三氯异氰尿酸生产中氰尿酸三钠盐的测定[1]

根据计算可知 ,氰尿酸第 1 等当点的 pH 值与
氰尿酸生产厂家和广西红日化工有限公司制定的企
业标准测定的氰尿酸含量等当点相符 。
cH + = ( Ka1 ×Ka2 ) 1 /2 = KW / cOH - = 10 - 14 ÷ (3. 47 ×10 - 6 ) = ( 6. 45 ×10 - 6 ×Ka2 ) 1 /2 ,
1. 0 mL 0. 00 15. 90 18. 56 19. 50 19. 85 20. 10 20. 40 20. 65 23. 30 27. 75 30. 00 30. 60 30. 85 30. 98 31. 10 31. 73
2. 0 mL 0. 00 16. 00 18. 90 19. 70 19. 82 20. 13 20. 27 20. 60 23. 00 28. 00 30. 00 30. 45 30. 53 30. 70 30. 85 31. 90
Ka2 = 1. 29 ×10 - 12 。 从上述 计算 可知 , 由于 存在 c氰尿酸 Ka1 ≥10 - 8 、 c氰尿酸 远大于 Ka1 , Ka1远大于 Ka2 ,且 c氰尿酸 / Ka1远大于 500,故可 将 氰 尿 酸 视 为 一 元 酸 处 理 。同 时 , Ka1 / Ka2 > 104 、c氰尿酸 Ka1 > 10 - 8 、c氰尿酸 Ka2 > 10 - 8 ,此条件完 全符合滴定要求和分步滴定的要求 ,因此 ,可利用氰 尿酸比 HCl酸性更弱的特点和一钠盐完全转化为 氰尿酸时产生的突变等当点及氰尿酸完全转化为一
1. 4 计算结果表述
三钠盐溶液中 cNaOH 、c氰尿酸 、cNaOH / c氰尿酸 分别为 :
ρ NaOH
= c·V2
×40 ÷2;
(1)
ρ氰尿酸 = c (V2 - V1 ) ×129. 1 ÷2;
c (V2 - V1 ) ×129. 1 ]。
[关键词 ] 三氯异氰尿酸 ;氰尿酸三钠盐 ; pH酸度计 ;测定方法 [摘 要 ] 介绍了用 pH酸度计测定氰尿酸三钠盐溶液中氰尿酸与 NaOH含量的原理和操作方法 ,并对测定方
法进行了探讨 。 [中图分类号 ] TQ014 [文献标志码 ] B [文章编号 ] 1008 - 133X (2007) 10 - 0036 - 03
cH + = ( c氰尿酸 Ka1 ) 1 /2最简式计得 ,因存在 c氰尿酸 Ka1 ≥ 10 - 8 , Ka2 为 氰 尿 酸 第 2 步 电 离 的 酸 性 电 离 常 数 , c氰尿酸 远大于 Ka1 , Ka1远大于 Ka2 , 且 c氰尿酸 / Ka1 > 500, 假设条件成立 。在测定氰尿酸含量时 ,称取 0. 2 g氰
(3)
式中
:
ρ N aOH
—三钠盐中氢氧化钠的质量浓度
,
3 [作者简介 ] 扈廷勇 (1966—) ,男 ,工程师 , 1988年毕业于山东建筑材料工业学院分析化学专业 ,原在广西红日化工有 限公司工作 ,现在广西梧州五一塑料制品股份有限公司从事质量管理工作 。
[收稿日期 ] 2006 - 04 - 11
表 2 三聚氰胺沉淀法与 pH酸度计法对比试验结果
pH 值
NaOH回收率 %
pH 值
NaOH回收率 %
11. 5
0
7. 0
75. 04
11. 0
30. 25
6. 0
92. 60
10. 5
48. 40
5. 5
98. 64
10. 0
59. 90
5. 0
99. 40
9. 5
63. 78
4. 7
99. 86
第 10期 2007年 10月
氯 Ch
lo r
碱 -A
工 lkali Indu
业 stry
O
No. ct. ,
10 2007
【分析与测试 】
三氯异氰尿酸生产中氰尿酸三钠盐的测定
扈廷勇 13 ,冯意玲 2 (1. 广西梧州五一塑料制品股份有限公司 ,广西 梧州 543001; 2. 广西红日化工有限公司 ,广西 梧州 543001)
9. 0
65. 17
4. 4
100. 4
8. 7
65. 60
4. 0
100. 8
8. 5
65. 85
3. 5
101. 7
8. 0
67. 17
3. 0
105. 0
统计多次测定结果可知 , 用 HCl标准滴定溶液
滴定三钠盐溶液 ,其三钠盐完全转化为一钠盐 ,其一
钠盐等当点 pH 值 = 8. 5,从一钠盐完全转化为氰尿
滴至 pH值 = 8. 5时消耗盐酸标准滴定溶液的体积 ,
mL; V2 —滴至 pH 值 = 4. 7 时消耗盐酸标准滴定溶 液的总体积 , mL; 40—与 1 mol氢氧化钠相当的克
