CN106770240A - 一种水泥氯离子测定滴定装置及滴定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥氯离子测定滴定装置及滴定方法，所述装置包括架台、安装于架台上的滴定管、置放于滴定管下方的试剂瓶，所述试剂瓶为瓷坩埚；所述滴定方法中采用硫酸铁铵指示剂作为指示剂，采用瓷坩埚作为盛装水泥溶液的试剂瓶，采用硫氰酸铵溶液作为滴定溶液。本案提供的滴定装置及方法，不仅提高了对水泥氯离子测定的精确度和可靠性，同时滴定过程中，本装置和方法对操作人员的理论知识水平和操作经验要求不高，可有效避免因为操作人员观察被滴定溶液的颜色变化带来的视疲劳；同时，由于本装置和方法结构、操作简单、检测成本低，故本方案特别适合进行大批量试样测试。

Description

一种水泥氯离子测定滴定装置及滴定方法

技术领域

本发明涉及工程建筑材料水泥检测技术领域，特别是涉及一种水泥氯离子测定滴定装置及滴定方法。

背景技术

水泥中氯离子是混凝土中氯离子的主要来源之一，氯离子可以破坏强碱性条件下钢筋表面生成的致密“钝化保护膜”，引起钢筋锈蚀，对混凝土结构耐久性能造成危害。因此，建筑材料行业对控制水泥中氯离子的含量尤为重视。我国的水泥标准规定水泥中氯离子含量不大于0.06％。目前标准中涉及到的氯离子含量的测定方法主要有硫氰酸铵容量法、电位测定法、硫氰化汞比色法、磷酸蒸馏-汞盐滴定法等，其中硫氰酸铵容量法作为分析化学中经典的沉淀滴定法，借鉴了欧洲标准EN196-2：2005(ISO29581-1)，在《水泥化学分析方法》(GB/T 176-2008)中也被选定为基准法。因其原理明确、设备价格低廉、操作简单、准确度高、重复性好等特点在实际检测工作中被广泛应用。

但是硫氰酸铵容量法也有其不可忽视的缺点，如该方法中对滴定终点的准确判定就给试验人员带来了不小的困扰，这也是测定结果准确性的重要影响因素之一。针对这一问题不少专家学者也提出了自己的解决方案，例如进行多个空白试验进行颜色比对、进行严格的理论计算以期控制滴定过程，或加入相应的溶剂用以放大颜色变化效果等等，由于这些方法涉及的步骤繁琐，对操作人员的理论知识水平和操作经验要求较高，不适于进行广泛推广。

发明内容

针对现有技术中采用硫氰酸铵容量法进行水泥氯离子测定时存在诸多缺点，对滴定终点判断困难的问题，本发明提供了一种水泥氯离子测定滴定装置及滴定方法，本案提供的装置和方法实施简便，试验人员容易判断滴定终点，不仅可提高试验准确性，同时可避免试验人员视疲劳。

本发明提供的一种水泥氯离子测定滴定装置及滴定方法通过以下技术要点来解决问题：一种水泥氯离子测定滴定装置，包括架台、安装于架台上的滴定管、置放于滴定管下方的试剂瓶，所述试剂瓶为瓷坩埚。

具体的，硫酸铁铵水溶液作为硫氰酸铵容量法测水泥中氯离子含量的指示剂本身呈红褐色，且随着生成的硫氰酸银沉淀量增加会带来溶液颜色的不断加深，致使加入硫氰酸铵标准滴定溶液后产生的红棕色变化不明显，造成滴定终点的判定不准确，给试验结果带来误差。本方案区别于现有技术，将现有技术中作为试剂瓶的锥形瓶更换为瓷坩埚，在瓷坩埚的白色本底下，硫氰酸铵返滴定过量的银离子生成的白色硫氰酸银絮状沉淀对滴定过程中颜色变化的干扰显著降低，指示剂硫酸铁铵溶液颜色变化过程较为明显，有效地改善了滴定终点判定困难、滴定过量致使样品作废以及检测结果不准确等缺点，故采用以上装置，不仅提高了对水泥氯离子测定的精确度和可靠性，同时滴定过程中，由于被滴定液体的颜色变化更容易观察，在滴定时，本装置对操作人员的理论知识水平和操作经验要求不高，可有效避免因为操作人员观察被滴定溶液的颜色变化带来的视疲劳；同时，由于本装置结构和操作简单、检测成本低，故本方案特别适合进行大批量试样测试。

