一种准确测定氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的方法

摘要

本发明属于化学分析技术领域，提供一种准确测定氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的方法，包括：(1)用蒸馏水稀释氯化铁腐蚀溶液，得到氯化铁腐蚀溶液的稀释液；(2)吸取稀释液，得到分取出来的氯化铁腐蚀溶液的稀释液；(3)向分取的稀释液中，依次加入抗坏血酸溶液、蒸馏水，得到铁离子被还原为+2价的氯化铁腐蚀溶液的稀释液；(4)向铁离子被还原为+2价的氯化铁腐蚀溶液的稀释液中，用滴管加入10滴溴钾酚绿-甲基红指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液恰好至绿色，得到滴定完全的氯化铁腐蚀溶液的稀释液；(5)另外用蒸馏水代替氯化铁腐蚀溶液的稀释液，重复步骤(2)到步骤(4)，做为空白实验；(6)得到溶液中盐酸的含量。

说明书

技术领域

本发明属于化学分析技术领域，涉及一种准确测定氯化铁和盐酸混合溶液中盐酸含量的技术，特别是对含铁较高的氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的测定技术。

背景技术

氯化铁溶液用于电路板、不锈钢的蚀刻以及工序间、金相、荧光检测前的表面处理工艺，溶液主要成分为氯化铁和盐酸，应用广泛。

目前，国标及航标中都没有专门的氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的测定方法。可查询到的方法主要为工业氯化铁中游离酸，其中涉及铁离子的沉淀、过滤、分取等步骤，并且方法应用到专用设备-电位滴定仪。

外贸标准中涉及到的测定方法为酚酞作指示剂，氢氧化钠标准溶液直接滴定，其中三价铁的存在导致终点难以判别，随着溶液中的盐酸的消耗，铁离子不断水解，产生氢氧化铁红褐色沉淀，与终点时的酚酞红色混杂，滴定时颜色突变不敏锐，对滴定终点判断产生影响。

也有一些方法利用总氯离子减去相当氯化铁含量的氯离子，从而计算得出盐酸含量，仅对新溶液分析有效，但随着溶液中各成分变化，测定结果远远偏离实际含量，在溶液投入生产一段时间后随着溶液中成分变化，变得不再适用，甚至完全失效。

经过查新检索未发现专门的用于氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的测定方法。查询氯化铁溶液，相关的有《一种用结晶和萃取法分离三氯化铁中的镍离子》。专利号：CN200410017133。查询盐酸溶液，相关的是《从含氯化铁的盐酸溶液中选择性的分离铁的方法》专利号：CN201210153853.相关专利内容涉及三氯化铁中的镍离子检测，以及含氯化铁的盐酸溶液中铁的测定方法，而没有涉及氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题：本发明创造的目的是提供一种准确测定氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的方法，操作简便，过程简单，滴定终点突变明显，且准确度高、受溶液中铁离子和杂质影响小。

本发明的技术方案：一种准确测定氯化铁腐蚀溶液中盐酸含量的方法，包括：

(1)用蒸馏水稀释氯化铁腐蚀溶液，得到氯化铁腐蚀溶液的稀释液；

(2)用移液管吸取上述稀释液，得到分取出来的氯化铁腐蚀溶液的稀释液，记录稀释前溶液的实际分取体积V₀；

(3)向分取的稀释液中，依次加入抗坏血酸溶液，再加入蒸馏水，得到铁离子被还原为+2价的氯化铁腐蚀溶液的稀释液；

(4)向铁离子被还原为+2价的氯化铁腐蚀溶液的稀释液中，用滴管加入10滴溴钾酚绿-甲基红指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液恰好至绿色，得到滴定完全的氯化铁腐蚀溶液的稀释液，记录滴定值V₁；

(5)另外用蒸馏水代替氯化铁腐蚀溶液的稀释液，重复步骤(2)到步骤(4)，做为空白实验，记录滴定值V2；

(6)根据以下公式得到溶液中盐酸的含量：

所述公式为：

其中，V₁---滴定氯化铁腐蚀溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V₂---滴定空白溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V₀---分取氯化铁腐蚀溶液的体积ml；

C---氢氧化钠标准溶液的浓度mol/L；

ρFeCl3---稀释前氯化铁腐蚀溶液中氯化铁含量g/L。

本发明的有益效果：方法中利用抗坏血酸还原Fe3+，排除了+3价铁离子对酸碱滴定反应的影响。所选指示剂指示范围窄，滴定终点明显，结果准确。通过公式设计，排除过程引入偏差，使得计算结果真实合理。此方法的终点酸度可以避免溶液使用过程中引入杂质的水解反应对滴定终点的影响。

具体实施方式

本发明的技术方案包括：

(1)用蒸馏水稀释氯化铁腐蚀溶液，得到氯化铁腐蚀溶液的稀释液；

(2)用移液管吸取上述稀释液，得到分取出来的氯化铁腐蚀溶液的稀释液，记录稀释前溶液的实际分取体积V₀；

(3)向分取的稀释液中，依次加入抗坏血酸溶液，再加入蒸馏水，得到铁离子被还原为+2价的氯化铁腐蚀溶液的稀释液；

(4)向铁离子被还原为+2价的氯化铁腐蚀溶液的稀释液中，用滴管加入10滴溴钾酚绿-甲基红指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液恰好至绿色，得到滴定完全的氯化铁腐蚀溶液的稀释液，记录滴定值V₁；

