用电位滴定法测定工业用氢氧化钠中氢氧化钠和碳酸钠的含量

　

Determination of sodium hydroxide and sodium carbonate of industrial sodium hydroxide by potentiometric titration
Abstract: According to national standard ,we determinate sodium hydroxide and sodium carbonate of industrial sodium hydroxide with traditional chemical titration .Now,the trend of analysis is automation. In order to accomplish analytical automation ,we hope to apply potentiometric titration. The premise is that the accuracy and precision of potentiometic titration can meet with the requirements of national standard. We determinate many samples applying 682 titroprocessor.The results obtained show that the accuracy and precision of the methed can meet with the requirements of national standard.
Key words: potentiometric titration ; chemical titration ; sodium hydroxide; sodium carbonate; precision; accuracy

目前工业用氢氧化钠中氢氧化钠和碳酸钠含量的测定用的是传统的化学滴定法，该方法存在以下缺点：分析时间长，做一个分析一个熟练的分析工也要四十分钟；耗试剂，一个分析需要1000ml蒸馏水，50ml盐酸标液；分析人员要全过程手工操作。电位滴定法恰恰相反，分析时间短，一个分析最多只需要二十分钟；消耗试剂少，一个分析只需要50ml蒸馏水，20ml左右的盐酸标液；不需要分析人员全过程操作，有助于实现分析的自动化。但是，目前的矛盾是：国家标准采用的是化学滴定法（GB/T4348.1-2000）。如何既能满足国标所要求的精密度和准确度，又能实现分析的自动化，把分析人员从繁杂的手工劳动中解放出来，就成为我们亟待解决的问题。

1.实验部分

1. 1实验方法

1.1.1化学滴定法
1.1.1.1方法号：GB/T4348.1-2000
1.1.1.2方法原理
1.1.1.2.1氢氧化钠含量的测定原理
试样溶液中先加入氯化钡，将碳酸钠转化为碳酸钡沉淀，然后以酚酞为指示剂，用盐酸标液滴定至终点。
1.1.1.2.2碳酸钠含量的测定原理
试样溶液以溴甲酚绿-甲基红混合指示剂为指示剂，用盐酸标液滴定至终点，测得氢氧化钠和碳酸钠总和，再减去氢氧化钠含量，则可测得碳酸钠含量。
1.1.1.3取样量：50±1g。
1.1.1.4定容体积：1000ml。
1.1.1.5分析时用量：50ml。

1.1.2电位滴定法
1.1.2.1方法原理
1.1.2.1.1死停终点法，设定两个终点，连续滴定。
1.1.2.1.2酚酞的变色点时的PH值为8.2~10.0，故将滴定氢氧化钠时终点的PH值设为8.4。
1.1.2.1.3溴甲酚绿-甲基红混合指示剂变色点时的PH值为5.1，故将滴定氢氧化钠和碳酸钠总和时终点的PH值设为5.1。
1.1.2.2分析时用样品量：2.5g左右（称准至0.0001g）。
1.1.2.3蒸馏水量：50ml。

1.2实验仪器

1.2.1化学滴定法
1.2.1.1酸式滴定管：50ml。
1.2.1.2锥形瓶：250ml。
1.2.2电位滴定法
1.2.2.1 682电位滴定仪。
1.2.2.2 665Dosimat（自动加液器）。
1.2.2.3 649滴定台。
1.2.2.4 滴定杯。

1.3试剂
1.3.1盐酸标准溶液：1.0mol/L

2.实验数据及数据分析

2.1用电位滴定法做了10个样，均做的是平行样，数据如下：

序号	样品名称	NaOH%	双样偏差%	允许差%	Na2CO3%	双样偏差%	允许差%
1	液碱	30.60	0.00	0.1	0.097	0.012	0.05
		30.60			0.085
2	液碱	30.59	0.01	0.1	0.110	0.023	0.05
		30.58			0.087
3	液碱	30.60	0.01	0.1	0.088	0.010	0.05
		30.61			0.098
4	液碱	31.15	0.01	0.1	0.088	0.008	0.05
		31.16			0.080
5	液碱	30.63	0.02	0.1	0.093	0.005	0.05
		30.61			0.098
6	液碱	30.63	0.02	0.1	0.093	0.001	0.05
		30.65			0.092
7	液碱	31.08	0.03	0.1	0.099	0.020	0.05
		31.11			0.079
8	液碱	31.03	0.01	0.1	0.107	0.020	0.05
		31.02			0.087
9	液碱	30.59	0.01	0.1	0.111	0.010	0.05
		30.60			0.121
10	液碱	19.95	0.02	0.1	0.110	0.008	0.05
		19.97			0.102

