化工生产分析课件.pptx

1、 第九章第九章 化工生产分析化工生产分析 1 概述概述 2 硫酸生产分析硫酸生产分析 3 工业硫酸的分析工业硫酸的分析 4 工业碳酸钾生产过程分析工业碳酸钾生产过程分析 5 碳酸钾产品分析碳酸钾产品分析 6 纯碱生产过程分析纯碱生产过程分析 7 纯碱产品分析纯碱产品分析本章主要内容本章主要内容:1 化学品包括化学品包括基础化工原料基础化工原料和和化工产品化工产品。一、基础化工原料一、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。原料和有机化学原料。1、常见的无机化学原料、常见的无机化学原料无机酸无机酸硫酸、

2、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸、氢氟酸硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸、氢氟酸无机碱无机碱氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硼砂、氨水氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硼砂、氨水无机盐无机盐硫化物、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氯酸盐、磷化物、磷酸盐、碳酸盐硫化物、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氯酸盐、磷化物、磷酸盐、碳酸盐单质单质黄磷、赤磷、金属钠、金属镁、硫磺黄磷、赤磷、金属钠、金属镁、硫磺氢气、氧气、氮气、氯气、氦气、氖气等氢气、氧气、氮气、氯气、氦气、氖气等氧化物氧化物氧化镁、氧化锌、氧化铜、氧化镍、三氧化二砷、五氧化二磷、过氧化氢氧化镁、氧化锌、氧化铜、氧化镍、三氧化二砷、五氧化二磷、过氧化氢1 概

3、述概述22、常见的有机化学原料、常见的有机化学原料烃类烃类乙烷、环己烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙烯、丙烯、丁烯、乙烷、环己烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丁二烯、三氯乙烯、乙炔；苯、乙苯、苯乙烯异丁烯、丁二烯、三氯乙烯、乙炔；苯、乙苯、苯乙烯醇类醇类甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇、苯甲醇甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙烯醇、苯甲醇酚类酚类苯酚、对氯苯酚、对苯二酚、硝基苯酚苯酚、对氯苯酚、对苯二酚、硝基苯酚醚醚乙醚、石油醚乙醚、石油醚醛醛甲醛、乙二醛、正丁醛甲醛、乙二醛、正丁醛酮酮丙酮、乙酰丙酮丙酮、乙酰丙酮羧酸及衍生羧酸及衍生物物甲酸、乙酸、丙烯酸、乙二酸、苯二甲酸、苯酐

4、、对苯二甲甲酸、乙酸、丙烯酸、乙二酸、苯二甲酸、苯酐、对苯二甲酸二甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯酸二甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯胺和腈胺和腈己内酰胺、乙二胺、环己胺、丙烯腈己内酰胺、乙二胺、环己胺、丙烯腈3二、化工产品二、化工产品 化工产品包括肥料、农药、涂料、合成材料、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。用来生产其它化工产品。按照按照GB-7635-1987将化工产品分为将化工产品分为九大类九大类。1、无机酸类、无机酸类2、氯碱类、氯碱类3、化肥类、化肥类4、无机精细化工产品类：无

5、机盐、试剂、助剂等；、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；、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、石油化工产品类：有机原料、合成塑料、树脂、橡胶等；橡胶等；47、有机精细化工产品类：染料、农药、医药、涂料、有机精细化工产品类：染料、农药、医药、涂料、催化剂等；催化剂等；8、食品类、食品类:9、油脂类：油脂、肥皂等。、油脂类：油脂、肥皂等。三、化工产品分析三、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。分析、产品和副产品分

6、析。1、原材料分析、原材料分析 原材料是指企业生产加工的对象，可以是原始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合生产工艺要求，所含的杂质对生产工艺产生的影响等。响等。52、中间产品分析、中间产品分析 中间产品的分析又称中控分析，中间产品的分析又称中控分析，要求快速要求快速，以，以便及时调节生产的工艺条件。现代化的化工企业多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

