一种湿法脱硫浆液中亚硫酸盐含量的测定方法

摘要

本发明涉及一种湿法脱硫浆液中亚硫酸盐含量的测定方法，测定步骤为：⑴向具塞碘量瓶中加入50mlpH为4.0～5.7的醋酸-醋酸钠缓冲溶液和10.00ml0.1mol/L的碘标准溶液；⑵加入被测样品滤液至碘溶液的颜色变为浅黄或浅棕，避光带回实验室；⑶加入1ml1%淀粉溶液，被测样品变为蓝色；⑷用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定样品溶液至蓝色消失，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量；⑸做空白实验；⑹计算亚硫酸盐的含量。本发明通过在采样过程中加入缓冲溶液，避免样品在采样过程中氧化，测试过程中免受S

说明书

技术领域

本发明属于工业分析与测量方法技术领域，涉及一种湿法脱硫浆液中亚硫酸盐含量的测定方法。

背景技术

亚硫酸盐含量是衡量湿法烟气脱硫系统氧化状况的重要指标，为生产运行的必测项目。通常采用碘量法测定亚硫酸盐含量，基本原理是：在过量的碘标准溶液存在的情况下，亚硫酸盐与过量碘作用，剩余的碘用硫代硫酸钠溶液滴定。由消耗的硫代硫酸钠的量，间接计算出亚硫酸盐含量。其主要的化学反应为：SO₃^2-+I₂ +H₂O =SO₄^2-+2H⁺+2I^- ①，2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂SO₄+2NaI ②。

 GB21508-2008《燃煤烟气脱硫设备性能测试方法》中提供了脱硫石膏固体样品中亚硫酸盐含量的测试方法，利用碘量法将脱硫石膏在硫酸介质存在的条件下进行滴定。GB/T5009.3-2003《食品中亚硫酸盐含量的测定》是将样品蒸馏后在盐酸介质中进行碘量法测定。目前还没有针对脱硫浆液中亚硫酸盐含量的测试及采样方法。

 湿法脱硫浆液与脱硫石膏及其它常规碘量法测定亚硫酸盐的样品相比，其特点是浆液中存在S₂O₃^2-和未消耗掉的溶解氧，若不控制适当的pH值， S₂O₃^2-及溶解氧会对测定产生干扰，发生以下反应：

1.在强酸性溶液中，碘标准溶液中的I^-被溶液中的溶解氧氧化，发生反应：4I^-+O₂+4H⁺ =2I₂+2H₂O           ③；

    此反应在中性溶液中进行极慢，但随H⁺浓度增加反应速度加快。

2.在碱性溶液中，I₂会与S₂O₃^2-发生以下反应：

      Na₂S₂O₃+4I₂+10NaOH=2Na₂SO₄+8NaI+5H₂O         ④

并且，碘还会在较强的碱性溶液中发生歧化反应，生成碘酸盐和碘化物：

    3I₂+6OH^-=IO₃^-+5I^-+3H₂O         ⑤

式③、④、⑤的反应干扰了式②反应的定量进行，影响脱硫浆液中亚硫酸盐含量测定的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种湿法脱硫浆液中亚硫酸盐含量的测定方法，通过控制被测样品的pH值，增加了采样及测试过程中的抗干扰能力，提高了测定的准确性和可靠性。

本发明湿法脱硫浆液中亚硫酸盐含量的测定方法，测定步骤如下：

⑴向125ml或250ml的具塞碘量瓶中加入50mlpH4.0～5.7的醋酸-醋酸钠缓冲溶液，加入10.00ml 0.1mol/L的碘标准溶液；

⑵向碘量瓶中加入从脱硫浆液中过滤分离出的滤液至碘溶液的颜色变为浅黄或浅棕，记录被测样品滤液的加入量V，盖好塞子，避光带回实验室；

⑶摇匀碘量瓶，往其加入1ml1%淀粉溶液，被测样品变为蓝色，制备好样品溶液；

⑷用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定样品溶液至蓝色消失，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量V₁；

⑸用与样品滤液同体积的蒸馏水做空白实验，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量V₂；

⑹按式(1)计算亚硫酸盐含量：

SO₃^2-=1000（V₂C-V₁C) ÷(2V)                (1)

式中：

SO₃^2-：样品中SO₃^2-含量，mmol/L；

  V：被测样品滤液的体积，ml；

  V₂：空白消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

V₁：样品消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

C：硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；

    2： SO₃^2-与S₂O₃^2-之间的换算系数。

pH 4.0-5.7醋酸-醋酸钠缓冲溶液的配制方法为：①称取12.06g～60克分析纯无水醋酸钠置于500ml 烧杯中，加适量水溶解。②加入12～140ml 6 mol/L醋酸，加去离子水稀释至500ml。③用酸度计测定缓冲液的pH值，醋酸和醋酸钠具体加入量根据所配置的醋酸-醋酸钠缓冲溶液的pH值确定。

本发明脱硫浆液中亚硫酸盐含量的测定方法通过在采样过程中加入PH 4.0-5.7的醋酸-醋酸钠缓冲溶液，避免样品在采样过程中被氧化、在测试过程中免受S₂O₃^2-等成分的干扰，增加了浆液样品在采样及测试过程中的抗干扰能力，提高了脱硫浆液中亚硫酸盐含量测定的准确性和可靠性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述，本发明保护范围不受实施例的限制。