从以上数据可以看出，用电位滴定法滴定液碱，NaOH和Na3CO3的平行样的双样偏差均小于化学滴定法GB/T4348.1-2000中规定的双样允许差。

2.2选择10个样，用化学滴定法和电位滴定法同时做，数据如下：

序号	样品 名称	NaOH%		实际偏差%	允许差%	Na2CO3%		实际偏差%	允许差%
		化学滴定法	电位滴定法			化学滴定法	电位滴定法
1	液碱	30.58	30.60	-0.02	0.1	0.107	0.091	0.016	0.05
2	液碱	30.49	30.58	-0.09	0.1	0.107	0.098	0.009	0.05
3	液碱	30.65	30.60	0.05	0.1	0.109	0.093	0.016	0.05
4	液碱	31.15	31.16	-0.01	0.1	0.110	0.084	0.026	0.05
5	液碱	30.61	30.62	-0.01	0.1	0.096	0.096	0.000	0.05
6	液碱	30.73	30.64	0.09	0.1	0.107	0.092	0.015	0.05
7	液碱	31.10	31.10	0.00	0.1	0.107	0.089	0.018	0.05
8	液碱	31.02	31.02	0.00	0.1	0.107	0.097	0.010	0.05
9	液碱	30.57	30.60	-0.03	0.1	0.107	0.116	-0.009	0.05
10	液碱	19.99	19.96	0.03	0.1	0.103	0.106	-0.003	0.05

从以上数据可以看出，用电位滴定法和化学滴定法两种方法对同一样品进行分析，两种方法的偏差完全满足化学滴定法GB/T4348.1-2000中规定的允许差的要求。

2.3用“成对测定值的比较法”对分析数据进行数理统计分析：

序号n	样品 名称	NaOH%		d	d2	Na2CO3%		d	d2
		化学滴定法	电位滴定法			化学滴定法	电位滴定法
1	液碱	30.58	30.60	-0.02	0.0004	0.107	0.091	0.016	0.0256
2	液碱	30.49	30.58	-0.09	0.0081	0.107	0.098	0.009	0.0081
3	液碱	30.65	30.60	0.05	0.0025	0.109	0.093	0.016	0.0256
4	液碱	31.15	31.16	-0.01	0.0001	0.110	0.084	0.026	0.0676
5	液碱	30.61	30.62	-0.01	0.0001	0.096	0.096	0.000	0.0000
6	液碱	30.73	30.64	0.09	0.0081	0.107	0.092	0.015	0.0225
7	液碱	31.10	31.10	0.00	0.0000	0.107	0.089	0.018	0.0324
8	液碱	31.02	31.02	0.00	0.0000	0.107	0.097	0.010	0.0001
9	液碱	30.57	30.60	-0.03	0.0009	0.107	0.116	-0.009	0.0081
10	液碱	19.99	19.96	0.03	0.0009	0.103	0.106	-0.003	0.0009
				0.01				0.098
（ ）2				0.0001				0.098
				0.001				0.0098
					0.0211				0.1909
Sd				0.048				0.142
t				0.066				0.218
（查表）				2.262

从上表数据可以看出：t＜t0.05，9，可见两种方法的测量结果的平均值是一致的。

3.结论
3.1 用电位滴定法做分析，其平行样的偏差完全能满足国标GB/T4348.1-2000所规定的平行样允许偏差，即精密度满足国标的要求。
3.2对同一样品用两种方法进行分析，对所得的数据进行数理统计分析，两种方法的测量结果的平均值是一致的，即电位滴定法的准确度也能满足国标的要求。
3.3用电位滴定法完全可以替代化学滴定法。



参考文献：
[1] GB/T4348.1-2000工业用氢氧化钠中氢氧化钠和碳酸钠含量的测定 [S]
[2] Metrohm 682 Titroprocessor Applications 1993 [C]
[3] 《分析测试数据的统计处理方法》[M] 邓勃编著 清华大学出版社 1995