第九章 化工生产分析
§ 1 硫酸生产分析
§ 2 工业硫酸的分析
§ 3 工业碳酸钾生产过程分析
§ 4 碳酸钾产品分析
§ 5 纯碱生产过程分析
§ 6 纯碱产品分析本章主要内容,
一,概述硫酸是许多工业的重要原料，在国民经济中占有重要地位。在硫酸生产中，分析的主要对象是原料矿石（硫铁矿和硫精矿），炉渣，中间气体及成品硫酸。 主要项目有：原料矿石中有效硫和水分的含量，砷、氟的含量，矿渣中有效硫含量，
净化前后，转化前后以及吸收后气体中的二氧化硫，三氧化硫含量，成品硫酸的质量。
§ 1 硫酸生产分析二,原料矿石和炉渣中硫的测定
硫铁矿 （ 其主要成分为 FeS2） 还有少量单质硫在焙烧时产生二氧化硫,这一部分硫称为 有效硫 。
一部分硫以硫酸盐形式存在,不能生成二氧化硫 。
有效硫和硫酸盐中硫之和称为总硫 。 在硫酸生产分析检验中,主要测定硫铁矿及残留于炉渣中的有效硫 。 由于在焙烧过程中可能有部分的有效硫转变为硫酸盐,致使有效硫烧出率的计算结果发生偏差,所以还定期测定总硫 。
(一 ) 有效硫的测定
试样在 850℃ 空气流中燃烧,单质硫和硫化物中硫转变为二氧化硫气体逸出,用过氧化氢溶液吸收并氧化成硫酸,以甲基红 -亚甲基兰为混合指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定即可计算有效硫含量 。 反应式为：
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑
SO2+ H2O2=H2SO4
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
图 10-1 有效硫含量测定装置示意图有效硫含量测定装臵示意图
有效硫的质量分数按下式计算：
式中
c— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V— 氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积； mL
M(S)— 硫的摩尔质量,32.07g/mol；
m— 试料的质量,g。
1 0 0 0
( S )
2
1
( S )
m
MVc
（二）总硫的测定
测定总硫通常采用硫酸钡重量法。分解试样的方法有烧结法和逆王水溶解法。
1,烧结分解 — 硫酸钡沉淀重量法
1.1 方法原理试样中 FeS2与烧结剂 Na2CO3+ZnO混合,经烧结后生成硫酸盐,与原来的硫酸盐一起用水浸取后进入溶液 。 在碱性条件下,用中速滤纸滤除大部分氢氧化物和碳酸盐 。 然后在酸性溶液中用氯化钡溶液沉淀硫酸盐,经过滤灼烧后,
以硫酸钡的形式称量 。
2,逆王水溶解法
2.1 方法原理
试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生成硫酸,同时硫酸盐被溶解,其反应为：
FeS2+5HNO3+3HCl＝ 2H2SO4+FeCl3+5NO↑+2H2O
为防止单质硫的析出,溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾,使单质硫也转化为硫酸 。
S+KClO3+H2O＝ H2SO4+KCl
用氨水沉淀铁盐后,加入氯化钡使 SO42-离子生成硫酸钡沉淀,由硫酸钡质量即可计算总硫含量 。
试样溶解时,温度过高,逆王水分解反应快,对试样的溶解和氧化作用会降低 。 所以,应在不高于室温的条件下使溶解及氧化反应缓慢进行 。 如果在短时间激烈的反应后,反应得过于缓慢,可以微微加热以促使反应完全 。 若过分加热,即使有氯酸钾存在,也会有单质硫析出 （ 淡黄色,飘浮于溶液表面 ）,一旦有单质硫析出,很难被氧化为 SO42－ 离子,试验必须重做
硝酸钡,氯酸钡的溶解度较小,能与硫酸钡形成共沉淀而干扰测定,产生误差 。 因此,试样溶液必须反复用盐酸酸化和蒸干以除尽 NO3-离子,还应该控制氯酸钾的加入量 。
试样中总硫质量分数按下式计算：
式中 m1— 灼烧后硫酸钡的质量,g；
m— 试料的质量,g；
0.1374— 硫酸钡对硫的换算系数。
m
m 1374.0
( S )
1?
二、生产过程中二氧化硫和三氧化硫的测定在硫酸生产过程中，焙烧炉出口气、尾气、厂房空气等气体中都同时存在二氧化硫、三氧化硫气体。
测定焙烧炉气中二氧化硫含量可 检验焙烧炉的运转情况。 测定转化炉出口气体中的二氧化硫和三氧化硫的含量，即测定二氧化硫的转化率,也是检验转化炉运转是否正常的依据。 不同的生产环节，两种气体的含量有较大差异，应视其含量的不同选择不同的测定装臵、试剂浓度和取样量。
(一 ) 二氧化硫浓度的测定 — 碘淀粉溶液吸收法
1,方法原理
气体中的二氧化硫通过定量的含有淀粉指示剂的碘标准滴定溶液时被氧化成硫酸,反应式为：
SO2＋ I2＋ 2H2O ＝ H2SO4＋ 2HI
碘液作用完毕时,淀粉指示剂的蓝色刚刚消失,即将其余气体收集于量气管中,根据碘标准滴定溶液的用量和余气的体积可以算出被测气体中二氧化硫的含量 。
气样中三氧化硫的体积分数?(SO2)按下式计算：
即
2
2
SO标
SO
2 )SO(
VV
V
89.21
760
273
273
)(
89.21
)( S O
0
w
0
2
cV
t
ppV
cV?