一、测试仪器

实验室常规仪器：分析天平、容量瓶、滴定管、移液管、采样瓶和烧杯。

二、试剂

⑴碘标准溶液：

C(I₂)=0.05 mol/L：称取12.690 g碘，加入40g碘化钾，在烧杯中溶解后，转移到1 L容量瓶中，加水稀释到刻度。

   ⑵0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液：

称取24.818 g Na₂S₂O₃·5H₂O,溶解在烧杯中后，转移到1L容量瓶中，加水稀释到刻度，用重铬酸钾标准溶液进行标定。或者使用市售硫代硫酸钠标准溶液。

    ⑶1%淀粉溶液。

    ⑷pH缓冲溶液：

pH4.0缓冲溶液：称取12.06g分析纯无水醋酸钠（NaAc）置于500ml 烧杯中，加适量水溶解，加入134ml 6 mol/L醋酸（HAc），加去离子水稀释至500ml。

pH5.0缓冲溶液：称取30.15g分析纯无水醋酸钠置于500ml 烧杯中，加适量水溶解，加入34ml 6 mol/L醋酸，加去离子水稀释至500ml。

pH5.7缓冲溶液：称取60.3g分析纯无水醋酸钠置于500ml 烧杯中，加适量水溶解，加入13ml 6 mol/L醋酸，加去离子水稀释至500ml。

三、测定步骤及结果计算

⑴向125ml或250ml的具塞碘量瓶中加入50mlpH 4.0～5.7的醋酸-醋酸钠缓冲溶液，加入10.00ml 0.1mol/L的碘标准溶液；

⑵向碘量瓶中加入从脱硫浆液中分离出的滤液至碘溶液的颜色变为浅黄或浅棕，记录被测样品滤液的加入量V，盖好塞子，避光带回实验室；

⑶摇匀碘量瓶，往其加入1ml1%淀粉溶液，被测样品变为蓝色，制备好样品溶液；

⑷用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定样品溶液至蓝色消失，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量V₁；

⑸用与样品滤液同体积的蒸馏水做空白实验，记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的量V₂；

⑹按式(1)计算亚硫酸盐含量：

SO₃^2-=1000（V₂C-V₁C) ÷(2V)                (1)

式中：

SO₃^2-：样品中SO₃^2-含量，mmol/L；

  V：被测样品滤液的体积，ml；

  V₂：空白消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

V₁：样品消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

C：硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；

    2： SO₃^2-与S₂O₃^2-之间的换算系数。

实施例1

⑴向250ml的具塞碘量瓶中，加入50ml pH 4.0的HAc-NaAc缓冲溶液，准确加入10.00ml 0.1mol/L的碘标准溶液；

⑵ 向碘量瓶中加入从脱硫浆液中过滤分离出的液相样品，直到碘溶液的颜色变为浅黄或浅棕为止，加入量为50ml；

⑶加入1%淀粉溶液1ml，用0.1mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定样品，溶液颜色蓝色消失时为滴定终点，记录消耗硫代硫酸钠溶液体积8.04 ml；

⑷用与样品滤液同体积的蒸馏水做空白实验，记录消耗硫代硫酸钠溶液体积9.95 ml。

亚硫酸盐含量（以SO₃^2-计）计算：

SO₃^2-=（V₂C-V₁C) ÷(2V)

液相中SO₃^2-含量为1.91mmol/L。

实施例2

⑴向250ml的具塞碘量瓶中加入50ml pH 5.7的HAc-NaAc缓冲溶液，准确加入10.00ml 0.1mol/L的碘标准溶液；

⑵ 向碘量瓶中，直接加入从脱硫浆液中过滤分离出的液相样品，直到碘溶液的颜色变为浅黄或浅棕为止，加入量为30ml；

⑶加入1%淀粉溶液1ml，用0.1mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定样品，溶液颜色蓝色消失时为滴定终点，记录消耗硫代硫酸钠溶液体积4.58 ml；

⑶用与样品滤液同体积的蒸馏水做空白实验，记录消耗硫代硫酸钠溶液体积9.90 ml。

亚硫酸盐含量（以SO₃^2-计）计算：

SO₃^2-=（V₂C-V₁C) ÷(2V)

液相中SO₃^2-含量为8.87mmol/L。

实施例3

为实施例2的对比例，按实施例2的方法，用（1+1）H₂SO₄ 代替HAc-NaAc缓冲溶液进行试验。

⑴) 向250ml的具塞碘量瓶中加入5ml（1+1）H₂SO₄ 溶液，准确加入10.00ml 0.1mol/L的碘标准溶液；

⑵ 向碘量瓶加入从脱硫浆液中过滤分离出的液相样品，直到碘溶液的颜色变为浅黄或浅棕为止，加入量为30ml；

⑶加入1%淀粉溶液1ml，用0.1mol/L标准硫代硫酸钠溶液滴定样品，溶液颜色蓝色消失时为滴定终点，记录消耗硫代硫酸钠溶液体积5.06 ml；

⑷用与样品滤液同体积的蒸馏水做空白实验，记录消耗硫代硫酸钠溶液体积9.91 ml。

亚硫酸盐含量（以SO₃^2-计）计算：

SO₃^2-=（V₂C-V₁C) ÷(2V)

测定结果：液相中SO₃^2-含量为8.08mmol/L。