一种氟硅酸中磷酸根的测定方法

摘要

本发明公开了一种氟硅酸中磷酸根的测定方法包括以下步骤：S1、标准曲线制作；S2、称取氟硅酸样品至铂金皿中，再加入高氯酸，加热蒸发至白烟冒尽；然后用除二氧化碳的水冲洗铂皿，水浴锅继续加热蒸至小体积，重复此操作3次，使挥发性的酸全部挥发完全，本发明涉及氟化工分析化学技术领域。该氟硅酸中磷酸根的测定方法通过试样中加入高氯酸高温挥发除去HF、SiF4等挥发性的物质，在一定量的盐酸介质中磷与锑、钼酸铵形成杂多酸，用抗坏血酸还原为磷锑钼蓝络合物，于分光光度计测得氟硅酸中磷酸根含量。本方法操作简单、测试结果准确度和精密度较高，可满足氟硅酸中磷酸根含量的测定，用于氟硅酸生产的质量控制。

说明书

技术领域

本发明涉及氟化工分析化学技术领域，具体为一种氟硅酸中磷酸根的测定方法。

背景技术

水氟化氢生产过程中，萤石和硫酸反应生产成氟化物，氟化物大部分以氢氟酸、氟硅酸等形式存在。氟硅酸溶液中含有1-5％左右的HF、30-40％氟硅酸、1-2％的硫酸根、1-3％的磷酸根及微量的铜、铅，特别是含磷较高的低品位稀土尾矿及低品位萤石作为原料生产无水氟化氢时，在生产过程中要随时监控副产氟硅酸各项分析指标，如工业氟硅酸中磷酸根含量升高时，会形成氟硅酸结晶，造成氢氟酸生产系统管路结堵、清理频繁，不仅影响氢氟酸装置的正常运行，还会造成氟资源浪费,不利于产品的推广运用，所以建立一种快速准确的氟硅酸中硫酸根的分析方法尤为重要。

在现有技术中，关于氟硅酸中硫酸根含量的分析方法，目前没有标准方法，磷酸根含量检测方法有电感耦合等离子发射光谱法、离子色谱法、固相萃取法、沉淀法等，由于氟硅酸溶液中含有混合酸，不同于其他物料，如果样品前处理不当溶液中的HF除不干净会对仪器造成腐蚀，特别是光学仪器损害较大；而且光学仪器成本投入较高，萃取法和沉淀法工作程序繁琐、工作量大、不能快速指导生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氟硅酸中磷酸根的测定方法，解决了，关于氟硅酸中硫酸根含量的分析方法工作程序繁琐、工作量大、不能快速指导生产的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氟硅酸中磷酸根的测定方法包括以下步骤：

S1、标准曲线制作；

S2、称取氟硅酸样品至铂金皿中，再加入高氯酸，加热蒸发至白烟冒尽；

然后用除二氧化碳的水冲洗铂皿，水浴锅继续加热蒸至小体积，重复此操作3次，使挥发性的酸全部挥发完全，最后将所得溶液移入容量瓶，进行定容；

S3、分取溶液至容量瓶，再加入对硝基酚指示剂；然后用氨水和盐酸调节酸度，加入盐酸，保持一定量的酸度；最后再依次加入酒石酸锑钾、抗坏血酸和加钼酸铵进行定容，并等待显色；

S4、分光光度计上测定磷酸根含量。

进一步地，所述步骤S1中标准曲线制作包括以下步骤：

S11、磷酸根标准溶液(100ug/ml)：准确称取1.4315g经105℃-110℃烘干2h的优级纯磷酸二氢钾于250ml烧杯中，加200ml水，将试样溶解完全后移入1000ml容量瓶中，加100ml(1+1)硝酸以水定容。此溶液含磷酸根1000ug/ml；

S12、移取磷酸根标准溶液2.5mL于100mL容量瓶中，稀释至刻度，此溶液浓度为 25ug/ml。

S13、准确移取磷酸根标准(25ug/ml)标液0ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml、3.00 ml、4.00ml、5.00ml、6.00ml于8个100ml的容量瓶中，以下步骤与试样同步操作。

