第二章 工业氢氧化钠分析1

第二章工业氢氧化钠分析•NaOH简介•市售有固体及液体NaOH，有30%液体，96%固体、片状、粒状烧碱。•烧碱易溶于水，放热。•烧碱具有腐蚀性•烧碱应用于造纸、油脂、洗涤剂、纺织、有机无机、石油化工等多领域。•氯碱生产工艺•石灰苛化法电解法（水银法隔膜法离子膜法）•1苛化法制烧碱•Na2CO3+Ca(OH)2•2NaOH+CaCO3•2电解法制烧碱生产成本高，适宜小规模生产•原料：原盐（海盐、湖盐、井盐）•阴极反应：•Na++eNa•2H2O+2eH2+2OH-•阳极反应：•4OH--4e2H2O+O2•2Cl--2eCl2•由于电解反应中Cl2与NaOH反应，且Cl2与H2反应爆炸•必须在阴阳两极间设置多孔隔膜，可以使离子和水通过，阻止阴阳电解产物混合。隔膜法电解制碱工艺•隔膜法德缺点：能耗高、隔膜材料为石棉，吸入会损伤肺。离子交换膜法电解制碱•磺酸基阳离子交换膜•Na+可以通过膜，而Cl-及OH-无法通过阳离子交换膜。•精制盐水进入阳极室，纯水加入到阴极室。通电H2O在阴极放电生成H2，Na+通过离子膜由阳极室到阴极室与OH-生成NaOH；Cl-在阳极放电生成氯气。经电解后的淡盐水与氯气一起离开阳极室。•盐水影响离子膜的寿命及正常运转的关键。因此需要对盐水进行一次、二次精制。去除悬浮物及Ca2+,Mg2+等杂质。Ca2+,Mg2+会通过交换膜，与OH-结合，形成沉淀，堵塞离子膜。•一次原盐精制•含有杂质：Ca2+Mg2+•SO42-•Fe3+•NH4+•机械杂质与生成的NAOH反应，生成，消耗NAOH，堵塞电解槽隔膜的孔隙降低NaOH含量，使OH-在阳极放电生成氧气，消耗电能与OH-反应，生成Fe(OH)3，堵塞隔膜与Cl2反应，生成NCl3，发生爆炸•一次精制：•CaCl2+Na2CO3•MgCl2+2NaOH•FeCl3+3NaOH•冷冻法除去Na2SO4•溶盐设备澄清设备过滤设备洗泥设备•盐水二次精制•盐水通过碳素管过滤少量的悬浮物•盐水通过螯合树脂去除Ca2+,Mg2+•二次精制盐水进入到预热器中，送入到阳极室进行电解。与此同时，纯水从电解槽底部进入阴极室。氯气与淡盐水经分离器分离后，湿氯气进入氯气总管，经氯气冷却器与一次精制盐水热交换后，进入氯气洗涤塔，送到氯气处理部门。•从阳极室流出的淡盐水含有NaCl200-220g/L，少量氯酸盐、次氯酸盐及溶解氧。一部分补充精制盐水流回电解槽的阳极室，另一部分进入淡盐水储槽，送往盐酸分解槽，用高纯盐酸分解。分解后回到淡盐水储槽中，与淡盐水混合，调节PH为2以下，送往脱氯，送到一次盐水工序重新饱和。•阴极槽中的高纯碱及H2，经分离器分离后，碱一部分直接作为商品碱；或送到蒸发工序浓缩。二、工业氢氧化钠分析•GB209-20065《工业氢氧化钠》•分析项目：•氢氧化钠•碳酸钠GB/T仲裁法•氯化钠测定汞量法分光光度法•三氧化二铁••符号说明：IL(industrialliquid)•IS(industrialsolid)•CT苛化法DT隔膜法IT离子膜法见P21•（一）采样•固体根据总物料单元数确定采样份数，见表1-3；液体采样部位为下、中、上，保证采样具有代表性。