化工生产分析课件.pptx

第九章 化工生产分析,1 概述 2 硫酸生产分析 3 工业硫酸的分析 4 工业碳酸钾生产过程分析 5 碳酸钾产品分析 6 纯碱生产过程分析 7 纯碱产品分析,本章主要内容:,1,第九章 化工生产分析 1,化学品包括基础化工原料和化工产品。一、基础化工原料 基础化工原料可用于生产其它化学品，主要包括无机化学原料和有机化学原料。,1、常见的无机化学原料,1 概述,2,化学品包括基础化工原料和化工产品。1、常见的无机,2、常见的有机化学原料,3,2、常见的有机化学原料烃类乙烷、环己烷、三氯甲烷、四氯化碳、,二、化工产品,化工产品包括肥料、农药、涂料、合成材料、专用化学产品和日用化学品等，这些产品一般不再用来生产其它化工产品。,按照GB-7635-1987将化工产品分为九大类。1、无机酸类2、氯碱类3、化肥类4、无机精细化工产品类：无机盐、试剂、助剂等；5、石油炼制品类：汽油、煤油、柴油、润滑油等；6、石油化工产品类：有机原料、合成塑料、树脂、橡胶等；,4,二、化工产品 化工产品包括肥料、农药、涂料、合成材,7、有机精细化工产品类：染料、农药、医药、涂料、催化剂等；8、食品类:9、油脂类：油脂、肥皂等。,三、化工产品分析,化工生产分析一般包括原材料分析、中间产品分析、产品和副产品分析。,1、原材料分析,原材料是指企业生产加工的对象，可以是原始的矿产物，也可以是其他企业的产品。原材料分析的主要项目为主成分及杂质，以检验主成分是否符合生产工艺要求，所含的杂质对生产工艺产生的影响等。,5,7、有机精细化工产品类：染料、农药、医药、涂料、催化剂等；三,2、中间产品分析,中间产品的分析又称中控分析，要求快速，以便及时调节生产的工艺条件。现代化的化工企业多采用在线自动分析，通过网络系统和计算机处理系统，将各分析测控点获得的数据汇集到控制中心，由控制中心将处理结果及时反馈到各个生产控制点，自动调整工艺条件。,3、产品质量分析,产品质量分析是对产品中相关技术指标进行分析测定，一般包括两大任务：一是对主成分进行测定；二是对杂质含量、外观和物理指标进行检验。,6,2、中间产品分析 中间产品的分析又称中控分析，,7,四、化工产品的主要检测项目1、纯度通常测的是相对密度是参考物,8,5、折射率 由初馏点（始沸点，第一滴馏出物流出,6、水分,9,化合水 吸附水 结晶水（加热到300 ） 结构水（加热到,反应后碘的棕色消失，终点时，过量的碘使溶液呈淡棕色。,上述反应为可逆反应，为使反应进行完全，必须加入碱性物质与生成的酸吸收。,硫酸酐吡啶不稳定，须加入甲醇，使之转化为稳定的甲基硫酸氢吡啶。,总反应为：,10,反应后碘的棕色消失，终点时，过量的碘使溶液呈淡棕色。,卡尔费休试剂：碘、二氧化硫、 吡啶、甲醇按一定比例混合（1：1：3：1），但甲醇的量要比理论量多（1：3：10：50）。,注意事项： 此方法主要用于测定有机化合物中的微量水分。 能与试剂中某一组分发生反应的物质对测定有干扰。 各种试剂纯度要高，尤其是含水量应在0.1%以下。,吡啶可用其它的有机碱（咪唑）代替。 如测定醛酮样品中的水分， 由于发生缩合反应生成水，因而难以到达终点。可用乙二醇甲醚代替甲醇，再加氯仿作溶剂。,11,卡尔费休试剂：碘、二氧化硫、 吡啶、甲醇按一,（3）有机溶剂蒸馏法,根据两种互不相溶的液体混合物的沸点低于其中易挥发组分的沸点的原理，在试样中加入适当的有机物进行蒸馏，试样中的水分可全部蒸馏出来。,例：在1atm下，水的沸点为100 ，苯的为80.4 ，水和苯形成的混合物沸点为69.13 。,所用的有机物必须是和水互不相溶、常温下密度小于1、与被测物不发生化学反应。常用的有苯、甲苯、二甲苯、汽油和其它惰性的碳氢化合物。,此方法适用于高温下容易分解的有机物中水分的测定。,12,（3）有机溶剂蒸馏法 根据两种互不相溶的液体混,13,（4）气相色谱法 1.245gK2PtCl6+,一、 概述 硫酸是许多工业的重要原料，在国民经济中占有重要地位。在硫酸生产中，分析的主要对象是原料矿石（硫铁矿和硫精矿），炉渣，中间气体及成品硫酸。主要项目有：原料矿石中有效硫和水分的含量，砷、氟的含量，矿渣中有效硫含量，净化前后，转化前后以及吸收后气体中的二氧化硫，三氧化硫含量，成品硫酸的质量。