7、动分析，通过网络系统和计算机处理系采用在线自动分析，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，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，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。自动调整工艺条件。3、产品质量分析、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。定；二是对杂质含量、外观和物理指标进行检验。6四、化工产品的主

8、要检测项目四、化工产品的主要检测项目1、纯度、纯度通常测的是相对密度通常测的是相对密度0d0是参考物质的密度是参考物质的密度是被测物质的密度是被测物质的密度2、密度、密度 相对密度的测定方法有密度计、密度瓶和韦氏相对密度的测定方法有密度计、密度瓶和韦氏天平。天平。其中准确度最高的方法是其中准确度最高的方法是密度瓶密度瓶，密度计和韦，密度计和韦氏天平则具有操作简单，测定快速等优点。氏天平则具有操作简单，测定快速等优点。75、折射率、折射率 由由初馏点初馏点（始沸点，第一滴馏出物流出时蒸馏（始沸点，第一滴馏出物流出时蒸馏瓶内气相温度）到瓶内气相温度）到干点干点（终沸点，最后一滴液体蒸（终沸点，最后

9、一滴液体蒸发的瞬间温度，蒸馏瓶内最高气相温度）之间的温发的瞬间温度，蒸馏瓶内最高气相温度）之间的温度范围称为沸程。度范围称为沸程。4、沸点和沸程、沸点和沸程 通常熔点较凝固点低通常熔点较凝固点低12 。物质从开始熔化至完全熔化的温度范围称为熔点物质从开始熔化至完全熔化的温度范围称为熔点范围，或熔程。范围，或熔程。3、熔点、凝固点、熔程、熔点、凝固点、熔程8化合水化合水 吸附水吸附水 结晶水（加热到结晶水（加热到300 ）结构水（加热到结构水（加热到300 1000 ）化工产品中的化工产品中的水分通常用烘干法、卡尔费休水分通常用烘干法、卡尔费休滴定法、共沸蒸馏法、气相色谱法滴定法、共沸蒸馏法、气

10、相色谱法等方法测定。等方法测定。（1）烘干法）烘干法 适用于稳定性好的无机化工产品、化学试剂、适用于稳定性好的无机化工产品、化学试剂、化肥等固体产品中水分含量的测定。化肥等固体产品中水分含量的测定。（2）卡尔费休法（氧化还原滴定法）卡尔费休法（氧化还原滴定法）3222SO2HIOHSOI6、水分、水分 表面的吸附水（常温下通风干燥）表面的吸附水（常温下通风干燥）毛细管空隙的水（毛细管空隙的水（102105 烘干）烘干）9 反应后碘的棕色消失，终点时，过量的碘使反应后碘的棕色消失，终点时，过量的碘使溶液呈淡棕色。溶液呈淡棕色。上述反应为可逆反应，为使反应进行完全，上述反应为可逆反应，为使反应进行

11、完全，必须加入碱性物质与生成的酸吸收。必须加入碱性物质与生成的酸吸收。HINH2CSONHCNH3CSOI55355552233553355OCHSONHHCOHCHSONHC 硫酸酐吡啶不稳定，须加入甲醇，使之转化硫酸酐吡啶不稳定，须加入甲醇，使之转化为稳定的甲基硫酸氢吡啶。为稳定的甲基硫酸氢吡啶。总反应为：总反应为：335555235522OCHSONHHCHINHC2OHOHCHNH3CSOI10 卡尔费休试剂：碘、二氧化硫、卡尔费休试剂：碘、二氧化硫、吡啶、甲醇吡啶、甲醇按一按一定比例混合（定比例混合（1：1：3：1），但甲醇的量要比理论量），但甲醇的量要比理论量多（多（1：3：10：

