[发明专利]一种滴定硫酸根的方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学领域，具体涉及一种滴定复杂盐体系中硫酸根的方法。

背景技术

盐湖中硫酸盐种类繁多，如石膏(CaSO₄·2H₂O)、泻利盐(MgSO₄·7H₂O)、芒硝(Na₂SO₄·10H₂O)和天青石(SrSO₄)等，这些盐湖资源均具有开采利用价值。硫酸镁可用于制备高性能、高附加值的镁盐功能材料。芒硝主要用于洗涤剂工业、纸浆工业、玻璃制造业、染料、纺织工业和建筑业等，目前也被用于与盐田光卤石生产农业上急需的硫酸钾肥。硫酸钾作为主要无氯钾肥，同时具有钾元素、硫元素双重肥效，而钾肥主要来自于盐湖的开发。

在复杂盐体系中包含碱金属、碱土金属、过渡金属、重金属的氯盐、碳酸盐、硼酸盐等，因此，硫酸根的分析受诸多因素影响，尤其是共存离子干扰的问题。

硫酸根的分析方法有很多，按含量分析的方法主要可分为3类：

1)常量分析：其主要包括重量法、容量滴定法、光度比浊法和电感偶合等离子发射光谱法方法等；

2)微量分析：其中主要包括荧光光谱法、铬酸钡光度法、离子选择电极法、毛细管区带电泳法等；

3)痕量分析：其中主要包括原子吸收法、离子色谱法等。

在复杂含盐体系中，尤其是盐湖卤水中，硫酸根含量较高，一般采用常量分析法进行分析。

常量分析中的方法可分为3类：

1)重量法：经典的分析方法，其准确度高、方法成熟，但对操作人员的技术要求高，测定耗时长，不适于快速分析；

2)仪器分析法：操作简单、快速，但精确度偏低、仪器价格昂贵、适用范围有限；

3)容量滴定法：其准确度高、操作简单快速、适用范围广，较前两类分析方法具有一定的优势。

容量滴定法也是一种经典的方法，有较好的精度和准确度，适应于高含量硫酸根的快速分析，但易受碱金属和碱土金属离子影响，滴定时有干扰，引起分析偏差。其中主要包括EDTA容量法、示波极谱法、电位滴定法、铬酸钡容量滴定法、盐酸联苯胺容量、茜素红容量滴定法等。

一般认为，茜素红容量滴定法和盐酸联苯胺容量滴定法的精度、准确度和操作方法明显优于其他四种方法。相对于茜素红容量滴定法而言，盐酸联苯胺容量滴定法涉及到沉淀的转移和溶解，这使得实验步骤即繁琐又引入了误差。但茜素红容量滴定法也有缺陷，其一，BaSO₄沉淀会在溶液中溶解；其二，当有其他离子共存时，会引起对硫酸根含量分析的干扰，从而引起分析误差。

James S.Fritz于1954年提出，以茜素红作为指示剂，将样品先通过阳离子交换柱前处理，然后在合适的醇含量、pH等条件下，用标准钡溶液对硫酸根进行直接滴定，终点变化灵敏，适用于较纯的样品分析。(参见Direct Titrimetric Determination of Sulfate[J].Analytical Chemistry，1954，26:1593～1595)。该方法侧重重金属离子对于滴定的干扰，未涉及复杂卤水体系中的干扰离子的研究；且该方法的样品需要经过离子交换的前处理，复杂的操作会引入误差。

在此基础上，马秀卿与马茜采用该法对Na⁺/SO₄^2-质量比为2.39、K⁺/SO₄^2-质量比为2.03、Ca²⁺/SO₄^2-质量比为0.0149、Mg²⁺/SO₄^2-质量为0.1、Fe³⁺/SO₄^2-质量比为0.005时，干扰离子存在下的硫酸根进行研究，通过采用混合指示剂和控制滴定条件的方法，使得分析结果最大相对误差≤0.4％。(参见有常见阳离子存在下用改进的茜素红-S法测定硫酸根的研究[J].太原工业大学学报，1985，(1):17～29；以及用茜素红-S法测定硫酸根及消除钾钠干扰的研究[J].山西化工，1991，(3):45～47，53)。但这种方法具有一定的局限性：

1)该方法只研究了低浓度下的干扰离子对硫酸根分析的影响，未对高浓度的离子干扰做研究；