方法原理

试样酸化后在加热条件下,亚硫酸盐等物质释放出二氧化硫,用过氧化氢溶液吸收,二氧化硫被氧化生成硫酸。用氢氧化钠标准溶液滴定生成的硫酸,根据消耗量计算试样中二氧化硫的含量。

试剂与材料

除非另有说明,所用试剂均为分析纯,水为三级水。

  • 过氧化氢:质量分数30%
  • 无水乙醇
  • 氢氧化钠
  • 甲基红
  • 盐酸:ρ₂₀ = 1.19 g/mL
  • 氮气:纯度 > 99.9%

试剂配制:

  • 过氧化氢溶液(3%):量取30%过氧化氢100 mL,加水稀释至1000 mL,临用现配。
  • 盐酸溶液(6 mol/L):量取盐酸50 mL,缓缓倾入50 mL水中,边加边搅拌。
  • 甲基红乙醇溶液指示剂(2.5 g/L):称取甲基红0.25 g,溶于100 mL无水乙醇中。
  • 氢氧化钠标准溶液(0.1 mol/L):配制并标定。
  • 氢氧化钠标准溶液(0.01 mol/L):移取0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液10.0 mL于100 mL容量瓶中,加无二氧化碳的水稀释至刻度。

仪器与设备

  • 玻璃充氮蒸馏器:500 mL或1000 mL,配电热套、氮气源及气体流量计。
  • 电子天平:感量0.01 g。
  • 滴定管:10 mL半微量滴定管和25 mL滴定管。
  • 粉碎机、组织捣碎机等辅助设备。

玻璃充氮蒸馏器
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玻璃充氮蒸馏器

分析步骤

试样前处理

液体试样:采样量应大于1 L,混合均匀后量取20~200 mL备用。

固体试样:采集大于600 g样品,用粉碎机粉碎后充分混匀,称取20~100 g,精确至0.01 g,备用。

半流体试样:用组织捣碎机捣碎混匀后,称取合适质量备用。

蒸馏装置准备

将处理好的试样放入蒸馏瓶中,加入200~500 mL水。在接收用锥形瓶中加入50 mL 3%过氧化氢吸收液,滴加3滴甲基红乙醇溶液指示剂,此时吸收液呈红色,用0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至黄色,确认吸收液本身不带酸。将冷凝管上端的玻璃导管插入接收液液面以下。

充氮蒸馏

开通氮气,调节流量至1.0~2.0 L/min。从分液漏斗向蒸馏瓶中快速加入10 mL 6 mol/L盐酸溶液,立即加热蒸馏瓶使溶液沸腾,保持微沸1.5 h。冷凝水温度需控制在15℃以下,确保二氧化硫充分冷凝并被吸收液捕获。

滴定

蒸馏结束后,取下接收瓶放冷并摇匀,用0.01 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈黄色且20 s内不褪色,记录消耗氢氧化钠标准溶液的体积。

空白试验

除不加试样外,其余步骤与试样测定完全一致,记录空白试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积。

玻璃充氮蒸馏器
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结果计算

试样中二氧化硫的含量按下式计算:

X = (A - B) * c * 0.032 * 1000 / m

式中:

  • X —— 试样中二氧化硫的含量,mg/kg 或 mg/L;
  • A —— 试样滴定消耗氢氧化钠标准溶液的体积,mL;
  • B —— 空白试验消耗氢氧化钠标准溶液的体积,mL;
  • c —— 氢氧化钠标准溶液的浓度,mol/L;
  • 0.032 —— 1 mL 1 mol/L 氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硫的质量,g;
  • m —— 试样的质量或体积,g 或 mL。

结果以重复性条件下两次独立测定结果的算术平均值表示。

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关键注意事项

  • 气密性检查:试验前须检查整个管路的气密性,玻璃磨砂口处可用水进行液封或涂抹凡士林,防止二氧化硫泄漏导致结果偏低。
  • 吸收液预处理:蒸馏前须先用氢氧化钠标准溶液将吸收液滴定至黄色,确认吸收液本身不带酸,否则结果偏高。
  • 氮气流量控制:氮气流量应稳定控制在1.0~2.0 L/min,流量过小则二氧化硫逸出不充分,流量过大则可能造成吸收不完全。
  • 冷凝水温度:冷凝水温度须保持在15℃以下,确保二氧化硫充分冷凝。
  • 加热时间:保持微沸1.5 h,时间不足会导致二氧化硫释放不完全。
  • 盐酸加入方式:从分液漏斗快速加入盐酸后应立即加热,避免二氧化硫在加热前逸出损失。
  • 取样量调整:可根据试样中二氧化硫含量适当调整取样量,以保证滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积在合适范围内。