,2 硫酸生产分析,14,一、 概述 硫酸是许多工业的重要原料，在国民经济,15,15,二、原料矿石和炉渣中硫的测定 硫铁矿（其主要成分为FeS2）还有少量单质硫在焙烧时产生二氧化硫，这一部分硫称为有效硫。一部分硫以硫酸盐形式存在，不能生成二氧化硫。有效硫和硫酸盐中硫之和称为总硫。在硫酸生产分析检验中，主要测定硫铁矿及残留于炉渣中的有效硫。由于在焙烧过程中可能有部分的有效硫转变为硫酸盐，致使有效硫烧出率的计算结果发生偏差，所以还定期测定总硫。,16,二、原料矿石和炉渣中硫的测定 16,(一) 有效硫的测定 试样在850空气流中燃烧，单质硫和硫化物中硫转变为二氧化硫气体逸出，用过氧化氢溶液吸收并氧化成硫酸，以甲基红-亚甲基兰为混合指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定即可计算有效硫含量。反应式为： 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 SO2+ H2O2=H2SO4 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,17,(一) 有效硫的测定 17,有效硫含量测定装置示意图,通气,18,有效硫含量测定装置示意图 通气18,有效硫的质量分数按下式计算： 式中 c氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； V氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积；mL M(S)硫的摩尔质量，32.07g/mol； m试料的质量，g。,19,有效硫的质量分数按下式计算： 19,（二）总硫的测定 测定总硫通常采用硫酸钡重量法。分解试样的方法有烧结法和逆王水溶解法。,1烧结分解硫酸钡沉淀重量法 1.1 方法原理 试样中FeS2与烧结剂Na2CO3+ZnO混合，经烧结后生成硫酸盐，与原来的硫酸盐一起用水浸取后进入溶液。在碱性条件下，用中速滤纸滤除大部分氢氧化物和碳酸盐。然后在酸性溶液中用氯化钡溶液沉淀硫酸盐，经过滤灼烧后，以硫酸钡的形式称量。,20,（二）总硫的测定 1烧结分解硫酸钡沉淀重量法 20,2逆王水溶解法 (HNO3:HCl=3:1)2.1 方法原理 试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生成硫酸,同时硫酸盐被溶解,其反应为： FeS2+5HNO3+3HCl2H2SO4+FeCl3+5NO+2H2O 为防止单质硫的析出，溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾，使单质硫也转化为硫酸。 S+KClO3+H2OH2SO4+KCl 用氨水沉淀铁盐后，加入氯化钡使SO42-离子生成硫酸钡沉淀，由硫酸钡质量即可计算总硫含量。,21,2逆王水溶解法 (HNO3:HCl=3:1)21,试样溶解时，温度过高，逆王水分解反应快，对试样的溶解和氧化作用会降低。所以，应在不高于室温的条件下使溶解及氧化反应缓慢进行。如果在短时间激烈的反应后，反应得过于缓慢，可以微微加热以促使反应完全。若过分加热，即使有氯酸钾存在，也会有单质硫析出（淡黄色，飘浮于溶液表面），一旦有单质硫析出，很难被氧化为SO42-离子，试验必须重做硝酸钡，氯酸钡的溶解度较小，能与硫酸钡形成共沉淀而干扰测定，产生误差。因此，试样溶液必须反复用盐酸酸化和蒸干以除尽NO3-离子，还应该控制氯酸钾的加入量。,22,试样溶解时，温度过高，逆王水分解反应快，对试样,试样中总硫质量分数按下式计算： 式中 m1灼烧后硫酸钡的质量，g； m试料的质量，g； 0.1374硫酸钡对硫的换算系数。,23,试样中总硫质量分数按下式计算： 23,二、生产过程中二氧化硫和三氧化硫的测定 在硫酸生产过程中，焙烧炉出口气、尾气、厂房空气等气体中都同时存在二氧化硫、三氧化硫气体。测定焙烧炉气中二氧化硫含量可检验焙烧炉的运转情况。测定转化炉出口气体中的二氧化硫和三氧化硫的含量，即测定二氧化硫的转化率，也是检验转化炉运转是否正常的依据。不同的生产环节，两种气体的含量有较大差异，应视其含量的不同选择不同的测定装置、试剂浓度和取样量。