作为以上一种水泥氯离子测定滴定装置进一步的技术方案，为提升测定结果的准确性，还包括用于搅拌试剂瓶中试剂的搅拌棒。

同时，本发明还提供了一种水泥氯离子测定滴定方法，所述滴定方法中采用硫酸铁铵指示剂作为指示剂，采用瓷坩埚作为盛装水泥溶液的试剂瓶，采用硫氰酸铵溶液作为滴定溶液。

本方法中，将用于盛装待滴定液体的试剂瓶限定为瓷坩埚，在瓷坩埚的白色本底下，硫氰酸铵返滴定过量的银离子生成的白色硫氰酸银絮状沉淀对滴定过程中颜色变化的干扰显著降低，指示剂硫酸铁铵溶液颜色变化过程较为明显，有效地改善了滴定终点判定困难、滴定过量致使样品作废以及检测结果不准确等缺点，故采用以上装置，不仅提高了对水泥氯离子测定的精确度和可靠性，同时滴定过程中，由于被滴定液体的颜色变化更容易观察，在滴定时，本装置对操作人员的理论知识水平和操作经验要求不高，可有效避免因为操作人员观察被滴定溶液的颜色变化带来的视疲劳；同时，由于本装置结构和操作简单、检测成本低，故本方案特别适合进行大批量试样测试。

作为以上所述的一种水泥氯离子测定滴定方法进一步的技术方案，所述滴定方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、配制水泥溶液；

S2、过滤水泥溶液，得到待滴定溶液；

S3、将所述待滴定溶液置入试剂瓶中，并向试剂瓶中加入硫酸铁铵指示剂；

S4、通过滴定管向试剂瓶中滴定硫氰酸铵溶液至试剂瓶中产生红棕色突变且颜色不消失。

进一步的，步骤S1中，所述配制水泥溶液为将水泥充分分散于水中得到溶液A、向溶液A中添加硝酸溶液得到溶液B、将溶液B加热至沸腾状态并维持1-2分钟得到溶液C；

步骤S2中，所述过滤水泥溶液为向溶液C中添加硝酸银溶液得到溶液D，并向溶液D中添加滤纸浆得到溶液E，采用滤纸以抽气过滤的方式对溶液E进行过滤，所得滤液即为待滴定溶液。

具体的，在步骤S1中，向溶液A中添加的硝酸起溶液到分解试样的作用，同时与试样中的硫化物反应生成硫化氢气体挥发以消除其对氯离子测定的干扰。进一步的，为使得硝酸溶液最好的发挥分解试样和消除硫化物干扰作用，添加的硝酸溶液采用1体积市售浓硝酸与2体积水混合进行配制，考虑到后面过滤的程序，向溶液A中加入硝酸溶液的量与样品溶解所加入的水量一致。加热起到促进硝酸分解试样和硝酸与硫化物等的反应，微沸状态为溶液B被加热到100℃左右，保持沸腾状态是利于硫化氢气体的挥发，进一步的，为避免溶液B溅出导致质量损失，沸腾状态不宜过于剧烈。以上对沸腾状态保持时间的限定旨在在完全消除硫化物对检测结果干扰的情况下，使得沸腾状态保持时间尽量短，这样可保证最后滴定结果的精度。

在步骤S2中，加入滤纸浆可以吸附生成的AgCl沉淀，避免沉淀堵塞抽气过滤装置，采取这样的方式可使得过滤效果好，过滤速度快；本方案中，加入的硝酸银溶液的量需要为一个已知量，且硝酸银溶液的量需要过量，这样，硝酸银溶液一部分与样品中的氯离子反应形成沉淀，另外一部分供滴定用，以上已知量减去测定量即等于与样品所含氯离子反应的量。进一步的，加入的硝酸银溶液的量准确与否直接决定了测试结果的准确度，所以硝酸银溶液一定要严格按照要求进行配制，并且用移液管准确加入，必须是点量。抽气过滤较普通过虑方式可以加快过滤速度，增加过滤效果，以最大程度消除背景色，减小干扰，提高分析效率。

所述滤纸采用慢速滤纸，且在采用所述滤纸对溶液E进行过滤之前，采用硝酸溶液对滤纸进行洗涤。本方案中，所采用的硝酸溶液可采用1体积市售浓硝酸与100体积水混合进行配制，这样，可保持硝酸检测背景同时排除滤纸对溶液的吸附以免给试验带来误差。洗涤程度是使滤纸充分润湿但无液体流下。

为利于测试结果的准确性，还包括步骤S5，所述步骤S5为设置对比组，所述步骤S5为重复步骤S1-S4，且在重复步骤S1时，不加入水泥试样，重复步骤S2、S3、S4与上述步骤S2、S3、S4一致。