12、50）。）。注意事项：注意事项：此方法主要用于测定有机化合物中的微量水分。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。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，尤其是含水量应在各种试剂纯度要高，尤其是含水量应在0.1%以下。以下。吡啶可用其它的有机碱（咪唑）代替。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，如测定醛酮样品中的水分，由于发生缩合反应生成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，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。再加氯仿作溶剂。11（3）有机溶剂蒸馏法

13、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。有机物进行蒸馏，试样中的水分可全部蒸馏出来。例：在例：在1atm下，水的沸点为下，水的沸点为100，苯的为，苯的为80.4，水和苯形成的混合物沸点为，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、常温下密所用的有机物必须是和水互不相溶、常温下密度小于度小于1、与被测物不发生化学反应。常用的有苯、与被测物不发生化学反应。常用的有苯、甲苯、二甲苯、汽油

14、和其它惰性的碳氢化合物。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此方法适用于高温下容易分解的有机物中水分的测定。的测定。12（4）气相色谱法气相色谱法 1.245gK2PtCl6+1.000g CoCl26H2O+100mL HCl，稀释至稀释至1L，此溶液的色度为，此溶液的色度为500 Hazen。用此溶液。用此溶液可以配制不同色度的溶液。可以配制不同色度的溶液。（1）铂铂-钴色度标准法钴色度标准法 色度是指产品颜色的深浅。色度是指产品颜色的深浅。7、色度、色度 将被测样品与不同色度的标准溶液比较，可测将被测样品与不同色度的标准溶液比较，可测得未知液

15、的色度。得未知液的色度。此方法适用于澄清、透明、浅色的液体产品色此方法适用于澄清、透明、浅色的液体产品色度的测定，广泛应用于化工产品色度的测定。度的测定，广泛应用于化工产品色度的测定。（2）加德纳色度标准法加德纳色度标准法 适用于深色的液体样品色度的测定，如干性油、适用于深色的液体样品色度的测定，如干性油、油漆等。油漆等。13一、一、概述概述 硫酸是许多工业的重要原料，在国民经济中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，中间气是原料矿石（硫铁矿和硫精矿），炉渣，中间气体及成品硫

16、酸。体及成品硫酸。主要项目有：原料矿石中有效硫主要项目有：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。氧化硫，三氧化硫含量，成品硫酸的质量。2 2 硫酸生产分析硫酸生产分析 1415二、原料矿石和炉渣中硫的测定二、原料矿石和炉渣中硫的测定 硫铁矿（其主要成分为硫铁矿（其主要成分为FeS2）还有少量）还有少量单质硫在焙烧时产生二氧化硫，单质硫在焙烧时产生二氧化硫，这一部分硫这一部分硫称为有效硫称为有效硫。一部分硫以硫酸盐

17、形式一部分硫以硫酸盐形式存在，存在，不能生成二氧化硫。有效硫和硫酸盐中硫之不能生成二氧化硫。有效硫和硫酸盐中硫之和称为和称为总硫总硫。在硫酸生产分析检验中，主要。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。由于测定硫铁矿及残留于炉渣中的有效硫。由于在焙烧过程中在焙烧过程中可能有部分的有效硫转变为硫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差，所以还定期测定总硫。16(一一)有效硫的测定有效硫的测定 试样在试样在850空气流中燃烧，单质硫空气流中燃烧，单质硫和硫化物中硫转变为二氧化硫气体逸出，和硫化

18、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，以甲用过氧化氢溶液吸收并氧化成硫酸，以甲基红基红-亚甲基兰为混合指示剂，用氢氧化钠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。标准滴定溶液滴定即可计算有效硫含量。反应式为：反应式为：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 SO2+H2O2=H2SO4 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O17 有效硫含量测定装置示意图有效硫含量测定装置示意图 通气通气18有效硫的质量分数按下式计算：有效硫的质量分数按下式计算：式中式中 c氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；V氢氧

