[教育]造紙分析與檢測(cè)a第三章制漿試驗(yàn)蒸煮液分析部分

1、制漿造紙分析與檢驗(yàn),聯(lián)系電話 13455169958 授課教師 李昭成,開(kāi)設(shè)本課程的目的和意義,制漿造紙分析與檢驗(yàn)，是造紙廠技術(shù)管理工作的重要組成部分，對(duì)于控制生產(chǎn)過(guò)程，保證產(chǎn)品質(zhì)量起著重要作用。也是造紙行業(yè)研究部門進(jìn)行科研的必要手段。,本課程設(shè)置的目的，是為了使學(xué)生初步掌握制漿造紙分析與檢驗(yàn)的基本原理和測(cè)定方法；熟習(xí)試驗(yàn)中所使用的儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能及其操作方法；通過(guò)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生得到科

2、學(xué)研究的初步訓(xùn)練；并在試驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力。,制漿造紙分析與檢驗(yàn)的內(nèi)容比較多，大致可分為三個(gè)方面： 1.原材料的分析與檢驗(yàn) 2.生產(chǎn)過(guò)程中的分析與檢驗(yàn) 3.成品紙的質(zhì)量性能檢驗(yàn),第三章 制漿試驗(yàn)及其檢測(cè),,為了研究新工藝，新理論，開(kāi)發(fā)新原料和新產(chǎn)品，在紙廠大規(guī)模生產(chǎn)之前，必須在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行小型試驗(yàn)，以避免出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)。另外對(duì)制漿造紙學(xué)科的學(xué)生來(lái)說(shuō)，在學(xué)完《制漿原理和工程

3、》課之后也必須做小型蒸煮試驗(yàn)和小型漂白試驗(yàn)，以便加深記憶和理解，做到理論聯(lián)系實(shí)際。,況且通過(guò)試驗(yàn)?zāi)苓M(jìn)一步提高同學(xué)們的試驗(yàn)操作技能，為培養(yǎng)同學(xué)們的科學(xué)研究能力打下良好的基礎(chǔ)。試驗(yàn)內(nèi)容包括：試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)設(shè)備、操作過(guò)程、工藝條件制定，工藝計(jì)算與試驗(yàn)檢測(cè)等。,第一節(jié) 蒸煮試驗(yàn)及其檢測(cè),一.原料準(zhǔn)備及水分測(cè)定 （一）試樣的采取與切斷 實(shí)驗(yàn)室小型蒸煮試驗(yàn)所用原料試樣應(yīng)具有代表性。無(wú)

4、論選用什么原料試樣，,采集時(shí)均應(yīng)注意其產(chǎn)地及采集部位的代表性。 木材原料在林區(qū)取材時(shí)，應(yīng)采用樹(shù)齡適中，樹(shù)干端正的材樣。,如果從造紙廠采取木材原料，應(yīng)在削片、篩選后，輸送至料倉(cāng)前的皮帶上，間隔一定時(shí)間多次取樣（10次以上），收集成為全樣品。合格木片的規(guī)格為：長(zhǎng)度15～20mm，厚度3～5mm，寬度一般不要超過(guò)20mm，木片合格率要求在85％以上。應(yīng)注意選用無(wú)腐朽變質(zhì)和水分不過(guò)大的樣品。,當(dāng)從造紙廠選取草類原料樣品時(shí)，應(yīng)在切草、

5、除塵及篩選之后，送去裝鍋的皮帶運(yùn)輸機(jī)上，在不同時(shí)間不同地點(diǎn)多次取樣；如果選未切好的試樣，可在實(shí)驗(yàn)室用鍘刀或剪刀剪切成20－30mm長(zhǎng)的草片，竹片長(zhǎng)度為10～15mm。,切好后的草片可用8目（篩孔1.75mm）篩子篩除塵土、砂粒、谷粒與碎片后，備用。 蔗渣原料：要求確定除髓率，工廠除髓率為25％－30％左右。,為了選樣更具科學(xué)性，可按“四分法”選取所需的試樣。所謂“四分法”，即把選取的全部試樣混合均勻后堆成圓堆形后再壓平，然后劃十字