S14、将分光光度计波长调整至最佳波长705处，使用2cm吸收池，以水为参比，测定吸光值，从每个标准溶液的吸光度中减去试剂空白溶液的吸光度。

进一步地，所述步骤S4包括以下步骤：

S41、称取0.5000-1.0000g样品于150ml铂皿中，高氯酸加入量2-3ml，分取体积为2.00mL；

S42、用对硝基酚做指示剂，用氨水(1+10)和盐酸(1+10)调至溶液显中性，加入盐酸，保持酸度为0.30mol/L-0.48mol/L；

S43、加0.5ml酒石酸锑钾溶液,加1.5mL抗坏血酸溶液,再加1.0mL钼酸铵溶液，混匀，用水稀释至刻度，放置5min；

S44、将分光光度计波长调整至705nm处，使用2cm吸收池，以水为参比，测定吸光值，试样溶液的吸光度减去试样空白溶液的吸光度，根据吸光度，在曲线上查出磷酸根含量。

进一步地，在所述步骤S3中，容量瓶为聚乙烯材质，样品有刺激性气味，有腐蚀性，低温保存，分析检测在通风橱进行。

进一步地，在步骤S3中，还包括用于容量瓶检测存储的一体化装置包括通风橱安装组件，所述安装组件固定于所述通风橱的一侧，所述安装组件包括安装板，所述安装板的顶部开设有安装槽，所述安装槽内壁的一侧固定连接有限位杆；滑动组件，所述滑动组件包括托板，所述托板的一侧开设有限位槽，并且托板的一侧开设有定位槽；防护组件，所述防护组件设置于所述托板的顶部，所述防护组件包括凹槽，所述凹槽内壁的底部固定连接有吸水棉和限位托架；定位组件，所述定位组件设置于所述托板的一侧，所述定位组件包括定位槽，所述定位槽内壁的一侧固定连接有滑杆，所述滑杆上套接有弹簧，所述弹簧的一端固定连接有活动板，所述活动板的一侧固定连接有定位杆，并且所述活动板的另一侧固定连接有拉杆。

进一步地，所述安装板的底部固定连接有两个角钢，所述角钢的一侧和所述通风橱的一侧固定连接。

进一步地，所述安装板固定于所述通风橱的一侧，所述限位杆和所述限位槽相适配。

进一步地，所述托板设置于所述安装槽的内部，所述定位槽和所述定位杆相适配。

进一步地，所述凹槽开设于所述托板的顶部，所述吸水棉设置于所述限位托架的外部。

进一步地，所述定位槽开设于所述托板的一侧，所述滑杆的一端贯穿所述活动板且延伸至所述活动板的外部，所述弹簧的一端和所述定位槽内壁的一侧固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

试样中加入高氯酸高温挥发除去HF、SiF4等挥发性的物质，在一定量的盐酸介质中磷与锑、钼酸铵形成杂多酸，用抗坏血酸还原为磷锑钼蓝络合物，于分光光度计测得氟硅酸中磷酸根含量。本方法操作简单、测试结果准确度和精密度较高，可满足氟硅酸中磷酸根含量的测定，用于氟硅酸生产的质量控制。

附图说明

图1为本发明提供的氟硅酸中磷酸根的测定方法的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示安装板俯视部分的结构示意图；

图3为图1所示托板俯视部分的结构示意图；

图4为本发明提供的吸光度的曲线图；

图5为本发明提供的氟硅酸中硫酸根含量的测定范围的示意图。

图中：1-通风橱、2-安装组件、21-安装板、22-安装槽、23-限位杆、3-滑动组件、 31-托板、32-限位槽、33-定位槽、4-防护组件、41-凹槽、42-吸水棉、43-限位托架、5- 定位组件、51-定位槽、52-滑杆、53-弹簧、54-活动板、55-定位杆、56-拉杆、6-角钢。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种氟硅酸中磷酸根的测定方法包括以下步骤：

S1、标准曲线制作；

S2、称取氟硅酸样品至铂金皿中，再加入高氯酸，加热蒸发至白烟冒尽；

然后用除二氧化碳的水冲洗铂皿，水浴锅继续加热蒸至小体积，重复此操作3次，使挥发性的酸全部挥发完全，最后将所得溶液移入容量瓶，进行定容；

S3、分取溶液至容量瓶，再加入对硝基酚指示剂；然后用氨水和盐酸调节酸度，加入盐酸，保持一定量的酸度；最后再依次加入酒石酸锑钾、抗坏血酸和加钼酸铵进行定容，并等待显色；