数 , g /mol; 129. 1—与 1 mol氰尿酸相当的克数 , g /
mo l。
2 试验部分
2. 1 测定方法的研究
酸滴定终点在 pH值 = 4. 7,故可选取该两点作为测
定 NaOH及氰尿酸含量的等当点 。
2. 2 试验条件选择
2. 2. 1 温度的选择
由于不同温度下氰尿酸的电离常数 K值是不
相同的 ,因而其氰尿酸终点与氰尿酸一钠盐等当点
将随之变化 ,从而影响滴定 。在不同温度下测定氰
尿酸 ,结果见表 3。
表 3 滴定温度对氰尿酸的滴点终点的影响
1 测定方法
1. 1 原 理 利用 pH 值在 8. 5时三钠盐完全转化为氰尿酸
一钠盐 (以下简称一钠盐 )和 pH值在 4. 7时一钠盐
= 8. 5时 ,记录所消耗盐酸的体积 V1 ;接着将此液继 续用盐酸标准滴定溶液滴定至 pH 值 = 4. 7,记录消
耗盐酸的总体积 V2 (如有明显漂移 ,此次作废 ,应重 做 ) ,整个过程温度控制在 32 ℃。
尿酸 溶 于 200 mL 水 中 , 根 据 计 算 可 知 c氰尿酸 = 7. 75 ×10 - 3 mol/L。在 32 ℃时 , 到 一 钠 盐 等 当 点
时 , Ka1 = 6. 45 ×10 - 6 。氰尿酸第 1步电离的碱性电 离常数用 Kb1表示 ,则 : Kb1 = KW (水的电离常数 ) / Ka1 = 10 - 14 / ( 6. 45 ×10 - 6 ) = 1. 55 ×10 - 9 , cOH - = ( Kb1 c氰尿酸 ) 1 /2 = 3. 47 ×10 - 6 (mo l /L ) , pH 值 = 8. 54。
钠盐时产生的突变等当点进行测定其含量 ,但不能 测定其转化为氰尿酸二钠盐及三钠盐的突变等当
点 ,这一结论与试验中测得的三钠盐的滴定曲线一 致 。试验中三钠盐溶液按氰尿酸与烧碱摩尔比 1∶3 配制 ,用 HCl标准滴定溶液滴定三钠盐溶液 ,然后 通过计算可得 NaOH 的回收率 ,数据见表 2 ( c三钠盐 = 5. 13 ×10 - 3 mol/L ) 。
或偏少时 ,会造成配比值偏高或偏低 ,从而导致在氯
吸取碱溶锅中已配好的三钠盐溶液 2 mL 于
化生产中出现起泡 、筛料不干 、产生鱼卵形物料等现 300 mL 烧杯中 , 加蒸馏水 150 mL , 加酚酞指示剂
象 ,最终造成停产 、收率下降 。在实际生产中 ,由于 1～2滴 ,在磁力搅拌器搅拌下 , 用盐酸标准滴定溶
温度 / ℃
该温度终点 pH值 折 32 ℃该终点 pH值
10. 0
8. 5
8. 10
15. 0
8. 5
8. 20
25. 0
8. 5
8. 35
30. 0
8. 5
8. 45
32. 0
8. 5
8. 50
40. 0
8. 5
8. 60
由表 3可见 ,测定温度对氰尿酸滴定终点的影
响是显著的 。为准确测定三钠盐中 NaOH 和氰尿酸
32 ℃。该法与三聚氰胺沉淀法所测得的结果是相
近的 ,测定数据见表 1。
表 1 三聚氰胺沉淀法与 pH酸度计法对比试验
测定项目 质量 /g 回收量 / g 回收率 / %
三聚氰胺沉淀法 2. 073 0 2. 005 6 1. 987 6 2. 078 3 2. 004 5 1. 983 5 100. 26 99. 95 99. 79
氯气法生产三氯异氰尿酸需先将氰尿酸加入水 完全转化为氰尿酸的性质以及氰尿酸与盐酸之间离
中 ,在搅拌下按氰尿酸与烧碱摩尔比 1∶3加入烧碱 , 解常数的差异进行滴定 。
直至氰尿酸溶解完全 ,可得 10% (质量分数 )氰尿酸 1. 2 试剂和仪器
三钠盐 [分子式为 Na3 ( CNO ) 3 ,简称“三钠盐 ”]溶 液 。三钠盐溶液供氯化工序生产三氯异氰尿酸 。三
37
分析与测试 氯 碱 工 业 2007年
的含量 ,经试验和查阅有关资料后 ,确定滴定过程控 有 200 mL 水的烧杯中 ,用盐酸标准滴定液滴定 ,测
制温度为 T = 32 ℃。
定其值 ,并将其值折算为 2. 0 mL 量取 ,测定过程温
2. 2. 2 浓度的选择
三氯异氰尿酸以氰尿酸 、烧碱 、氯气作为主要原
料 ,采用连续氯化法生产 ,反应方程式如下 :
H3 (CNO ) 3 + 3NaOH
Na3 (CNO ) 3 + 3H2 O;
N a3 (CNO ) 3 + 3C l2
C l3 (CNO ) 3 + 3N aCl。
其工艺流程见图 1。
图 1 三氯异氰尿酸生产工艺流程图
36
第 10期 扈廷勇等 :三氯异氰尿酸生产中氰尿酸三钠盐的测定 分析与测试