19、化钠标准滴定溶液消耗体积；氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积；mL M(S)硫的摩尔质量，硫的摩尔质量，32.07g/mol；m试料的质量，试料的质量，g。1000(S)21(S)mMVc19（二）总硫的测定（二）总硫的测定 测定总硫通常采用硫酸钡重量法。分解试样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。的方法有烧结法和逆王水溶解法。1烧结分解烧结分解硫酸钡沉淀重量法硫酸钡沉淀重量法 1.1 方法原理方法原理 试样中试样中FeS2与烧结剂与烧结剂Na2CO3+ZnO混合，混合，经烧结后生成硫酸盐，与原来的硫酸盐一起用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。

20、在碱性条件下，用中速滤水浸取后进入溶液。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。后，以硫酸钡的形式称量。20 2逆王水溶解法逆王水溶解法(HNO3:HCl=3:1)2.1 方法原理方法原理 试样经逆王水溶解试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生其中硫化物中的硫被氧化生成硫酸成硫酸,同时硫酸盐被溶解同时硫酸盐被溶解,其反应为：其反应为：FeS2+5HNO3+3HCl2H2SO4+FeCl3+5NO+2H2O 为防止单质硫的析出，

21、溶解时应加入一定量的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。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，加入氯化钡使用氨水沉淀铁盐后，加入氯化钡使SO42-离子生离子生成硫酸钡沉淀，由硫酸钡质量即可计算总硫含量。成硫酸钡沉淀，由硫酸钡质量即可计算总硫含量。21 试样溶解时，温度过高，逆王水分解反应快，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，对试样的溶解和氧化作用会降低。所以，应在不应在不高于室温的条件下使溶解及氧化反应缓慢进行高于室温的条件下使溶解及氧化反应缓慢进行。如果

22、在短时间激烈的反应后，反应得过于缓慢，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，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，很难被飘浮于溶液表面），一旦有单质硫析出，很难被氧化为氧化为SO42-离子，试验必须重做硝酸钡，氯酸钡离子，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

23、尽酸化和蒸干以除尽NO3-离子，还应该控制氯酸钾离子，还应该控制氯酸钾的加入量。的加入量。22试样中总硫质量分数按下式计算：试样中总硫质量分数按下式计算：式中式中 m1灼烧后硫酸钡的质量，灼烧后硫酸钡的质量，g；m试料的质量，试料的质量，g；0.1374硫酸钡对硫的换算系数。硫酸钡对硫的换算系数。mm1374.0(S)123二、生产过程中二、生产过程中二氧化硫二氧化硫和和三氧化硫三氧化硫的测定的测定 在硫酸生产过程中，焙烧炉出口气、尾气、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

24、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。置、试剂浓度和取样量。24(一一)二氧化硫浓度的测定二氧化硫浓度的测定碘淀粉溶液吸收法碘淀粉溶液吸收法 1方法原理方法原理 气体中的二氧化

25、硫通过定量的含有淀粉指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，反应示剂的碘标准滴定溶液时被氧化成硫酸，反应式为：式为：SO2I22H2O H2SO42HI 碘液作用完毕时，淀粉指示剂的蓝色刚刚碘液作用完毕时，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。测气体中二氧化硫的含量。25气样中三氧化硫的体积分数气样中三氧化硫的体积分数(SO2)按下式按下式计算：计算：即即22SO标SO2)SO(VVV89.217

26、60273273)(89.21)(SO0w02cVtppVcV26 c为碘标准滴定溶液的浓度，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，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，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），为测量到的剩余气体体积（湿气），mL；VV2V1 p和和t为当时的大气压强，为当时的大气压强，kPa和温度，和温度，；pW为温度为温度t下的氯化钠饱和溶液的饱和蒸气压，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（与纯水有差异，为减小误差，数值可查表)27(二二)三氧化硫浓