,24,二、生产过程中二氧化硫和三氧化硫的测定 24,(一) 二氧化硫浓度的测定碘淀粉溶液吸收法 1方法原理 气体中的二氧化硫通过定量的含有淀粉指示剂的碘标准滴定溶液时被氧化成硫酸，反应式为： SO2I22H2O H2SO42HI 碘液作用完毕时，淀粉指示剂的蓝色刚刚消失，即将其余气体收集于量气管中，根据碘标准滴定溶液的用量和余气的体积可以算出被测气体中二氧化硫的含量。,25,(一) 二氧化硫浓度的测定碘淀粉溶液吸收法 25,气样中三氧化硫的体积分数(SO2)按下式计算： 即,26,气样中三氧化硫的体积分数(SO2)按下式计算： 26,c为碘标准滴定溶液的浓度，mol/L； V0为碘标准滴定溶液的体积，mL； 21.89为二氧化硫的单位标准体积，Lmol； V为测量到的剩余气体体积（湿气），mL； VV2V1 p和t为当时的大气压强，kPa和温度，； pW为温度t下的氯化钠饱和溶液的饱和蒸气压，kPa（与纯水有差异，为减小误差，数值可查表),27,c为碘标准滴定溶液的浓度，mol/L； 27,(二) 三氧化硫浓度的测定 1 方法原理 炉气通过润湿的脱脂棉球，三氧化硫和二氧化硫均生成酸雾而被捕集，用水溶解被捕集的酸雾，用碘标准滴定溶液滴定亚硫酸，再用氢氧化钠标准滴定溶液滴定总酸量。 SO3H2OH2SO4 SO2H2OH2SO3 H2SO3I2H2O=H2SO42HI 2NaOHH2SO4Na2SO42H2O HINaOH=NaI+H2O,28,(二) 三氧化硫浓度的测定 28,仪器：三氧化硫测定装置如图 三氧化硫的测定装置,29,29,气样中的二氧化硫的体积按下式计算： 气样中的三氧化硫的体积按下式计算： 气样中三氧化硫的体积分数(SO3)按下式计算,Vso2=(V1-V1)c1,Vso3=(V2-V2 )c22（V1V1）c1,30,气样中的二氧化硫的体积按下式计算： Vso2=(V1-V1,c1碘标准滴定溶液的浓度，mol/L V1碘标准滴定溶液体积，mL； V1空白试验的碘标准滴定溶液的体积，mol； c2 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L; V2 氢氧化钠标准滴定溶液体积，mL； V2空白试验的氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL; V余气体积，L； P余气压力，kPa； PW测定时气体中的饱和水蒸气分压，kPa； t 余气温度，； 22.4标准状态下，1摩尔三氧化硫的体积，L； 21.89标准状态下1摩尔二氧化硫的体积，L,31,c1碘标准滴定溶液的浓度，mol/L V1碘标准滴定溶,3 工业硫酸的分析,一、硫酸含量的测定 以甲基红一亚甲基兰为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，即可算出硫酸含量。 硫酸的质量分数按下式计算：,32,3 工业硫酸的分析一、硫酸含量的测定 32,式中: c氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度，mol/L； V氢氧化钠标准滴定溶液的体积 mL； m试料的质量，g； M(H2SO4)硫酸的摩尔质量，98.07g/mol。,33,式中: 33,二、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定,称量安瓿瓶，然后在微火上烤热球部，迅速将安瓿球的毛细管插入试样中，吸入约0.5mL试样，用火焰将毛细管顶端烧封闭，在具磨口塞锥形瓶中振荡摇碎安瓿球，使发烟硫酸溶于水后，以甲基红一亚甲基兰为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，求出硫酸总含量H2SO4（总）%（一般大于100%）。