6、分成四份，取其對(duì)角兩份，可多次選取。每組大約需要1000g風(fēng)干原料。如做科研之用，應(yīng)把原料試樣裝入塑料袋中，進(jìn)行水分平衡，并用標(biāo)簽寫(xiě)明：原料來(lái)源、品種、貯存期及采樣日期。,為了增加裝鍋量，使藥液浸透均勻，試樣長(zhǎng)度應(yīng)嚴(yán)格控制。在實(shí)驗(yàn)室做小型試驗(yàn)，用剪刀切草時(shí)，試樣長(zhǎng)度比較好控制。在紙廠用切草機(jī)切草時(shí)就不大容易控制，通常用測(cè)定草片長(zhǎng)度合格率來(lái)衡量試樣的長(zhǎng)短。,（二）草片合格率測(cè)定,所謂草片合格率是指：符合要求長(zhǎng)度的草片與所選全部草片的質(zhì)量百

7、分比。用公式表示為：草片合格率＝ 在紙廠要求草片合格率要在80％～85％以上。草片合格率低說(shuō)明30mm以上的長(zhǎng)草片比較多，會(huì)影響蒸煮質(zhì)量。,1. 測(cè)定方法,在送去裝鍋的皮帶運(yùn)輸機(jī)上間隔取樣約500g，用天平稱取20g草片，從其中挑選出超過(guò)30mm以上長(zhǎng)度的草片并稱重。2. 結(jié)果計(jì)算 草片合格率＝ ×

8、100％,（三）原料水分測(cè)定,蒸煮原料水分含量是進(jìn)行工藝計(jì)算的依據(jù)之一。根據(jù)水分含量計(jì)算原料加入量，以利于計(jì)算蒸煮得率及紙漿得率。測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確與否，將直接影響蒸煮工藝條件的正確執(zhí)行，應(yīng)選取經(jīng)平衡水分后的試樣準(zhǔn)確測(cè)定。,所謂平衡就是將準(zhǔn)備好的原料試樣裝入試樣瓶或塑料袋，密封平衡一段時(shí)間，使水分含量均勻一致，尤其是搞科學(xué)研究，必須使用平衡水分后的原料。麥草原料平衡水分時(shí)間要長(zhǎng)一些，需要幾天的時(shí)間或更長(zhǎng)一些，對(duì)紙漿來(lái)說(shuō)至少要平衡24小時(shí)以上。

9、,蒸煮原料水分測(cè)定通常采用烘干法,即用可控溫烘箱或紅外線干燥箱干燥。1. 測(cè)定原理： 試樣在105±2℃的溫度下烘干至恒重，所失去的質(zhì)量與試樣原質(zhì)量之比，即為水分含量，用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。,2. 所用儀器,①可控溫烘箱或紅外線干燥箱；②鋁合或其他玻璃容器；③玻璃干燥器（內(nèi)裝變色硅膠）；④感量1/1000g天平。,3. 測(cè)定方法：略4. 結(jié)果計(jì)算： 試樣原料水分含量式中 m－原料試樣在烘

10、干前的質(zhì)量，g m1—原料試樣在烘干后的質(zhì)量，g 同時(shí)測(cè)兩份，取算數(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果，準(zhǔn)確至小數(shù)點(diǎn)后第二位，兩次測(cè)定值間誤差不應(yīng)大于0.2％。,注意事項(xiàng)： 1.一定要烘到恒重。前后兩次稱重結(jié)果誤差 應(yīng)控制在5/1000以內(nèi)。 2.前后兩次冷卻時(shí)間要一致。 3.同時(shí)測(cè)兩份，兩次測(cè)定值間誤差不應(yīng)大于 0.2％。,二. 蒸煮液的配制及其測(cè)定,蒸煮是將植物纖

11、維原料通過(guò)化學(xué)試劑解離成紙漿的一種方法。蒸煮采用的方法很多，有酸法和堿法，而不同的制漿方法所采用的蒸煮液化學(xué)組成也各不相同。我準(zhǔn)備根據(jù)我們國(guó)家造紙的實(shí)際情況，重點(diǎn)介紹燒堿法、硫酸鹽法和亞硫酸鹽法蒸煮液的配制及其分析。測(cè)定方法采用化學(xué)分析法，如中和法、氧化還原法等。,（一）堿法蒸煮液的配制,堿法制漿主要有：燒堿法、硫酸鹽法和燒堿—蒽醌法三種。燒堿法蒸煮液的主要化學(xué)成分是NaOH；在NaOH的生產(chǎn)過(guò)程或貯存過(guò)程中，往往會(huì)吸收空氣中的二氧化碳