27、度的测定三氧化硫浓度的测定 1 方法原理方法原理 炉气通过润湿的脱脂棉球，三氧化硫和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，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。再用氢氧化钠标准滴定溶液滴定总酸量。SO3H2OH2SO4 SO2H2OH2SO3 H2SO3I2H2O=H2SO42HI 2NaOHH2SO4Na2SO42H2O HINaOH=NaI+H2O28 仪器：三氧化硫测定装置如图仪器：三氧化硫测定装置如图 三氧化硫的测定装置三氧化硫的测定装置

28、29气样中的二氧化硫的体积按下式计算：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气样中三氧化硫的体积分数(SO3)按下式计算按下式计算1000289.21100024.2223SOSO3)(SOVVtppVV3WSO)273(3.101273)(Vso2=(V1-V1)c1 Vso3=(V2-V2 )c22（V1V1）c1 30 c1碘标准滴定溶液的浓度，碘标准滴定溶液的浓度，mol/L V1碘标准滴定溶碘标准滴定溶液体积，液体积，mL；V1空白试验的碘标准滴定溶液的体积，空白试验的碘标准滴定溶液的体积，mol

29、；c2 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，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，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，空白试验的氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL;V余气体积，余气体积，L；P余气压力，余气压力，kPa；PW测定时气体中的饱和水蒸气分压，测定时气体中的饱和水蒸气分压，kPa；t 余气温度，余气温度，；22.4标准状态下，标准状态下，1摩尔三氧化硫的体积，摩尔三氧化硫的体积，L；21.89标准状态下标准状态下1摩尔二氧化硫的体积，摩尔二氧化硫的体积，L313 3 工业硫酸的分析工业硫酸的分析一、硫酸含量的测定一、硫酸含

30、量的测定 以甲基红一亚甲基兰为指示剂，用氢氧化钠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。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：硫酸的质量分数按下式计算：mMVc3-4210)SO(H21)SOH(4232 式中式中:c氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度，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氢氧化钠标准滴定溶液的体积 mL；m试料的质量，试料的质量，g；M(H2SO4)硫酸的摩尔质量，硫酸的摩尔质量，98.07g/mol。33二、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定二、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定 称量安瓿瓶，

31、然后在微火上烤热球部，迅速称量安瓿瓶，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，吸入约将安瓿球的毛细管插入试样中，吸入约0.5mL试样试样，用火焰将毛细管顶端烧封闭，用火焰将毛细管顶端烧封闭，在具磨口塞锥形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，求出硫酸总含量定溶液滴定，求出硫酸总含量H2SO4（总）（总）%（一（一般大于般大于100%）。三氧化硫溶解于水的反应和氢氧）。三氧化硫溶解于水的反应和氢氧化钠的滴定反应如下：化钠的滴定反

32、应如下：SO3+H2O=H2SO4 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O34 发烟硫酸中，游离三氧化硫的质量分数为发烟硫酸中，游离三氧化硫的质量分数为(SO(SO3 3)，在氢氧化钠滴定后计算出这部分三氧化，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硫转化为硫酸的质量分数为(SO(SO3 3)则得到下则得到下列质量平衡关系式：列质量平衡关系式：1)SO(H448.42248.01)SOH()(SO)(SO2248.0100)(SO07.8007.98)(SO-1)SO(H42(42333342总）35工业硫酸中铁含量的测定工业硫酸中铁含量的测定 邻二氮菲分光光度法邻二

33、氮菲分光光度法方法原理方法原理:试样蒸干后，残渣溶解于盐酸中，用盐酸试样蒸干后，残渣溶解于盐酸中，用盐酸羟胺还原溶液中的铁，在羟胺还原溶液中的铁，在pH 2 9 条件下，二条件下，二价铁离子与邻二氮菲反应生成橙色配位化合物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。，测其吸光度。36测定结果的计算测定结果的计算 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：的铁质量。铁的质量分数按下式计算：式中式中 m试样中的铁的质量，试样中的铁

