓶内，瓶上应粘贴 标签，注明如下项目：产品名称、生产厂名、槽车(船)字、批号、取样日期、取样人 等。
    3.2 安全注意事项
        由于硫酸是一种具有很强的腐蚀性、烧伤性的强酸，为确保人身和设备的安 全，操作或取样时必须遵守如下规定。
    3.2.1 装、卸或取样时必须穿防护服，戴防护眼镜和防护手套。工作现场应备有应 急水源。
    3.2.2 硫酸应避免与有机物、金属粉末等接触，用槽车运输或用金属罐贮放硫酸时， 禁止在敞口容器附近抽烟，动用明火。
    4 硫酸含量的测定
    4.1 方法提要
        本方法适用于硫酸纯度的测定。其原理为，以甲基红-亚甲基蓝为指示剂，用 氢氧化钠标准溶液进行酸碱中和滴定测定硫酸含量。
    4.2 试剂
    4.2.1 c(NaOH)=1.0mol/L氢氧化钠标准溶液：按GB 601—77《标准溶液制备方法》 配制和标定。  
    4.2.2 甲基红-亚甲基蓝指示剂：按GB 603—77《制剂及制品的制备方法》配制
    4.3 分析步骤
    4.3.1 取10 mL浓硫酸，注入已知质量的称量瓶内。称其质量(m)，然后将浓硫酸注 入装有250mL蒸馏水的500mL容量瓶里，用水洗涤称量瓶数次，冷却到室温后， 用蒸馏水稀释至刻度，此溶液为待测试液。
    4.3.2 取待测试液20.00mL(三份)，加2～3滴甲基红-亚甲基蓝指示剂(4.2.2)，用 c(NaOH)=1.0mol/L氢氧化钠标准溶液(4.2.1)滴定，溶液由紫红变成灰绿色即为终 点。
    4.4 计算及允许差
    4.4.1 硫酸含量x(以质量百分数表示)按(1)式计算：
             (1)
    式中    c(NaOH)——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；
            a(NaOH)——滴定待测试液所消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；
        ——12硫酸的摩尔质量， =49 g/mol；
                   m——试样质量，g；
                   V——滴定时所取待试液的体积，mL；
                500——待测试液的总体积，mL。
    4.4.2 允许差
        硫酸含量平行测定的允许绝对偏差为0.2%。
    5 灼烧残渣的测定

    5.1 方法提要
        灼烧残渣代表浓硫酸中所含无机离子和某些不溶物的数量，本法是将试样蒸发 至干，在800±20℃下灼烧15min，然后称量残渣质量进行测定。
    5.2 仪器
    5.2.1 蒸发皿：石英皿、铂皿、瓷皿均可使用，容积为60～100 mL。
    5.2.2 高温炉。
    5.2.3 干燥器：硅胶或氯化钙干燥器。
    5.2.4 砂浴或电热板。
    5.3 分析步骤
    5.3.1 将蒸发皿(5.2.1)置于800±20℃的高温炉(5.2.2)中灼烧15min，放在干燥器 (5.2.3)冷却至室温，称量其质量(称准至0.1mg)。
    5.3.2 在蒸发皿中加入15～25 mL试样(约25～40 g)，称量其质量(称准至0.1 mg)。
    5.3.3 在通风橱内，把蒸发皿放在砂浴或电热板(5.2.4)上，小心地加热，使硫酸蒸发 至干，移入高温炉(5.2.2)内，在800±20℃灼烧15min，放入干燥器中冷却至室 温，称量其质量(称准至0.1mg)。
    5.4 计算及允许差
    5.4.1 灼烧残渣含量x(以质量百分数表示)，按(2)式计算：
                             (2)
    式中  m2——灼烧后蒸发皿和残渣的质量，g；
          m1——蒸发皿的质量，g；
          m——试样的质量，g。
    5.4.2 允许差
        试样平行测定的允许相对偏差如下：
        残渣含量，%  允许相对偏差，%
         0.02～0.1         10
         <0.02              20
    6 铁含量的测定
    6.1 方法提要
        铁离子是工业硫酸中最主要的杂质之一，对阳离子树脂再生质量影响较大。铁 的测定常用邻菲罗啉法，其原理为：试样蒸干后残渣用盐酸溶解然后用盐酸羟胺 将试样中的铁(Ⅲ)还原为铁(Ⅱ)在pH为4～5的条件下，铁(Ⅱ)与邻菲罗啉反应生 成红色络合物，可用分光光度法测定其含量。
    6.2 仪器
        分光光度计。
    6.3 试剂
    6.3.1 0.1%邻菲罗啉溶液：称取0.1g邻菲罗啉，溶于70mL蒸馏水中，加入盐酸c  (HCl)=1mol/L溶液0.5 mL，用蒸馏水稀释至100mL。
    6.3.2 1%盐酸羟胺溶液。