12、，使部分NaOH轉(zhuǎn)化為Na2CO3。因此，燒堿法蒸煮液的成分中，除含有NaOH以外，還常含有一定量的Na2CO3。無(wú)論使用固體燒堿或液體燒堿，一般在蒸煮前要先將燒堿溶解和稀釋，配制成一定的濃度。,硫酸鹽法蒸煮液的主要化學(xué)成分有NaOH和Na2S，蒸煮前按蒸煮用堿量與硫化度計(jì)算配制而成。該蒸煮液除含有NaOH和Na2S外，還含有Na2CO3、Na2SO3、Na2S2O3和Na2SO4等成分。 在配堿之前，要按照蒸煮工藝條件中的

13、用堿量、液比、堿液濃度和大致裝鍋量進(jìn)行計(jì)算，配堿后還要測(cè)定活性堿濃度。以上這些工作均有化驗(yàn)人員完成。,（二）燒堿法和硫酸鹽法蒸煮液總堿的測(cè)定,燒堿法蒸煮液總堿量指：NaOH+Na2CO3硫酸鹽法蒸煮液總堿量指： NaOH+Na2S+Na2CO3+Na2SO31. 測(cè)定原理 用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液與蒸煮液發(fā)生中和反應(yīng)，在燒堿法蒸煮液中發(fā)生如下反應(yīng)： NaOH+HCI=

14、NaCI+H2O Na2CO3+2HCI→2NaCI+H2O+CO2↑,在硫酸鹽法蒸煮液中，除發(fā)生上述反應(yīng)外，還發(fā)生如下反應(yīng)： Na2S+2HCI→2NaCI+H2S↑ Na2SO3+HCI→NaHSO3+NaCI NaHSO3+ HCI→NaCI+H2O+SO2↑,2. 儀器和試劑,①25ml、50ml移液管各一支；②500ml容量瓶一

15、個(gè)；③300ml錐形瓶?jī)蓚€(gè)；④50ml白色滴定管一支；⑤500ml量筒一個(gè)；⑥1g/L甲基橙指示劑； ⑦0.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液等。,3. 測(cè)定步驟,取一500ml容量瓶，預(yù)先注入新煮沸而已冷卻的蒸餾水至半滿。再用移液管吸取25ml蒸煮液于容量瓶中，然后加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。 用移液管吸取50ml上述制備好的稀釋液于300ml錐形瓶中，加入1～2滴甲基橙指示劑，用0.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至恰好顯橙紅色

16、。,4．結(jié)果 計(jì)算,燒堿法蒸煮液總堿量計(jì)算式： 總堿量（以NaOH計(jì)）＝ g/L硫酸鹽法蒸煮液的總堿量計(jì)算式：總堿量（以Na2O計(jì)）＝,式中 v—滴定時(shí)消耗HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL c—HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L0.04和0.031—分別為與1m mol的鹽酸相當(dāng)NaOH和Na2O質(zhì)量，

17、g 兩份平行試驗(yàn)的誤差不應(yīng)超過(guò)0.15g/L.,(三) 燒堿法和硫酸鹽法蒸煮液活性堿的測(cè)定,燒堿法蒸煮液的活性堿指：NaOH含量。硫酸鹽法蒸煮液的活性堿指：NaOH+Na2S含量。1. 測(cè)定原理 在蒸煮液中先加氯化鋇，使氯化鋇與碳酸鹽、硫酸鹽和亞硫酸鹽反應(yīng)，生成碳酸鋇，硫酸鋇和亞硫酸鋇沉淀，然后再用HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定蒸煮液中的活性堿，其反應(yīng)是如下：,Na2CO3+BaCI2→2NaCI+BaCO3↓

18、 Na2SO4+BaCI2→2NaCI+BaSO4↓ Na2SO3+BaCI2→2NaCI+BaSO3↓ NaOH+HCI→NaCI+H2O Na2S+2HCI→2NaCI+H2S↑,2. 儀器與試劑,①500ml容量瓶一個(gè)；②300ml錐形瓶?jī)蓚€(gè)； ③25ml、50ml移液管各一支；④容量50ml白色滴定管一支；⑤500ml、100ml量筒各