本发明具有以下有益效果：

本案提供的装置和方法中，将用于盛装待滴定液体的试剂瓶限定为瓷坩埚，在瓷坩埚的白色本底下，硫氰酸铵返滴定过量的银离子生成的白色硫氰酸银絮状沉淀对滴定过程中颜色变化的干扰显著降低，指示剂硫酸铁铵溶液颜色变化过程较为明显，有效地改善了滴定终点判定困难、滴定过量致使样品作废以及检测结果不准确等缺点，故采用以上装置，不仅提高了对水泥氯离子测定的精确度和可靠性，同时滴定过程中，由于被滴定液体的颜色变化更容易观察，在滴定时，本装置对操作人员的理论知识水平和操作经验要求不高，可有效避免因为操作人员观察被滴定溶液的颜色变化带来的视疲劳；同时，由于本装置结构和操作简单、检测成本低，故本方案特别适合进行大批量试样测试。

附图说明

图1是本发明提供的一种水泥氯离子测定滴定装置一个具体实施例的结构示意图。

图中的附图标记依次为：1、滴定管，2、试剂瓶，3、架台，4、搅拌棒。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1，一种水泥氯离子测定滴定装置，包括架台、安装于架台上的滴定管、置放于滴定管下方的试剂瓶，所述试剂瓶为瓷坩埚。

具体的，硫酸铁铵水溶液作为硫氰酸铵容量法测水泥中氯离子含量的指示剂本身呈红褐色，且随着生成的硫氰酸银沉淀量增加会带来溶液颜色的不断加深，致使加入硫氰酸铵标准滴定溶液后产生的红棕色变化不明显，造成滴定终点的判定不准确，给试验结果带来误差。本方案区别于现有技术，将现有技术中作为试剂瓶的锥形瓶更换为瓷坩埚，在瓷坩埚的白色本底下，硫氰酸铵返滴定过量的银离子生成的白色硫氰酸银絮状沉淀对滴定过程中颜色变化的干扰显著降低，指示剂硫酸铁铵溶液颜色变化过程较为明显，有效地改善了滴定终点判定困难、滴定过量致使样品作废以及检测结果不准确等缺点，故采用以上装置，不仅提高了对水泥氯离子测定的精确度和可靠性，同时滴定过程中，由于被滴定液体的颜色变化更容易观察，在滴定时，本装置对操作人员的理论知识水平和操作经验要求不高，可有效避免因为操作人员观察被滴定溶液的颜色变化带来的视疲劳；同时，由于本装置结构和操作简单、检测成本低，故本方案特别适合进行大批量试样测试。

同时，本实施例还提供了一种水泥氯离子测定滴定方法，所述滴定方法中采用硫酸铁铵指示剂作为指示剂，采用瓷坩埚作为盛装水泥溶液的试剂瓶，采用硫氰酸铵溶液作为滴定溶液。

本方法中，将用于盛装待滴定液体的试剂瓶限定为瓷坩埚，在瓷坩埚的白色本底下，硫氰酸铵返滴定过量的银离子生成的白色硫氰酸银絮状沉淀对滴定过程中颜色变化的干扰显著降低，指示剂硫酸铁铵溶液颜色变化过程较为明显，有效地改善了滴定终点判定困难、滴定过量致使样品作废以及检测结果不准确等缺点，故采用以上装置，不仅提高了对水泥氯离子测定的精确度和可靠性，同时滴定过程中，由于被滴定液体的颜色变化更容易观察，在滴定时，本装置对操作人员的理论知识水平和操作经验要求不高，可有效避免因为操作人员观察被滴定溶液的颜色变化带来的视疲劳；同时，由于本装置结构和操作简单、检测成本低，故本方案特别适合进行大批量试样测试。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上对本案作进一步优化：作为以上所述的一种水泥氯离子测定滴定方法进一步的技术方案，所述滴定方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、配制水泥溶液；

S2、过滤水泥溶液，得到待滴定溶液；

S3、将所述待滴定溶液置入试剂瓶中，并向试剂瓶中加入硫酸铁铵指示剂；

S4、通过滴定管向试剂瓶中滴定硫氰酸铵溶液至试剂瓶中产生红棕色突变且颜色不消失。

进一步的，步骤S1中，所述配制水泥溶液为将水泥充分分散于水中得到溶液A、向溶液A中添加硝酸溶液得到溶液B、将溶液B加热至沸腾状态并维持1-2分钟得到溶液C；

步骤S2中，所述过滤水泥溶液为向溶液C中添加硝酸银溶液得到溶液D，并向溶液D中添加滤纸浆得到溶液E，采用滤纸以抽气过滤的方式对溶液E进行过滤，所得滤液即为待滴定溶液。

所述滤纸采用慢速滤纸，且在采用所述滤纸对溶液E进行过滤之前，采用硝酸溶液对滤纸进行洗涤。

为利于测试结果的准确性，还包括步骤S5，所述步骤S5为设置对比组，所述步骤S5为重复步骤S1-S4，且在重复步骤S1时，不加入水泥试样，重复步骤S2、S3、S4与上述步骤S2、S3、S4一致。