•采样的记录及样品的标签•样品的保留•（二）氢氧化钠分析试样的制备P24•（三）工业氢氧化钠与碳酸钠含量测定溴甲酚绿-甲基红混合指示液HCl试样颜色变为酒红色为终点PH5.0以下为酒红色，PH5.1为灰绿色，PH以上5.2为绿色工业氢氧化钠含量测定10MLBaCl2HCl酚酞（甲酚红-百里酚蓝）试样PH=8.2-8.4选用碱性指示剂，防止BaCO3与HCl反应•（四）工业氢氧化钠中氯化钠测定•氯化钠含量高，采用汞量法•氯化钠含量低，采用分光光度法•1汞量法•Hg(NO3)2+2NaCl→HgCl2+2NaNO3•过量的硝酸汞与二苯卡巴腙生成紫色配合物Hg2++OCNNHNC6H5HNC6H52OCNNHNC6H5NC6H5OCNNHNC6H5NC6H5Hg+2H+(红棕色)(紫色)试样水、溴酚蓝HNO3二苯偶氮酰肼Hg（NO3）2溶液颜色由蓝变黄变紫红色，即为终点调解PH在3.0~3.2合适PH=3.0(黄)~4.6（蓝）•2.NaCl分光光度法•原理：•试样中氯离子全部取代硫氰酸汞（SCN-），取代的硫氰酸根离子与硝酸铁生成硫氰酸铁，显红色，在波长450nm处，对有色溶液进行光度测定。•步骤：•1标准曲线绘制•（1）显色依次吸取0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mlNaCl标准溶液（0.01mg/ml），分别置于50ml容量瓶中，然后，在每个容量瓶中依次加入5ml硝酸、5ml硝酸铁和20ml硫氰酸汞，用水稀释至刻度，摇匀，静置30min显色。•（2）用分光光度法在波长450nm处，以水调整分光光度计零点，选用4或5cm吸收池进行吸光度测定。•（3）标准曲线绘制：从标准比色溶液吸光度扣除空白吸光度，以NaCl质量为横坐标，对应吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。•2.试样吸光度测定•取10ml试样，置于50ml容量瓶中，显色（与步骤1中相同），测定吸光度。•（五）工业氢氧化钠中铁含量测定•原理：•Fe3+与盐酸羟胺反应，还原为Fe2+•Fe2+与邻菲罗啉在缓冲溶液（PH=4.9）中形成橘红色配合物。在波长519nm处测定该配合物的吸光度。NN+Fe2+NNFeNNNN32+•测定步骤：•（1）标准曲线绘制•配制0.01mg/ml铁标准溶液•取0.0、1.0、2.5、4.0、5.0ml一系列铁标准溶液于100ml容量瓶，分别在每个容量瓶中，加入1.0ml盐酸（1+1），并加入约50ml水，加入5ml盐酸羟胺，乙酸-乙酸钠溶液，5ml邻菲罗啉，用水稀释至刻度，摇匀，静置10min。PH=5•以不加铁标准溶液的参比溶液调整仪器的吸光度为零，在波长510nm，选好比色皿，测定标准溶液的吸光度。•绘制标准曲线•（2）样品测定•称取15~20g固体或25~30g液体氢氧化钠样品，准确至0.01g。•将称取的样品移入500ml烧杯中，加水溶解至120ml，加2~3滴对硝基酚，用盐酸中和至黄色消失，过量4ml，煮沸5min，冷却至室温，移入250ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，调好PH值。PH=（无）5.0~7.6（黄）•移取50ml试样溶液于100ml容量瓶中，加5ml盐酸羟胺，20ml缓冲溶液及5ml邻菲罗啉，用水稀释至刻度，摇匀，静置10min显色.•样品空白溶液配制•加入水、盐酸、对硝基酚、氨水、盐酸至溶液为无色，煮沸5min，冷却，移入250ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，显色，显色步骤与样品相同。•吸光度测定：•用空白调节仪器吸光度为零，后进行样品吸光度的测定。•注意要点：•溶液的PH值，控制在5.0左右。