19、一支；⑥1000ml燒杯一支；⑦調(diào)溫電爐一個(gè)；⑧0.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液；⑨1g/L甲基橙指示劑；⑩100g/L氯化鋇溶液等。,,3．測(cè)定步驟 取一500mL容量瓶，預(yù)先注入新煮沸而已冷卻的蒸餾水至半滿，再用移液管吸取25ml蒸煮液于容量瓶中，再加入100g/L氯化鋇溶液至沉淀完全（待沉淀下沉后，用清潔玻璃棒蘸此溶液，滴于盛有稀硫酸的試管中試之，如無(wú)白色沉淀，則應(yīng)再加氯化鋇，直至出現(xiàn)白色沉淀為止），并有微過(guò)量氯化鋇存在為

20、止。,最后加水稀釋至刻度，搖勻。靜置，以使生成的碳酸鋇、硫酸鋇和亞硫酸鋇沉淀下降。 用移液管從容量瓶中吸取50ml上層清液于300ml錐形瓶中，加入1～2滴甲基橙指示劑，用0.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至恰好顯橙紅色為止。,4. 結(jié)果計(jì)算,活性堿（以NaOH計(jì)）含量= g/L

21、活性堿（以Na2O計(jì)）含量=,式中 v—滴定時(shí)消耗HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL c—HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L 0.04與0.031—分別為與1m mol的鹽酸相當(dāng)NaOH和Na2O量，g 兩份平行試驗(yàn)，其誤差不應(yīng)超過(guò)0.4g/L。,（四）燒堿法蒸煮液中碳酸鈉的測(cè)定,可由已測(cè)得的總堿量中減去活性堿量而求得。因總堿量包括NaOH+Na2CO3，活性堿指NaOH。 于是：碳酸鈉＝總堿—

22、活性堿。 同學(xué)們?cè)谶@里要注意，在帶入公式計(jì)算的時(shí)候，要把總堿和活性堿統(tǒng)一用碳酸鈉表示，因我剛才講的總堿和活性堿的測(cè)定，是用NaOH和Na2O表示的，現(xiàn)在要把它們統(tǒng)一起來(lái)，否則將會(huì)出錯(cuò)。,計(jì)算式為：碳酸鈉（g/L）＝總堿—活性堿 ＝(NaOH+Na2CO3 )－NaOH ＝53/31×總堿(以Na2O計(jì))－53/40×活性堿(以NaOH計(jì)) ＝1.709

23、15;總堿(以Na2O計(jì))－1.325×活性堿(以NaOH計(jì)),（五）燒堿法蒸煮液的雙指示劑法分析,以上我們所講燒堿法蒸煮液總堿和活性堿含量測(cè)定是分別進(jìn)行的，分析結(jié)果準(zhǔn)確，但需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，為了縮短測(cè)定時(shí)間，可采用雙指示劑法。 采用雙指示劑法可以同時(shí)一次測(cè)出蒸煮液中總堿、活性堿和碳酸鈉的含量，用酚酞和甲基橙兩種指示劑進(jìn)行分析，此法準(zhǔn)確度稍差，但速度較快，如對(duì)測(cè)定結(jié)果要求不特別高時(shí)可以采用。,1. 測(cè)定原理,先用

24、酚酞為指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定燒堿法蒸煮液至終點(diǎn)，溶液由紅色退至無(wú)色（變色范圍：pH=8.3~9.6）， NaOH被全部中和，而Na2CO3則變?yōu)镹aHCO3，相當(dāng)于一半的Na2CO3被中和，其反應(yīng)式如下： NaOH+HCI→NaCI+H2O Na2CO3+2HCI→NaHCO3+NaCI,然后加入1~2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至恰好顯橙紅色（變色范圍

25、pH=3.9~4.4）完成以下反應(yīng)： NaHCO3＋HCI→NaCI+ H2O+CO2↑設(shè)用酚酞為指示劑滴定至由紅色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)所消耗的鹽酸量為V1mL，用甲基橙為指示劑滴定至由黃色變?yōu)槌燃t色時(shí)消耗的鹽酸量為V2mL。,則 V1= NaOH+1/2Na2CO3 V2=1/2Na2CO3于是 總堿＝V1+V2＝NaOH+1/2Na2CO3+1/2Na2CO3