三氧化硫溶解于水的反应和氢氧化钠的滴定反应如下： SO3+H2O = H2SO4 2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+2H2O,34,二、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定 称量安,发烟硫酸中，游离三氧化硫的质量分数为(SO3)，在氢氧化钠滴定后计算出这部分三氧化硫转化为硫酸的质量分数为(SO3)则得到下列质量平衡关系式：,35,发烟硫酸中，游离三氧化硫的质量分数为(SO3)，在,工业硫酸中铁含量的测定 邻二氮菲分光光度法,方法原理: 试样蒸干后，残渣溶解于盐酸中，用盐酸羟胺还原溶液中的铁，在pH 2 9 条件下，二价铁离子与邻二氮菲反应生成橙色配位化合物，测其吸光度。,36,工业硫酸中铁含量的测定 邻二氮菲分光光度法方法原理:,测定结果的计算 从试验溶液的吸光度值减去空白试验溶液的吸光度值，据所得吸光度值差从标准曲线上查出对应的铁质量。铁的质量分数按下式计算： 式中 m试样中的铁的质量，g； m1试料的质量，g；,37,测定结果的计算 37,工业硫酸中砷含量的测定 （二乙基二硫代氨基甲酸银光度法） 硫酸中的砷是由原料矿石引入，虽然大部分已经在生产过程中除去。成品硫酸中含砷量已经很低，但由于砷有剧毒，所以用于食品或制药工业的硫酸中含砷量不得高于0.00001%。,38,工业硫酸中砷含量的测定 38,测定结果计算 从试验溶液吸光度值减去空白试验溶液的吸光度值，据所得吸光度值差，从标准曲线查出对应的砷质量。砷的质量分数按下式计算： 式中 m试样中砷的质量，g； m1试料的质量，g。,39,测定结果计算 39,六、二氧化硫含量的测定一碘量法 在冷却条件下，用氨基磺酸溶液除去试样中氮的氧化物，以淀粉为指示剂，用碘标准滴定溶液滴定，由耗碘量算出二氧化硫含量。 二氧化硫的质量分数按下式计算：,40,六、二氧化硫含量的测定一碘量法 40,式中: c碘标准滴定溶液的浓度，mol/L； V1试样滴定耗用的碘标准滴定溶液的体积 mL； V0空白滴定耗用的碘标准滴定溶液的体积 mL； m试料的质量，g； M(SO2)二氧化硫的摩尔质量，64.06g/mol。,41,式中: 41,4 工业碳酸钾生产过程分析,碳酸钾外观为白色粉状或颗粒状。是以氯化钾、氨水、二氧化碳为原料的离子交换法或电解碳化法等工艺制得的。所以在产品中含有少量的碳酸氢钾、氯化物、硫化合物，以及少量铁的化合物等杂质。 碳酸钾主要用于合成气脱碳、电子管、玻璃、搪瓷、印染、电焊条、影片显影、无机盐和显像管玻壳的原料。,42,4 工业碳酸钾生产过程分析 碳酸钾外观为白色粉,在离子交换法生产的分析中，除了对所需化工原料氯化钾、氨水、二氧化碳进行分析和产品分析外，还要对生产过程中精制氯化钾溶液，上钾流出液、上铵流出液、碳酸氢钾等进行控制分析。分析项目有氯离子、铵离子、钾离子、碳酸氢根，以及钙离子、镁离子等。,43,在离子交换法生产的分析中，除了对所需化工原料氯,离子交换法的原理： RNa+KClRK+NaCl 吸附 RK+NH4HCO3RNH4+KHCO3 洗脱RNH4+KClRK+NH4Cl 再生 2KHCO3K2CO3+CO2+H2O 浓缩K2CO3+CO2+H2O2KHCO3 碳化2KHCO3K2CO3+CO2+H2O 煅烧该法主要优点是工艺流程简单,原料易得,产品质量好,技术成熟可靠。主要缺点:(1)产品质量不稳定, (2)钾离子来源为氯化钾（2800元/吨）,成本较高。(3)生产过程中产生大量副产氯化铵废水,浓度在8%10%之间,因浓度太低、腐蚀大,难以回收利用,造成环境污染,能耗也高,不符合清洁生产要求。,44,离子交换法的原理：44,一、离子交换法生产控制分析 精制氯化钾溶液的分析 氯化钾含量的测定 用硝酸银标准滴定溶液滴定样品中的氯离子，以铬酸钾作指示剂。过量的银离子则与铬酸根离子生成砖红色铬酸银沉淀，以此指示滴定终点。 钾的含量以KCl的质量浓度（g/L）表示，按下式计算：,45,一、离子交换法生产控制分析 45,式中 c硝酸银标准滴定溶液的浓度，mol/L； V消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积，mL； M(KCl) 氯化钾的摩尔质量, 74.55g/mol。,二、碳铵溶液的分析 采用双指示剂，用硫酸标准滴定溶液滴定，先加入酚酞指示剂，当达到终点时，pH值为8.4，碳酸铵变为碳酸氢铵。再向溶液中加甲基橙指示剂，继续滴定至终点，溶液的pH值为4.4，碳酸氢铵被滴定完全。