34、的质量，g；m1试料的质量，试料的质量，g；1)mm(Fe37工业硫酸中砷含量的测定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二乙基二硫代氨基甲酸银光度法）硫酸中的硫酸中的砷砷是由是由原料矿石原料矿石引入，虽然大部引入，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工业的硫酸中含砷量不得高于0.00001%。38测定结果计算测定结果计算 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

35、光度值差，从标准曲线查出对应的度值，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：砷质量。砷的质量分数按下式计算：式中式中 m试样中砷的质量，试样中砷的质量，g；m1试料的质量，试料的质量，g。1mm(As)39六、二氧化硫含量的测定一碘量法六、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。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：二氧化硫的质量分数按下式计算：mMVVc20

36、00)()(SO012)(SO240式中式中:c碘标准滴定溶液的浓度，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空白滴定耗用的碘标准滴定溶液的体积 mL；m试料的质量，试料的质量，g；M(SO2)二氧化硫的摩尔质量，二氧化硫的摩尔质量，64.06g/mol。414 4 工业碳酸钾生产过程分析工业碳酸钾生产过程分析 碳酸钾外观为碳酸钾外观为白色白色粉状或颗粒状。是粉状或颗粒状。是以氯化钾、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氨水、二氧化碳为原料的离子交换法或电解碳化法

37、等工艺制得的工艺制得的。所以在产品中含有少量的碳酸氢钾、氯。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。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瓷、印染、电焊条、影片显影、无机盐和显像管玻壳的原料。的原料。42 在离子交换法生产的分析中，除了对所需化工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，上钾流出外，还要对生

38、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。钙离子、镁离子等。43 离子交换法的原理：离子交换法的原理：RNa+KClRK+NaCl 吸附吸附 RK+NH4HCO3RNH4+KHCO3 洗脱洗脱RNH4+KClRK+NH4Cl 再生再生 2KHCO3K2CO3+CO2+H2O 浓缩浓缩K2CO3+CO2+H2O2KHCO3 碳化碳化2KHCO3K2CO3+CO2+H2O 煅烧煅烧该法主要优点是工艺流程简单该法主要优

39、点是工艺流程简单,原料易得原料易得,产品质量好产品质量好,技术成熟可靠。主要缺点技术成熟可靠。主要缺点:(1)产品质量不稳定产品质量不稳定,(2)钾离子来源为氯化钾（钾离子来源为氯化钾（2800元元/吨）吨）,成本较高。成本较高。(3)生产过程中产生大量副产氯化铵废水生产过程中产生大量副产氯化铵废水,浓度在浓度在8%10%之间之间,因浓度太低、腐蚀大因浓度太低、腐蚀大,难以回收利难以回收利用用,造成环境污染造成环境污染,能耗也高能耗也高,不符合清洁生产要求。不符合清洁生产要求。44一、离子交换法生产控制分析一、离子交换法生产控制分析 精制氯化钾溶液的分析精制氯化钾溶液的分析 氯化钾含量的测定氯

40、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。砖红色铬酸银沉淀，以此指示滴定终点。钾的含量以钾的含量以KCl的质量浓度（的质量浓度（g/L）表示，按下式）表示，按下式计算：计算：KCl)(210005100101000(KCl)(KCl)cVMMVc45式中式中 c硝酸银标准滴定溶液的浓度，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，消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积，mL；M(KCl)氯化

41、钾的摩尔质量氯化钾的摩尔质量,74.55g/mol。二、碳铵溶液的分析二、碳铵溶液的分析 采用双指示剂，用硫酸标准滴定溶液滴定，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，先加入酚酞指示剂，当达到终点时，pH值为值为8.4，碳酸铵变为碳酸氢铵。再向溶液中加甲基橙指示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，溶液的剂，继续滴定至终点，溶液的pH值为值为4.4，碳酸，碳酸氢铵被滴定完全。氢铵被滴定完全。46 碳铵溶液中的总铵含量为下两式总和：碳铵溶液中的总铵含量为下两式总和：141432408.3610000.11000)(NH2)NH(中CO)(NH