26、 ＝NaOH+ Na2CO3 活性堿＝V1－V2＝NaOH+1/2Na2CO3－1/2Na2CO3 ＝NaOH 碳酸鈉＝2V2＝2×1/2Na2CO3＝Na2CO3,2. 儀器與試劑 略3. 測(cè)定方法 用移液管吸取25ml燒堿法蒸煮液于250mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

27、 另取一移液管，吸取上述稀釋液10mL于250mL錐形瓶中，加入酚酞指示劑1～2滴，用0.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至酚酞退為無(wú)色，記下鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的耗用量，設(shè)為V1。,然后往錐形瓶中加入1～2滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用0.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至橙紅色。記錄下第二段滴定所用鹽酸體積，設(shè)為V2。,4. 結(jié)果計(jì)算,活性堿（以NaOH計(jì)） ＝ 總堿量（以Na2O計(jì)）

28、 ＝,碳酸鈉（以Na2CO3計(jì)） ＝ V1—第一次滴定時(shí)耗用HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL V2—第二次滴定時(shí)耗用HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL,C—HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L0.031、0.040和0.053—與1m mol鹽酸相當(dāng)?shù)难趸c、氫氧化鈉和碳酸鈉的量，g,(六)硫酸鹽法蒸煮液硫化鈉的測(cè)定,硫酸鹽法蒸煮液的主要成分是NaOH和Na2S，此外，常含有

29、其他含硫的還原物，如Na2SO3和Na2S2O3等。 測(cè)定Na2S的方法有三種：硝酸銀銨法、還原物法和雙指示劑法。,三種方法當(dāng)中硝酸銀銨法操作簡(jiǎn)便，且準(zhǔn)確度較高，得到廣泛采用。 還原物法又稱碘量法，此法測(cè)得的Na2S含量實(shí)際上為總還原物的量，而總還原物除Na2S外，還包括Na2SO3和Na2S2O3，因此結(jié)果會(huì)偏高，而且操作較繁。 雙指示劑法測(cè)定結(jié)果往往偏高，其測(cè)定原理與燒堿法蒸煮液的測(cè)定相同，我們就不講

30、了。,1.硝酸銀銨法,（1）測(cè)定原理：基于硫化鈉能與硝酸銀銨溶液作用，生成黑色硫化銀沉淀，最后根據(jù)硝酸銀銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，測(cè)得硫化鈉的含量?；瘜W(xué)反應(yīng)為： 2AgNO3+Na2S→2NaNO3+Ag2S↓(黑色)（2）試劑：硝酸銀銨標(biāo)準(zhǔn)溶液—稱取87.07g硝酸銀溶解于少量蒸餾水中，加250mL氫氧化銨（相對(duì)密度為0.9），然后移入1000mL容量瓶中，加蒸餾水至刻度，搖勻后裝入棕色試劑瓶

31、中備用。此硝酸銀銨標(biāo)準(zhǔn)溶液，1mL相當(dāng)于0.02g硫化鈉。,（3）測(cè)定步驟,用移液管吸取25mL蒸煮液于500mL的錐形瓶中，由滴定管滴入硝酸銀銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。滴定時(shí)慢慢旋動(dòng)錐形瓶，使生成的硫化銀沉淀凝聚，接近終點(diǎn)時(shí)劇烈地旋動(dòng)錐形瓶，使沉淀聚集于透明的淺褐色溶液中，繼續(xù)滴定。每滴加一滴硝酸銀銨溶液，就劇烈地旋動(dòng)錐形瓶，直至不再有黑色沉淀形成即為終點(diǎn)，記錄硝酸銀銨標(biāo)準(zhǔn)溶液耗用量。,（4）結(jié)果計(jì)算： 硫化鈉含量=式中 V—滴定

32、時(shí)耗用硝酸銀銨標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL(5) 注意事項(xiàng)：開(kāi)始滴定時(shí)，滴定速度可以快一些，而錐形瓶的旋動(dòng)應(yīng)慢一點(diǎn)，這樣有利于形成大顆粒的沉淀。接近滴定終點(diǎn)時(shí)，滴定速度要慢，逐滴加入，并伴隨劇烈旋動(dòng)，使新生成的沉淀被大顆粒沉淀吸附，有利于終點(diǎn)的觀察。,2.還原物法（又稱碘量法）,(1) 測(cè)定原理： 在硫酸鹽法蒸煮液中加入過(guò)量的碘溶液。使各還原物與碘反應(yīng)，然后再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的碘，即可計(jì)算出硫化鈉含量。還原物法測(cè)得的硫

