韋加海
(廣西柳化氯堿有限公司,廣西 柳州545699)
隨著氯堿產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,氯下游產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn),在大多數(shù)氯產(chǎn)品的生產(chǎn)中,都必須盡量除去原料氯化氫氣體中的水分。目前,普遍采用重量法和卡爾菲休水分測(cè)定法對(duì)氯化氫氣體中的水分進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明,這2 種分析方法測(cè)定的結(jié)果準(zhǔn)確度都很高,都可以作為生產(chǎn)中控脫水的分析方法,重量法雖操作簡(jiǎn)單,所需分析儀器價(jià)廉易得,但比較麻煩費(fèi)時(shí), 而卡爾菲休水分測(cè)定法卻不夠經(jīng)濟(jì)環(huán)保。筆者通過實(shí)踐與總結(jié),發(fā)現(xiàn)采用氣相色譜法測(cè)定氯化氫中的水分不僅快速、準(zhǔn)確,而且也更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
利用電石能與微量水迅速反應(yīng)生成乙炔[1],再通過氣相色譜儀測(cè)定乙炔含量來換算出氯化氫氣體中的水含量。反應(yīng)式為:
2H2O+CaC2→C2H2+Ca(OH)2
由理想氣體狀態(tài)方程與阿伏加德羅定律可知:當(dāng)T,p 一定時(shí)V,n 成正比,即n=V/R 可推算出氯化氫氣體中微量水的含量,公式如下:
W%=2VH2OMH2O/(2VH2OMH2O+VHClMHCl)×100
島津GC-2014C 型氣相色譜儀(簡(jiǎn)稱GC,日本島津公司),TCD 檢測(cè)器,1 mL、100 mL 注射器,U 型管,吸收瓶。
乙炔(純度>99.99%),15%NaOH 溶液。
色譜柱:GDX301;
溫度:柱溫60 ℃,汽化室120 ℃,檢測(cè)器130 ℃,橋流80 mA;
流量:氫氣(載氣)流量30 mL/min;
工作站:浙江大學(xué)N2000 色譜工作站。
2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
分別抽取0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL 乙炔氣體 (純度>99.99%)注入已充入氮?dú)夂头庞袔琢2Aе榈?00 mL 注射器內(nèi),搖勻放置5 min 后分別取1.0 mL進(jìn)色譜儀。測(cè)定數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。
2.4.2 氣相色譜法對(duì)氯化氫氣體中的水分的測(cè)定
將含水的氯化氫氣體通過填充好電石的U 型管,用NaOH 溶液吸收瓶吸收氯化氫氣體,通氣十分鐘左右后,用100 mL 注射器在U 型管與NaOH 溶液吸收瓶之間收集五十毫升左右的混合氣體,再取1.0 mL 混合氣體氣進(jìn)色譜儀測(cè)定其中的C2H2的含量。平行測(cè)定數(shù)據(jù)見圖2、圖3。
圖2 樣品平行測(cè)定結(jié)果
由公式(1)計(jì)算出氯化氫氣體中水的含量為:
圖3 樣品平行測(cè)定結(jié)果2
將含水的氯化氫氣體通過已填充無水氯化鈣的U 型管,用NaOH 溶液吸收瓶吸收氯化氫氣體,通過對(duì)無水氯化鈣、NaOH 吸收液前后重量來計(jì)量[2]。其測(cè)定結(jié)果見表4。
表4 重量法測(cè)定結(jié)果
卡爾·費(fèi)休水分測(cè)定法是一種非水溶液中的氧化還原滴定法[2],其滴定的基本原理是碘在氧化二氧化硫時(shí),需要一定量的水參與反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
卡氏試劑中含有分子碘而呈深褐色,當(dāng)含有水的試劑或樣品加入后, 生成甲基硫酸化合物(RNSO4R1)而使溶液變成黃色,由此可用目測(cè)法判斷終點(diǎn),即由淺黃色變成橙色,因儀器設(shè)備有限,而目測(cè)法誤差較大,所以筆者在此沒有做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
通過比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果可認(rèn)為,采氣相色譜法和重量法測(cè)定氯化氫氣體中的微量水分,結(jié)果基本上一樣,但氣相色譜法不僅速度快,而且結(jié)果相對(duì)偏差較小。采用重量法耗時(shí)比較長(zhǎng),且結(jié)果相對(duì)偏差也比較大。
[1]劉明峪,胡士華.電石法測(cè)定碳銨水分的研究——反應(yīng)效率與誤差成因的探討.化肥工業(yè),1989(3).
[2]氯化氫中水分測(cè)定方法的探討.中國(guó)氯堿,2008(7).