(5)另外用蒸馏水代替氯化铁腐蚀溶液的稀释液，重复步骤(2)到步骤(4)，做为空白实验，记录滴定值V2；

(6)根据以下公式得到溶液中盐酸的含量：

所述公式为：

其中，V₁---滴定氯化铁腐蚀溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V₂---滴定空白溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V₀---分取氯化铁腐蚀溶液的体积ml；

C---氢氧化钠标准溶液的浓度mol/L；

ρFeCl3---稀释前氯化铁腐蚀溶液中氯化铁含量g/L。

下面通过实施例对本发明作进一步说明：

实施例一

本实施例是测定高温合金腐蚀溶液中盐酸含量的方法,溶液技术条件为HCl91g/L—126g/L，FeCl3242g/L—300g/L，包括以下步骤：

步骤101，用移液管准确吸取10.00毫升高温合金腐蚀溶液，置于100毫升容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。得到高温合金腐蚀溶液的稀释液。

步骤102，用移液管准确吸取上述稀释液10.00毫升，置于250毫升三角瓶中。得到分取出来的高温合金腐蚀溶液的稀释液。

步骤103，向分取到250毫升三角瓶中的高温合金腐蚀溶液的稀释液中，依次加入5.00毫升抗坏血酸溶液，再加入蒸馏水50毫升。得到铁离子被还原为+2价的高温合金腐蚀溶液的稀释液。

步骤104，向铁离子被还原为+2价的高温合金腐蚀溶液的稀释液中，用滴管加入10滴溴钾酚绿-甲基红指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液恰好至绿色。得到滴定完全的高温合金腐蚀溶液的稀释液。

步骤105，另外用5mL蒸馏水代替高温合金腐蚀溶液的稀释液，其余试验步骤同上述步骤(102)—步骤(104)，做为空白实验。

步骤106，根据公式计算高温合金腐蚀溶液中盐酸含量：

公式中，V1---滴定高温合金腐蚀溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V2---滴定空白溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V0---分取高温合金腐蚀溶液的体积ml；

C---氢氧化钠标准溶液的浓度mol/L；

ρFeCl3---稀释前氯化铁腐蚀溶液中氯化铁含量g/L。

根据公式计算得HCl＝115g/L

实施例二

本实施例是测定不锈钢金相晶腐溶液中盐酸含量的方法,溶液技术条件为HCl66g/L—76g/L，FeCl33g/L—7g/L，包括以下步骤：

步骤201，用移液管准确吸取10.00毫升不锈钢金相晶腐溶液，置于100毫升容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。得到不锈钢金相晶腐溶液的稀释液。

步骤202，用移液管准确吸取上述稀释液10.00毫升，置于250毫升三角瓶中。得到分取出来的不锈钢金相晶腐溶液的稀释液。

步骤203，向分取到250毫升三角瓶中的不锈钢金相晶腐溶液的稀释液中，依次加入5.00毫升抗坏血酸溶液，再加入蒸馏水50毫升。得到铁离子被还原为+2价的不锈钢金相晶腐溶液的稀释液。

步骤204，向铁离子被还原为+2价的不锈钢金相晶腐溶液的稀释液中，用滴管加入10滴溴钾酚绿-甲基红指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液恰好至绿色。得到滴定完全的不锈钢金相晶腐溶液的稀释液。

步骤205，另外用5mL蒸馏水代替不锈钢金相晶腐溶液的稀释液，其余试验步骤同上述步骤(202)—步骤(204)，做为空白实验。

步骤206，根据公式计算不锈钢金相晶腐溶液中盐酸含量：

公式中，V1---滴定不锈钢金相晶腐溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V2---滴定空白溶液消耗的氢氧化钠标准溶液的体积ml；

V0---分取不锈钢金相晶腐溶液的体积ml；

C---氢氧化钠标准溶液的浓度mol/L；

ρFeCl3---稀释前氯化铁腐蚀溶液中氯化铁含量g/L。

根据公式计算得HCl＝71g/L。

本发明加入抗坏血酸将+3价铁还原为+2价，在滴定终点前，铁以离子形式存在，不会参与酸碱的滴定反应；

选择溴甲酚绿-甲基红为指示剂，指示剂突变范围窄，指示终点准确、明显；

在计算公式中考虑还原铁过程中生成的H+，抗坏血酸在酸碱滴定过程中为一元酸，但在氧化还原过程中，释放2个H+，相当于二元酸，通过公式设计，根据溶液中氯化铁含量，计算给予减除，获得真实酸值；

指示剂颜色突变终点为PH5.1，二价铁生成沉淀的PH起始范围为约6，生产中通常存在的镍、锰、铜等离子也不受碱滴定的影响，在该酸度下测定，无须考虑水解反应的干扰；

实验过程进行抗坏血酸空白滴定，抗坏血酸只要足量便可，无需进行抗坏血酸标准浓度的标定，而且通过同步分析，可以更好的掌握终点变化。

从以上这几个方面可以看出，本方法节省时间，还原铁的步骤排除了分析时对酸度测定的影响，指示剂的选择使滴定时终点突变明确有效，公式中通过对氯化铁还原产生H+含量的计算，使得酸含量更为准确，方法应用更广泛。