33、化鈉含量，實(shí)際上為總還原物的含量，因蒸煮液中除有硫化鈉外，尚有亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉等還原物，它們也能與碘發(fā)生反應(yīng)：,其反應(yīng)式如下： Na2S+I2→2NaI+S Na2SO3+I2+H2O→Na2SO4+2HI 2Na2S2O3+I2→Na2S4O6+2NaI,值得注意的是：碘和硫代硫酸鈉反應(yīng)必須在酸性溶液中進(jìn)行，，因?yàn)樵趬A性溶液中會(huì)發(fā)生付反應(yīng)造成誤差。反應(yīng)式為：

34、Na2S2O3+I2+10NaOH→2 Na2SO4 +8NaI+5 H2O 還原物法測(cè)得的硫化鈉含量，結(jié)果比硝酸銀銨法偏高，但由于亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉含量很少，可以忽略不計(jì)，故本方法使用仍比較普遍。,（2）儀器與試劑,①10mL,25mL移液管各一支；②100mL容量瓶一個(gè)；③50mL滴定管兩支；④250mL錐形瓶?jī)蓚€(gè)；⑤5mL、10mL、25mL量筒；⑥0.05mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液；⑦0.1mol/L硫代硫酸鈉

35、標(biāo)準(zhǔn)溶液；⑧20％醋酸溶液；⑨0.5％淀粉指示劑。,（3）測(cè)定步驟,用移液管吸取25mL蒸煮液于100mL的容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻備用。從滴定管中放出0.05mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液25～30mL于250mL錐形瓶中，加5mL20％醋酸，并用約30mL水沖洗錐形瓶之內(nèi)壁，搖勻，然后注入10mL以上稀釋的蒸煮液于酸化的碘液中，搖勻。用0.1mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的碘至淡黃色時(shí)，加入2～3mL新配置的淀粉指示劑，繼續(xù)滴

36、定至藍(lán)色消失為止。,（4）結(jié)果計(jì)算,總還原物（以Na2S計(jì)） ＝式中 V1—加入碘溶液的體積，mL C1－碘溶液的摩爾濃度，mol/L V2－消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL C2－硫代硫酸鈉溶液的摩爾濃度，mol/L,0.078—與1m mol碘溶液相當(dāng)?shù)牧蚧c的

37、 量，g 測(cè)兩份平行試驗(yàn)，誤差不超過(guò)0.20g/L. 還原物法測(cè)定結(jié)果比硝酸鹽銨法高約1g/L。,（七）蒽醌含量的測(cè)定,蒽醌用于制漿造紙是上世紀(jì)70年代開(kāi)始的，它主要用于堿法制漿。主要作用是加快脫木素反應(yīng)速度，保護(hù)碳水化合物，提高制漿得率。另外，還能提高漿料的某些物理強(qiáng)度指標(biāo)。因此，蒽醌是一種較好的蒸煮助劑，在造紙廠應(yīng)用廣泛。蒽醌的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)教材p243表7—1，我們只講蒽醌的純度測(cè)定。,蒽醌的分子式為C14H8O2

38、；相對(duì)分子量為208.21. 蒽醌含量的測(cè)定有兩種方法：一種是氫氧化鈉—保險(xiǎn)粉法，另一種是濃硫酸法。因硫酸法比較危險(xiǎn)，我準(zhǔn)備給你們介紹前一種。 保險(xiǎn)粉即連二亞硫酸鈉，分子式是：Na2S2O4。,1.測(cè)定原理,蒽醌與連二亞硫酸鈉在堿性介質(zhì)中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，還原產(chǎn)物是血紅色的9，10—二羥基蒽醌鈉鹽。經(jīng)過(guò)濾凈化后，用雙氧水氧化，其氧化產(chǎn)物—蒽醌被重新沉淀析出。將蒽醌分離稱重，即可計(jì)算出蒽醌的含量。,2.儀器與試劑