S4、分光光度计上测定磷酸根含量。

本发明实施例涉及的主要仪器：

722N可见分光光度计(北京科创海光仪器有限责任公司)；

电子天平：ME204E型，感量为0.0001g，梅特勒托利多(上海)有限公司；

水浴锅、电热板、150ml铂金皿、2cm比色皿

一、试剂：

(1)对硝基酚指示剂(10g/l)；

(2)酒石酸锑钾：3g/L；

(3)抗坏血酸：20g/L；

(4)钼酸铵：GR,40g/l

(5)氨水：AR,(1+10)；

(6)盐酸：AR,(1+10)；

(7)盐酸：AR,(1+1)；

(8)磷酸根标准溶液(100ug/ml)：准确称取1.4315g经105℃-110℃烘干2h的优级纯磷酸二氢钾于250ml烧杯中，加200ml水，将试样溶解完全后移入1000ml容量瓶中，加100ml(1+1)硝酸以水定容。此溶液含磷酸根1000ug/ml。

(9)移取磷酸根标准溶液2.5mL于100mL容量瓶中，稀释至刻度，此溶液浓度为 25ug/ml。

盐酸、硝酸、氨水为分析纯；实验用水均为三级水。

实验方法：

1.校准曲线的配制：准确移取S2所得磷酸根标准0ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00ml、5.00ml、6.00ml于8个100ml的容量瓶中，加对硝基酸1滴，用氨水调制溶液显黄色(1+10)，加盐酸(1+10)调制黄色刚好消失，加入1.5ml盐酸(1+1) 摇匀，加0.5ml酒石酸锑钾溶液(3g/L),加1.5mL抗坏血酸溶液(20g/L),再加1.0mL 钼酸铵溶液(40g/L)，混匀定容至刻度，放置5min，待测。

样品的制备：

S1:称取0.5000-1.0000g(精确至0.0001g)样品于150ml铂皿中，加2-3ml高氯酸，加热蒸发至白烟冒尽，体积约1-2ml，用不含二氧化碳的水冲洗铂皿继续加热蒸至小体积，用温水洗入100mL容量瓶中，定容至刻度；

S2:分取S1所得溶液2mL至100mL容量瓶中，加1滴对硝基酸，用氨水(1+10)调至溶液显黄色，用盐酸(1+10)调至黄色刚好消失，加入1.5ml盐酸(1+1)摇匀,加0.5ml 酒石酸锑钾溶液,加1.5mL抗坏血酸溶液,再加1.0mL钼酸铵溶液，混匀，用水稀释至刻度，放置5min。

将分光光度计波长调整至705nm处，使用2cm吸收池，将上述所得硫酸根标准溶液和样品溶液置于分光光度计上进行测定，以水为参比，测定吸光值。

请参阅图4根据曲线图可测得波长在705nm时吸光度达到最大值。

从每个标准溶液的吸光度中减去试剂空白溶液的吸光度，以磷酸根含量为横坐标，对应的吸光度含量为纵坐标，绘制工作曲线。试样溶液的吸光度减去试样空白溶液的吸光度，根据吸光度，在曲线上查出硫酸根含量。

上述氟硅酸中硫酸根含量的测定范围及线性方程为：

请参阅图5本发明方法分析结果计算公式如下：

式中：

m1—从二元一次方程计算磷酸根的质量，mg；

m—称取试样质量，g；

W—磷酸根的百分含量，％；

m—称取试样质量，g；

v1—分取体积，ml；

v—定容体积，ml；

三、结果：通过做回收率实验及准确度实验方法的回收率在97.35％-100.89 之间，RSD在1.60％-2.30之间

表1加标回收率实验

表2准确度实验

所述步骤S1中标准曲线制作包括以下步骤：

S11、磷酸根标准溶液(100ug/ml)：准确称取1.4315g经105℃-110℃烘干2h的优级纯磷酸二氢钾于250ml烧杯中，加200ml水，将试样溶解完全后移入1000ml容量瓶中，加100ml(1+1)硝酸以水定容。此溶液含磷酸根1000ug/ml；