,46,式中 二、碳铵溶液的分析 46,碳铵溶液中的总铵含量为下两式总和：,47,碳铵溶液中的总铵含量为下两式总和：47,三、上钾流出液的分析,主要分析流出液中钾离子、铵离子的含量，为交换工序提供操作数据。上钾流出液中，阳离子只考虑钾离子、铵离子；阴离子只考虑氯根离子。三种离子在数量上将其看成氯根离子含量等于钾离子与铵根离子的含量之和。其中氯根离子的测定是用硝酸银沉淀滴定法；铵根离子的测定是甲醛法；而钾离子的含量是用氯根离子的含量减去铵根离子的含量计算的。,48,三、上钾流出液的分析 主要分析流出液中钾离子、,3.1 氯离子含量的测定 3.2 铵根离子含量的测定 以NH4+的质量浓度（g/L）表示铵根离子含量按下式计算： 式中: V2滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL； c氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； M(NH4+)NH4+的摩尔质量，18.04g/mol。,49,3.1 氯离子含量的测定 49,3.3 钾离子含量的计算 以K+的质量浓度（g/L）表示钾离子含量按下式计算： 式中 V1滴定试样消耗硝酸银标准滴定溶液的体积，mL； V2消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL ； c1硝酸银标准滴定溶液的浓度，mol/L； c2氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； M(K+)钾离子（K+）的摩尔质量，39.10g/mol；,50,3.3 钾离子含量的计算 50,四、上铵流出液的分析,上铵流出液的分析，主要是掌握流出液中铵根离子、钾离子含量，以考核淋洗效果，为交换工序提供操作根据。上铵流出液中阴离子是碳酸氢根离子，阳离子为钾离子、铵离子。三种离子在数量上将其看成总碳酸根含量等于钾离子与铵离子的含量之和；总碳酸根的测定采用硫酸滴定；铵离子的测定采用甲醛法；二者之差为钾离子的含量。,51,四、上铵流出液的分析 上铵流出液的分析，主要是掌握,用硫酸滴定后，加热除去生成的二氧化碳，加入甲醛，测定铵含量。 以NH4+的质量浓度（g/L）表示铵根离子含量按下式计算 式中 V2滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL； c1硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L； c2氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； M(NH4+)NH4+的摩尔质量，18.04g/mol。,52,用硫酸滴定后，加热除去生成的二氧化碳，加入甲醛，测,以K+的质量浓度（g/L）表示钾离子含量按下式计算： 式中 V1滴定试样消耗硫酸标准滴定溶液的体积，mL； V2滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL； c1硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L c2氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； M(K+)钾离子（K+）的摩尔质量，39.10g/mol；,53,以K+的质量浓度（g/L）表示钾离子含量按下式计,5 碳酸钾产品分析,一、碳酸钾含量的测定 1. 酸碱滴定法 碳酸钾的水溶液中呈碱性。用盐酸标准滴定溶液滴定，根据盐酸标准滴定溶液的消耗量，扣除滴定碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁盐酸标准滴定溶液的消耗量，计算碳酸钾的含量。