42、cVMVc)(04.1810000.11000)(NH)()(NHHCONH12412434VVcMVVc中47三、上钾流出液的分析三、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

43、法；铵根离子的测定是甲醛法；而硝酸银沉淀滴定法；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。含量计算的。483.1 3.1 氯离子含量的测定氯离子含量的测定 3.2 3.2 铵根离子含量的测定铵根离子含量的测定 以以NH4+的质量浓度（的质量浓度（g/L）表示铵根离子含量按）表示铵根离子含量按下式计算：下式计算：式中式中:V2滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，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，氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；M(NH4+)NH4+的摩尔质量，

44、的摩尔质量，18.04g/mol。2204.181000100000.1)()(cVMcV44NHNH493.3 3.3 钾离子含量的计算钾离子含量的计算 以以K+的质量浓度（的质量浓度（g/L）表示钾离子含量按下式）表示钾离子含量按下式计算：计算：式中式中 V1滴定试样消耗硝酸银标准滴定溶液的体积，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，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，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，氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；M(K+)钾离子（钾离子（K+）的摩尔质

45、量，）的摩尔质量，39.10g/mol；)(10.391000101000)()()22112211VcVcKMVcVc(K50四、上铵流出液的分析四、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；总碳总碳酸根含量等于钾离子与

46、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。；二者之差为钾离子的含量。51 用硫酸滴定后，加热除去生成的二氧化碳，加入用硫酸滴定后，加热除去生成的二氧化碳，加入甲醛，测定铵含量。甲醛，测定铵含量。以以NH4+的质量浓度（的质量浓度（g/L）表示铵根离子含量按）表示铵根离子含量按下式计算下式计算 式中式中 V2滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，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，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，氢氧化钠标准

47、滴定溶液的浓度，mol/L；M(NH4+)NH4+的摩尔质量，的摩尔质量，18.04g/mol。242404.1810000.11000)(NH)(NHVcMVc52 以以K+的质量浓度（的质量浓度（g/L）表示钾离子含量按下式）表示钾离子含量按下式计算：计算：式中式中 V1滴定试样消耗硫酸标准滴定溶液的体积，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，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，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，氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；M(K+)钾离子（钾

48、离子（K+）的摩尔质量，）的摩尔质量，39.10g/mol；)(10.3910000.11000)(K)()(K22112211VcVcMVcVc535 5 碳酸钾产品分析碳酸钾产品分析一、碳酸钾含量的测定一、碳酸钾含量的测定 1.酸碱滴定法酸碱滴定法 碳酸钾的水溶液中呈碱性。用盐酸标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，计算碳酸镁盐酸标准滴定溶液的消耗量，计算碳酸钾的含量。酸钾的含量。54碳酸钾（碳酸钾（K2CO3）的质量分数

49、按下式计算：）的质量分数按下式计算：式中式中 V滴定试样溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积，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，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，盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；m试料的质量，试料的质量，g；M(K2CO3)K2CO3的摩尔质量，的摩尔质量，138.2g/mol；(Mg)686.5(Na)006.3)(06910.0(Mg)686.5(Na)006.3)()CO(K02000)CO(K03232mcVVmVVcM55(Na)(Na)测得的钠的质量分

50、数；测得的钠的质量分数；(Mg)(Mg)测得的钙、镁（以测得的钙、镁（以MgMg计）质量分数；计）质量分数；3.0063.006将钠换算为碳酸钾的系数；将钠换算为碳酸钾的系数；5.6865.686将镁换算为碳酸钾的系数。将镁换算为碳酸钾的系数。2.2.四苯硼钾重量法四苯硼钾重量法 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。化钾，硫酸钾的质量计算碳酸钾的含量。K K2 2COCO3 3的质量分数按下式计算：的质量分数按下式计算：)SO(