39、 ①500mL,1000mL燒杯；②150mm布氏漏斗；③恒溫水?。虎芊治鎏炱?；⑤可控溫烘箱等；⑥30％過(guò)氧化氫；⑦15%氫氧化鈉溶液；⑧15％連二亞硫酸鈉；⑨15％鹽酸。,3.測(cè)定步驟,精確稱取蒽醌試樣1g（稱準(zhǔn)至0.0002g）于400mL的燒杯中，用少量蒸餾水調(diào)成糊狀，再加蒸餾水100mL，搖勻后用15％的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值在10～11之間，再加入15％保險(xiǎn)粉溶液50mL。將燒杯置于70～80℃的水浴上加熱10～15分鐘

40、，使黃色粉末完全溶解，還原成血紅色的9，10—二羥基蒽醌鈉鹽溶液，趁熱用濾紙?jiān)诓际下┒分羞^(guò)濾，濾液必須透明，否則重新過(guò)濾。,留在燒杯中的沉淀物，再加50mL保險(xiǎn)粉溶液和第一次相同量的NaOH溶液于70～80℃的水浴上加熱10分鐘，繼續(xù)過(guò)濾。然后用70～80℃熱水稀釋至10倍的保險(xiǎn)粉溶液洗滌燒杯和濾紙，到洗液為無(wú)色為止（一般洗4～5次）。漿洗液和濾液合并一起，并用酸液調(diào)節(jié)溶液pH值至中性或弱酸性。,再逐滴加入30％H2O210mL，并不斷

41、攪拌直至溶液血紅色消失，氧化成乳黃色為止。用已知恒重的1G4砂芯濾器過(guò)濾，并用熱蒸餾水（70～80℃）洗滌至中性（用酚酞不顯色）。最后將1G4砂芯濾器連同過(guò)濾物一起置于95～100℃烘箱中烘至恒重。同時(shí)稱蒽醌試樣2g測(cè)定水分含量。,5．結(jié)果計(jì)算,蒽醌含量＝式中 G1—1G4砂芯濾器恒重，g G2—濾器和過(guò)濾物恒重，g G—試樣重，g W—試樣水分含量，％

42、 同時(shí)測(cè)兩次平行試驗(yàn)，取平均值，兩份誤差不大于0.3％,（八）亞硫酸鹽法蒸煮液的配制,現(xiàn)代亞硫酸鹽法制漿，已由過(guò)去的酸性亞硫酸鈣法向可溶性鹽基（例如：Mg2+、NH4+、Na+）發(fā)展，因此蒸煮液的pH值范圍很廣（pH值＝1～ 13） 。不同pH值的亞硫酸鹽法制漿，可以適應(yīng)不同原料。 不同pH值的亞硫酸鹽蒸煮，其蒸煮液中的主要化學(xué)成分隨pH值的不同而不一樣。如表3—1所示。,表3－1

43、 亞流酸鹽蒸煮液的組成,在紙廠配制不同pH值的亞硫酸鹽蒸煮液，可以在制酸時(shí)吸收不同量的二氧化硫來(lái)調(diào)制，也可以由亞硫酸鹽加堿來(lái)配成。 蒸煮液的pH值要求不同，所采用的鹽基亦應(yīng)不同。一般pH值小于2時(shí)多采用鈣鹽基，即酸性亞硫酸鈣；pH值3～6時(shí)多采用鎂鹽基，即亞硫酸氫鎂；pH值8～9時(shí)常采用銨鹽基或鈉鹽基；pH值大于10時(shí)，則采用鈉鹽基。,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行亞硫酸鹽蒸煮液的配制： 堿性亞硫酸鈉法采用氫氧化鈉溶液和固體

44、亞硫酸鈉配制；亞硫酸氫鎂法則采用固體氧 化鎂和取自工廠的亞硫酸氫鎂蒸煮液。配制 前需要測(cè)無(wú)水亞硫酸鈉含量以及亞硫酸氫鎂蒸 煮液的總二氧化硫TA、游離二氧化硫FA和 化合二氧化硫CA含量。,（九）酸性亞硫酸鹽蒸煮液的測(cè)定,酸性亞硫酸鹽蒸煮液的主要成分有亞硫酸氫鹽、亞硫酸和溶解二氧化硫。所以在測(cè)定其蒸煮液時(shí)分為總二氧化硫、游離二氧化硫和化合二氧化硫。所謂總二氧化硫是指游離二氧化硫與化合二氧化硫之和。 游離二