,54,5 碳酸钾产品分析一、碳酸钾含量的测定 54,碳酸钾（K2CO3）的质量分数按下式计算： 式中 V滴定试样溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积，mL V0滴定空白试样溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积，mL； c盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/L； m试料的质量，g； M(K2CO3)K2CO3的摩尔质量，138.2g/mol；,55,碳酸钾（K2CO3）的质量分数按下式计算： 55,(Na)测得的钠的质量分数； (Mg)测得的钙、镁（以Mg计）质量分数； 3.006将钠换算为碳酸钾的系数； 5.686将镁换算为碳酸钾的系数。 2. 四苯硼钾重量法 在弱酸性介质中，碳酸钾与四苯硼酸钠生成四苯硼酸钾沉淀。根据四苯硼酸钾沉淀的质量扣除氯化钾，硫酸钾的质量计算碳酸钾的含量。 K2CO3的质量分数按下式计算：,56,(Na)测得的钠的质量分数； 56,式中: m1四苯硼酸钾沉淀的质量，g； m试料的质量，g； 0.1928将四苯硼酸钾换算成碳酸钾的系数； （KCl）氯化物（以KCl计）的质量分数； （K2SO4）硫化合物（以K2SO4计）的质量分数 0.9269将氯化钾换算为碳酸钾的系数； 0.7931将硫酸钾换算为碳酸钾的系数。,57,式中: 57,二、钠含量的测定 钠在高温火焰中发射具有确定波长的特征光，其光强度与试验溶液中钠离子浓度成正比。通常测量发射光的强度测定试样中钠的含量。 钠（Na）的质量分数按下式计算： 式中: m1 从工作曲线上查得的试验溶液中钠的含量，mg； (LOI) 试样在270300C下的烧失量； m试料的质量，g；,58,二、钠含量的测定 58,三、钙、镁总量的测定 在pH为10时，于氨氯化铵缓冲溶液中，Ca2+、Mg2+与EDTA生成络合物。根据EDTA标准滴定溶液的消耗量计算钙、镁总量。 钙、镁（以Mg计）质量分数按下式计算: 式中 V滴定试验溶液消耗的EDTA标准滴定溶液的体积，mL； V0滴定空白试验溶液消耗的EDTAA标准滴定溶液的体积，mL； cEDTA标准滴定溶液的浓度，mol/L； m试料的质量，g； (LOI)烧失量； M(Mg)镁的摩尔质量,24.31mol/L。,59,三、钙、镁总量的测定 59,四、碳酸氢钾含量的测定 碳酸钾与氯化钡作用生成碳酸钡沉淀，其中没有干燥分解的碳酸氢钾用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，以酚酞为指示剂。通过氢氧化钠标准滴定溶液的消耗量，计算出碳酸氢钾的含量。碳酸氢钾的质量分数（以K2CO3计）按下式计算： 式中 V滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL c氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L； m称取试料的质量，g； M(K2CO3)碳酸钾的摩尔质量，138.2g/mol.,60,四、碳酸氢钾含量的测定 60,五、氯化物含量的测定: 同工业硫酸氯含量的测定，电位滴定法。 六、硫化合物含量的测定 用过氧化氢将碳酸钾中硫化合物全部转化为硫酸盐，在酸性介质中，硫酸根离子与钡离子生成硫酸钡沉淀。将悬浮液与标准比浊液比较，从而确定硫化合物含量。 硫化物（以K2SO4计）的质量分数按下试计算： 式中 V与试验溶液的浊度相对应的硫酸钾标准溶液的体积 mL m试料的质量，g； （LOI）烧失量； 0.0001每毫升硫酸钾标准溶液中硫酸钾的质量，g/mL。,61,五、氯化物含量的测定: 同工业硫酸氯含量的测定，电位滴定法。, 6 纯碱生产过程分析,无水碳酸钠俗称纯碱。外观为白色结晶粉末或细小颗粒。是以工业盐或天然碱为原料，由氨碱法、联碱法或其他方法制得，所以在产品中含有少量的氯化物，硫酸盐，碳酸氢钠以及铁化合物等杂质。 在氨碱法生产的分析中，除了对原料和产品进行分析外，还要对生产过程中各种母液、粗盐水、调合液、一次盐水、二次盐水、废泥、海水等进行控制分析。分析项目有全氨、游离氨、结合氨、全氯、二氧化碳，以及铁、钙、镁、硫酸根、硫化物等。,62, 6 纯碱生产过程分析 无水碳酸钠俗称纯碱。外,工业碳酸钠（纯碱）的生产工艺,63,工业碳酸钠（纯碱）的生产工艺63,一、母液中全氨(TNH3)的测定 母液中所含的TNH3包括游离氨（FNH3）、结合氨（CNH3）。FNH3当加热煮沸后，以NH3气的状态自溶液中逸出。 (NH4)2CO3= 2NH3+H2O+CO2 NH3H2O = NH3+ H2O CNH3与NaOH作用加热煮沸后，CNH3完全被NaOH分解，也以NH3气的状态自溶液中逸出。,64,一、母液中全氨(TNH3)的测定 64,将蒸出的氨气导入盛有一定量H2SO4标准溶液的锥形瓶中，生成(NH4)2SO4，然后用NaOH标准滴定溶液返滴定过量的H2SO4，根据所消耗的H2SO4量可计算出TNH3的含量。,以质量浓度(TNH3)表示TNH3含量（g/L）按用下式计算：,65,将蒸出的氨气导入盛有一定量H2SO4标准溶液的锥,式中 c1硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L； V1加入的硫酸标准滴定溶液的体积，mL； c2NaOH标准滴定溶液的浓度，mol/L； V2滴定过量H2SO4所消耗的NaOH标准滴定溶液的体积，mL； V 试样溶液的体积,mL； M(NH3)NH3的摩尔质量，17.03g/mol。,66,式中 66,二、母液中游离氨(FNH3)的测定 母液中的FNH3包括（NH4）2CO3、NH3H2O，它们在滴定时都消耗酸。 以质量浓度(FNH3)表示FNH3含量（g/L）按用下式计算： 式中 c硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L； V1滴定时消耗硫酸标准滴定溶液的体积，mL； V试验溶液的体积，mL。 M(NH3)NH3的摩尔质量，17.03g/mol。,67,二、母液中游离氨(FNH3)的测,三、母液中结合氨(CNH3)的测定 母液中所含的CNH3包括(NH4)2SO4和NH4Cl，当加入已知浓度的过量的NaOH标准滴定溶液经煮沸后，CNH3完全被分解为NH3逸出。过量的NaOH用硫酸标准滴定溶液返滴定. 以质量浓度(CNH3)表示CNH3含量（g/L）按用下式计算： 式中 c1NaOH标准滴定溶液的浓度，mol/L； c2硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L； V1加入NaOH标准滴定溶液的体积； V2滴定过量NaOH所消耗的硫酸标准滴定溶液的体积，mL； M(NH3)氨的摩尔质量，17.03g/mol； V试验溶液的体积，mL。,68,三、母液中结合氨(CNH3)的测定,四、母液中CO2的测定 用过量的硫酸分解试样中的碳酸盐和酸式碳酸盐，使生成的CO2逸出,将逸出的CO2气体导入量气管内，测量生成物CO2的体积，即可算出CO2的含量。以质量浓度(g/L)表示二氧化碳含量按下式计算：,式中 V1反应前量气管内气体体积，mL； V2反应后量气管内气体体积，mL； P大气压力，千帕斯卡kPa， PW测定时气体中的饱和水蒸气分压，千帕斯卡k t水套中温度计读数，； 22.26标准状态时二氧化碳的毫摩尔体积，mL； M(CO2)二氧化碳的摩尔质量，44.01g/mol； V试料的体积，mL。,69,四、母液中CO2的测定, 7 纯碱产品分析,一、总碱量的测定 总碱度是指碳酸钠和碳酸氢钠的合量，以溴甲酚绿甲基红混合为指示剂，用盐酸标准滴定溶液滴定总碱量。用Na2CO3质量分数表示的总碱量按下式计算： 式中 c盐酸标准滴定溶液的浓度，molL； V滴定消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL； V0空白试验消耗盐酸标准滴定溶液的体积，mL； m试料的质量，g； M(Na2CO3)碳酸钠的摩尔质量，106.0g/mol。,70, 7 纯碱产品分析一、总碱量的测定 70,二 、 氯化物的测定,纯碱产品中氯化物含量的测定，用汞量法和电位滴定法。测定结果按氯化钠计算。 1. 汞量法 在pH值为2.53.0的试样溶液中，以二苯偶氮碳酰肼为指示剂，用硝酸汞标准滴定溶液滴定氯化物。 2电位滴定法 同工业硫酸中氯含量的测定.,71,二 、 氯化物的测定 纯碱产品中氯化物含量的测,三、铁含量的测定 同工业硫酸中铁含量的测定. 四、烧失量的测定 试样在250270oC下加热至恒量,加热时失去游离水和碳酸氢钠分解出的水和二氧化碳,计算烧失量。,72,三、铁含量的测定 72,