S12、移取磷酸根标准溶液2.5mL于100mL容量瓶中，稀释至刻度，此溶液浓度为 25ug/ml。

S13、准确移取磷酸根标准(25ug/ml)标液0ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml、3.00 ml、4.00ml、5.00ml、6.00ml于8个100ml的容量瓶中，以下步骤与试样同步操作。

S14、将分光光度计波长调整至最佳波长705处，使用2cm吸收池，以水为参比，测定吸光值，从每个标准溶液的吸光度中减去试剂空白溶液的吸光度。

所述步骤S4包括以下步骤：

S41、称取0.5000-1.0000g样品于150ml铂皿中，高氯酸加入量2-3ml，分取体积为2.00mL；

S42、用对硝基酚做指示剂，用氨水(1+10)和盐酸(1+10)调至溶液显中性，加入盐酸，保持酸度为0.30mol/L-0.48mol/L；

S43、加0.5ml酒石酸锑钾溶液,加1.5mL抗坏血酸溶液,再加1.0mL钼酸铵溶液，混匀，用水稀释至刻度，放置5min；

S44、将分光光度计波长调整至705nm处，使用2cm吸收池，以水为参比，测定吸光值，试样溶液的吸光度减去试样空白溶液的吸光度，根据吸光度，在曲线上查出磷酸根含量。

在所述步骤S3中，容量瓶为聚乙烯材质，样品有刺激性气味，有腐蚀性，低温保存，分析检测在通风橱进行。

在步骤S3中，还包括用于容量瓶检测存储的一体化装置包括通风橱1安装组件2，所述安装组件2固定于所述通风橱1的一侧，所述安装组件2包括安装板21，所述安装板 21的顶部开设有安装槽22，所述安装槽22内壁的一侧固定连接有限位杆23；滑动组件3，所述滑动组件3包括托板31，所述托板31的一侧开设有限位槽32，并且托板31的一侧开设有定位槽33；防护组件4，所述防护组件4设置于所述托板31的顶部，所述防护组件4包括凹槽41，所述凹槽41内壁的底部固定连接有吸水棉42和限位托架43；定位组件5，所述定位组件5设置于所述托板31的一侧，所述定位组件5包括定位槽51，所述定位槽51内壁的一侧固定连接有滑杆52，所述滑杆52上套接有弹簧53，所述弹簧53的一端固定连接有活动板54，所述活动板54的一侧固定连接有定位杆55，并且所述活动板 54的另一侧固定连接有拉杆56。

通过通风橱1方便对容量瓶进行存放，便于容量瓶内部溶液的存储，同时通过将容量瓶放置在限位托架43内部，方便通过检测设备对容量瓶内部溶液进行检测，托板31的一侧有把手方便带动托板31移动，并通过托板31带动容量瓶移动，使得检测和存储过程中均无需接触容量瓶保证实验的安全性，当需要取下托板31时即可向远离安装板21的方向拉动拉杆56，通过拉杆56带动定位杆55脱离定位槽33，此时即可向远离安装板31的方向拉动托板31将托板31从安装槽22中抽出。

所述安装板21的底部固定连接有两个角钢6，所述角钢6的一侧和所述通风橱1的一侧固定连接。

通过角钢6对安装板21进行支撑，保证安装板21的稳固性。

所述安装板21固定于所述通风橱1的一侧，所述限位杆23和所述限位槽32相适配。

通过限位杆23方便托板31的安装，避免托板31左右晃动。

所述托板31设置于所述安装槽22的内部，所述定位槽33和所述定位杆55相适配。

通过定位杆55的部分位于定位槽33的内部，对托板31进行定位，避免托板31脱离安装槽22。

所述凹槽41开设于所述托板31的顶部，所述吸水棉42设置于所述限位托架43的外部。

通过设置有凹槽41和吸水棉42放置位于托板31上方容量瓶中有容易滴落。

所述定位槽51开设于所述托板31的一侧，所述滑杆52的一端贯穿所述活动板54且延伸至所述活动板54的外部，所述弹簧53的一端和所述定位槽51内壁的一侧固定连接。

通过滑杆52保证活动板54只能带动定位杆55在水平方向上运动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。