实施例3：

本发明提供了一种具体的滴定方案：包括如下步骤：

3-1、配制100mL硝酸溶液A：1体积市售浓硝酸与2体积水相混合，存于棕色容量瓶中备用；

3-2、配制250mL硝酸溶液B：1体积市售浓硝酸与100体积水相混合，存于棕色容量瓶中备用；

3-3、配制硝酸银标准溶液：准确称取8.4940g硝酸银粉末加水溶解，移入1000mL容量瓶中，加水至标线，避光保存备用；

3-4、配制硫酸铁铵指示剂溶液：将10mL硝酸溶液A加入到100mL硫酸铁铵饱和水溶液中，摇匀备用；

3-5、配制硫氰酸铵标准溶液：称取3.8g硫氰酸铵溶于水，稀释定容至1000mL；

3-6、称取约5g(记为m，m的值精确至0.0001g)水泥试样于烧杯中，加入50mL水搅拌分散，在搅拌下加入50mL硝酸溶液A，加热至沸腾状态并保持1～2min；

3-7、用移液管移取5mL硝酸银标准溶液放入上述溶液中，加入少许滤纸浆，用硝酸溶液B洗涤过的慢速滤纸抽气过滤，滤液收集于250mL瓷坩埚中，并采用硝酸溶液B对移液管进行洗涤，洗涤液转移至瓷坩埚中并使瓷坩埚中液体总体积达约200mL，置于暗处冷却至室温；

3-8、向瓷坩埚中加入5mL硫酸铁铵指示剂，用硫氰酸铵标准溶液滴定至产生红棕色突变且颜色不消失为止，记录所消耗的硫氰酸铵标准溶液的体积V₁；

3-9、除不加入水泥试样之外按上述步骤进行空白试验，以消除系统误差对检测结果的影响，记录此时所消耗的硫氰酸铵标准溶液的体积V₂；

3-10、结果计算：所测得的水泥中氯离子的含量(g/g，％)按照如下公式计算：

本实施例3-6中所述的沸腾状态为将对应溶液加热至100℃，且需要控制向对应溶液的热输入，使得对应溶液保持轻微沸腾状态，以避免产生过多的质量损失；

本实施例3-7中所述的少许为三分之一张滤纸，以使得所述滤纸浆不仅能够完全吸附生成的沉淀，同时不会因为滤纸浆过多而导致过滤装置被堵塞造成过滤速度下降；

本实施例3-7中所述的暗处旨在减小或避免分解，以保证滴定结果的准确性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水泥氯离子测定滴定装置，包括架台(3)、安装于架台(3)上的滴定管(1)、置放于滴定管(1)下方的试剂瓶(2)，其特征在于，所述试剂瓶(2)为瓷坩埚。

2.根据权利要求1所述的一种水泥氯离子测定滴定装置，其特征在于，还包括用于搅拌试剂瓶(2)中试剂的搅拌棒(4)。

3.一种水泥氯离子测定滴定方法，其特征在于，所述滴定方法中采用硫酸铁铵指示剂作为指示剂，采用瓷坩埚作为盛装水泥溶液的试剂瓶(2)，采用硫氰酸铵溶液作为滴定溶液。

4.根据权利要求3所述的一种水泥氯离子测定滴定方法，其特征在于，所述滴定方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、配制水泥溶液；

S2、过滤水泥溶液，得到待滴定溶液；

S3、将所述待滴定溶液置入试剂瓶(2)中，并向试剂瓶(2)中加入硫酸铁铵指示剂；

S4、通过滴定管(1)向试剂瓶(2)中滴定硫氰酸铵溶液至试剂瓶(2)中产生红棕色突变且颜色不消失。

5.根据权利要求4所述的一种水泥氯离子测定滴定方法，其特征在于，步骤S1中，所述配制水泥溶液为将水泥充分分散于水中得到溶液A、向溶液A中添加硝酸溶液得到溶液B、将溶液B加热至沸腾状态并维持1-2分钟得到溶液C；

步骤S2中，所述过滤水泥溶液为向溶液C中添加硝酸银溶液得到溶液D，并向溶液D中添加滤纸浆得到溶液E，采用滤纸以抽气过滤的方式对溶液E进行过滤，所得滤液即为待滴定溶液。

6.根据权利要求5所述的一种水泥氯离子测定滴定方法，其特征在于，所述滤纸采用慢速滤纸，且在采用所述滤纸对溶液E进行过滤之前，采用硝酸溶液对滤纸进行洗涤。

7.根据权利要求4所述的一种水泥氯离子测定滴定方法，其特征在于，还包括步骤S5，所述步骤S5为设置对比组，所述步骤S5为重复步骤S1-S4，且在重复步骤S1时，不加入水泥试样，重复步骤S2、S3、S4与上述步骤S2、S3、S4一致。