    6.3.3 pH为4的乙酸-乙酸钠缓冲溶液：量取c(CH3COOH)=2mol/L乙酸溶液80mL与c(CH3COONa)=2mol/L乙酸钠溶液20mL混合即可。
    6.3.4 c(HCl)=1mol/L盐酸溶液。
    6.3.5 铁贮备溶液(1mL含1mgFe)：称取纯铁丝或还原铁粉(优级纯或高纯)1g(称准 至0.1mg)，放入400mL烧杯中，用除盐水润湿，加20～30mL盐酸溶液(1+1)， 在电炉上徐徐加热(防止反应过于剧烈，造成溅损)，待铁丝或铁粉完全溶解后，加 过硫酸铵0.1～0.2g，煮沸3min，冷却至室温，移入1L容量瓶，用除盐水稀释至 刻度。
    6.3.6 铁工作溶液(1mL含0.01mgFe)：吸取铁贮备溶液(6.3.5)10.00mL，注入1L 容量瓶，用除盐水稀释至刻度，此溶液宜使用时配制。
    6.3.7 硫酸溶液(1+1)。
    6.4 分析步骤
    6.4.1 绘制工作曲线
        a.根据试样含铁量，按表1中的数据吸取铁工作溶液(6.3.6)，注入一组50 mL 容量瓶中，加除盐水至25mL左右。
    表1 铁工作曲线的制作

        b.加2.5mL盐酸羟胺溶液(6.3.2)，5mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液(6.3.3)，摇匀( 控制pH在3.8～4.2之间)，放置5min，加5mL邻菲罗啉溶液(6.3.1)，用除盐水稀 释至刻度。放置15min后于波长510nm下，用表1中规定的比色皿，以空白溶液 作参比，测定各显色液的吸光度。
       c.用带线性回归的计算器对吸光度与铁含量的数据作回归处理，将铁含量 作自变量，相应的吸光度值作因变量，输入计算器，得到吸光度-铁含量的线性 回归方程。
    6.4.2 试样的测定
        a.吸取试样5～10mL(V1)，注入50mL烧杯中，在通风橱内将烧杯放在砂浴(或 电热板)上小心蒸发至干，冷却至室温，加2mL盐酸溶液(6.3.4)，25mL除盐水， 加热使其溶解，移入100mL容量瓶，用除盐水稀释至刻度，摇匀。
        b.吸取上述试液V2mL(含铁10～100μg)注入50mL容量瓶中，稀释至25mL 左右，按6.4.1条b.进行显色，并测定吸光度。
        c.根据试样吸光度值，从回归方程求出相应的铁含量(W)。
    6.5 计算及允许偏差
    6.5.1 试样的铁含量x(以质量百分数表示)按(3)式计算：
                              (3)
    式中  W——试液铁含量，g；
          V1——试样体积，mL；
          V2——试液体积，mL；
          ρ——试样密度，g/cm3，可根据硫酸含量查出。
    6.5.2 允许偏差
        两份试液平行测定的允许偏差如下：
            铁含量，%             允许相对偏差，%
    0.005～0.03                  10
    <0.005                      20
    7 色度的测定
    7.1 方法提要
        利用乙酸铅和硫化钠反应产生黑色硫化铅胶体液作为标准，与试样颜色对照进 行色度测定。
    7.2 仪器
        比色管：具磨口塞，50 mL比色管。
    7.3 试剂
    7.3.1 2%氨水(质/容)。
    7.3.2 2%硫化钠溶液(质/容)。
    7.3.3 1%明胶溶液(质/容)。
    7.3.4 铅标准溶液(1mL含铅0.1mg)：称取乙酸铅0.1831g，用少量除盐水溶解， 移入1L容量瓶。如有混浊可加数滴浓乙酸，然后加除盐水至刻度。
    7.4 分析步骤
        取50mL比色管两支，其中一支加试样25mL，另一支加10mL除盐水、3mL 明胶(7.3.3)、2～3滴氨水(7.3.1)、3mL硫化钠溶液(7.3.2)以及2mL铅标准溶液 (7.3.4)，用除盐水稀释至25mL。目视比较两比色管的色度，试样色度不得深于标 准色度为合格。
    8 透明度的测定
    8.1 方法提要
        试样的透明度与试样的色度、悬浮物质有关。色度、悬浮物含量越低，试样的 透明度越高。所以透明度代表了试样色度和悬浮物的大小。
    8.2 仪器
    8.2.1 玻璃透视管：见图1。
    8.2.2 方格色板：于40mm×30mm×3mm毛玻璃上，用黑色油漆绘制4mm×4mm 的小方格，见图2所示。
    8.2.3 光源：于160mm×160mm×160mm木匣内装220V、60W灯泡一只。上 盖开口，紧密装上方格色格，色板与灯泡的距离为10mm。
    8.3 分析步骤
        把盛满试样的透视度管置于光源的方格色板上，从上往下观察方格的轮廓， 并从排液口小心放出试样直至能清晰地辨别方格为止，记录试液高度，透明度大 于50mm为合格。