为保证饲料级磷酸氢钙产品合格,必须控制预中和液的pH。目前pH的控制依赖试纸,其精度最高为0.4pH,凭经验判定稍不注意,就会给正常生产带来不必要的麻烦。对此,我们通过快速测定预中和澄清液中的P2O5,计算其,并及时反馈给操作工,从而保证了产品中氟含量在规定值(0.15%~0.17%)。
1 原理
预中和澄清液中存在着如下几种物质:Ca(H2PO4)2、H3PO4、Mg2+、Fe3+、Al3+、SiO2·nH2O、AlF63-等。且有:
Ca(H2PO4)2+2H2O 2H3PO4+Ca(OH)2
NaOH标准溶液中和澄清液时,发生反应有:
H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O ⑴
H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O ⑵
Mg2++2NaOH=Mg(OH)2↓+2Na+ ⑶
Fe3++3NaOH=Fe(OH)3↓+3Na+ ⑷
Al3++3NaOH=Al(OH)3↓+3Na+ ⑸
由于预中和阶段,H3PO4中的杂质90%以上已除去,故用NaOH标准溶液进行滴定预中和澄清液时,可以认为上述反应按(1)、(2)进行。所以澄清液中P2O5与消耗NaOH之间有确定的函数关系。
2 实验部分
用1ml刻度吸管移取预中和澄清液1ml,注入250ml三角瓶中,加蒸馏水稀释到80ml,加入3滴0.1%酚酞指示剂,然后用0.4mol/L NaOH标准溶液滴定到呈微红色即为终点,根据消耗NaOH标准液体积,计算出耗用NaOH溶液的毫摩尔数。
3 数据处理
将测得澄清液中P2O5 g/L(y)与耗用NaOH标准液毫摩尔数(x)列于表1。
回归方程y=50.41x
相关系数γ=Lxy/ =0.9957
回归精度S== 0.3735
当α=1%时,查得相关系数γ=0.708,回归所得方程γ=0.9957>0.708(α=1%),所以确认NaOH毫摩尔数与P2O5含量之间为直线关系,所配方程是有意义的。用NaOH标准溶液测定预中和澄清液中P2O5计算公式为:
m(P2O5)=50.41·C·V/VO g/L
式中C——NaOH标准溶液浓度, mol/L;
V——消耗NaOH标准液体积, ml;
VO——移取预中和澄清液体积,ml;
50.41——换算系数,g/mol。
利用上式可计算出澄清液中P2O5的含量。
4 方法对照
取待测样12组,分别用仲裁法——磷钼酸喹啉重量法与本方——中和法对照,测定结果见表2。
由表2知,中和法测定P2O5与重量法比较为负偏差,即结果偏低,有利于控制生产合格产品。
(辽宁省辽中县辽河化工厂 110200)
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