45、氧化硫則指蒸煮液中以游離狀態(tài)存在的二氧化硫及亞硫酸氫鹽中所含二氧化硫總量的一半。因亞硫酸氫鹽很容易分解成亞硫酸鹽和亞硫酸。,1.測(cè)定原理,以鎂鹽蒸煮液為例： 碘與蒸煮液中的鎂鹽發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通過(guò)消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的多少來(lái)確定總SO2含量 SO2-3+I2+H2O→SO2-4+2H++2I-與氫氧化鈉中和反應(yīng)用于測(cè)定游離SO2的含量 Mg(HSO3)2+2NaOH→MgSO4+NaSO3+2H2O

46、,2.儀器與試劑,①100mL容量瓶;②250mL錐形瓶；③50mL白色滴定管；④0.05mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液；⑤0.1 mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液；⑥5g/L淀粉指示劑。3.測(cè)定步驟（1）試樣制備：用移液管吸取蒸煮液10mL于已盛有一部分蒸餾水的100mL容量瓶中，然后用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，備用。,（2）總二氧化硫的測(cè)定：取一容量為250mL的錐形瓶，預(yù)先注入50～100mL蒸餾水及1～2mL新配制的濃度為0.5％淀粉指示劑。

47、用移液管吸取10mL上述稀釋好的蒸煮液于錐形瓶中， 以0.05mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至恰顯藍(lán)色。 總SO2含量=式中 V－滴定時(shí)所耗用I2標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL C－I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L 0.064－與1m mol的碘相當(dāng)?shù)亩趸蛄浚琯,(3)游離二氧化硫的測(cè)定：取一容量250mL錐形瓶，預(yù)先注入50～100mL蒸餾水及數(shù)滴酚酞指示劑，用移液管吸取10m

48、L上述稀釋蒸煮液注入錐形瓶，以0.1mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至恰顯粉紅色能穩(wěn)定60秒為止。 游離SO2含量＝式中 V－滴定時(shí)所耗用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL C－NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L0.032－與1m mol的NaOH相當(dāng)?shù)亩趸蛄?，g,（4）化合SO2計(jì)算 化合SO2％含量＝總SO2％含量－游離SO2％含量,（十）無(wú)水亞硫酸鈉含量的測(cè)定,中性或堿性亞硫酸鹽法蒸煮液常用固

49、體亞硫酸鈉加堿（NaCO3或NaOH）配制而成。由于亞硫酸鈉不穩(wěn)定，極易氧化，在蒸煮試驗(yàn)時(shí)一般多采用稱取固體亞硫酸鈉溶解后送入蒸煮器，也可以配成溶液測(cè)定濃度后使用。但亞硫酸鈉溶液不宜久存。使用前必須再標(biāo)定。,1.測(cè)定原理 利用過(guò)量的碘在酸性條件下與亞硫酸鈉反應(yīng)，然后用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的碘。通過(guò)消耗硫代硫酸鈉的量計(jì)算亞硫酸鈉含量。,2.測(cè)定步驟,用減量法快速準(zhǔn)確稱取試樣0.25g（稱準(zhǔn)至0.0001g），置于250

50、mL錐形瓶中，事先在瓶中加入0.1mol/LI2標(biāo)準(zhǔn)溶液50mL及蒸餾水30～50mL，混合后靜置5min,加入濃鹽酸1mL，混勻。以0.1mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色時(shí)，加入5mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好消失。,3.結(jié)果計(jì)算,亞硫酸鈉含量＝式中 V－加入的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液量，mL C－碘碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L V1－滴定時(shí)耗用0.1mol/LNa2S2

51、O3標(biāo)準(zhǔn)溶液 量，mL C1－Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L,0.126－與1m mol碘相當(dāng)?shù)腘a2S2O3量，g m－試樣質(zhì)量，g 同時(shí)測(cè)兩份，取平均值為測(cè)定結(jié)果。,思考題,1.測(cè)定燒堿法蒸煮液活性堿為什么要加氯化鋇？2.硫酸鹽法蒸煮液活性堿與燒堿法蒸煮液活性堿有什么不同？操作方法是否一樣？3.酚酞、甲基橙指示劑在酸堿