c— 为碘标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V0— 为碘标准滴定溶液的体积,mL；
21,89— 为二氧化硫的单位标准体积,L／ mol；
V— 为测量到的剩余气体体积 （ 湿气 ）,mL；
V＝ V2－ V1
p和 t— 为当时的大气压强,kPa和温度,℃ ；
pW— 为温度 t下的氯化钠饱和溶液的饱和蒸气压,
kPa（ 与纯水有差异,为减小误差,数值可查表 )
(二 ) 三氧化硫浓度的测定
1,方法原理
炉气通过润湿的脱脂棉球,三氧化硫和二氧化硫均生成酸雾而被捕集,用水溶解被捕集的酸雾,
用碘标准滴定溶液滴定亚硫酸,再用氢氧化钠标准滴定溶液滴定总酸量 。
SO3＋ H2O＝ H2SO4
SO2＋ H2O＝ H2SO3
H2SO3＋ I2＋ H2O=H2SO4＋ 2HI
2NaOH＋ H2SO4＝ Na2SO4＋ 2H2O
HI＋ NaOH=NaI+H2O
仪器：三氧化硫测定装臵如图三氧化硫的测定装臵
气样中的二氧化硫的体积按下式计算：
气样中的三氧化硫的体积按下式计算：
气样中三氧化硫的体积分数?(SO3)按下式计算：
10002
89.21
10002 4.22?
2
3
SO
SO
3 )(SO
VV
t
pp
V
V
3
W
SO)273(3.101
273)(
Vso2=(V1-V1′)× c1×
Vso3=[(V2-V′2 )× c2－ 2× （ V1－ V′1） × c1]×
c1— 碘标准滴定溶液的浓度,mol/L V1— 碘标准滴定溶液体积,mL；
V1′— 空白试验的碘标准滴定溶液的体积,mol；
c2— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L;
V2— 氢氧化钠标准滴定溶液体积,mL；
V2′— 空白试验的氢氧化钠标准滴定溶液的体积,
mL;
V— 余气体积,L；
P— 余气压力,kPa；
PW— 测定时气体中的饱和水蒸气分压,kPa；
t— 余气温度,℃ ；
22,4— 标准状态下,1摩尔三氧化硫的体积,L；
21,89— 标准状态下 1摩尔二氧化硫的体积,L
§ 9.2 工业硫酸的分析
一、硫酸含量的测定
以甲基红一亚甲基兰为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，即可算出硫酸含量。
硫酸的质量分数按下式计算：
m
MVc )SO(H 42
2
1
)SOH( 42?
式中,
c— 氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V— 氢氧化钠标准滴定溶液的体积 mL；
m— 试料的质量,g；
M(H2SO4)— 硫酸的摩尔质量,98.07g/mol。
二、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定用安瓿球取样并准确称量,在具塞锥形瓶中振荡摇碎安瓿球,使发烟硫酸溶于水后,以甲基红一亚甲基兰为指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定,求出硫酸总含量 H2SO4（ 总 ） %
（ 一般大于 100%） 。 三氧化硫溶解于水的反应和氢氧化钠的滴定反应如下：
SO3+H2O = H2SO4
2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+2H2O
发烟硫酸中，游离三氧化硫的质量分数为
(SO3)，在氢氧化钠滴定后计算出这部分三氧化硫转化为硫酸的质量分数为 ω (SO3)× 则得到下列质量平衡关系式：
]1)SO(H[4 4 8.4
2 2 4 8.0
1)SOH(
)( S O
)( S O2 2 4 8.01 0 0)( S O
07.80
07.98
)]( S O-1[)SO(H
42
(42
3
333
42
－总）
工业硫酸中铁含量的测定
— 邻二氮菲分光光度法方法原理,
试样蒸干后,残渣溶解于盐酸中,用盐酸羟胺还原溶液中的铁,在 pH 2 ~ 9 条件下,二价铁离子与邻二氮菲反应生成橙色配位化合物,测其吸光度 。
测定结果的计算从试验溶液的吸光度值减去空白试验溶液的吸光度值,据所得吸光度值差从标准曲线上查出对应的铁质量 。 铁的质量分数按下式计算：
式中 m― 试样中的铁的质量,g；
m1― 试料的质量,g；
1
)
m
m
(Fe?
工业硫酸中砷含量的测定
（ 二乙基二硫代氨基甲酸银光度法 ）
硫酸中的砷是由原料矿石引入,虽然大部分已经在生产过程中除去 。 成品硫酸中含砷量已经很低,
但由于砷有剧毒,所以用于食品或制药工业的硫酸中含砷量不得高于 0.00001%。
测定结果计算
从试验溶液吸光度值减去空白试验溶液的吸光度值，据所得吸光度值差，从标准曲线查出对应的砷质量。砷的质量分数按下式计算：
式中 m― 试样中砷的质量,g；
m1― 试料的质量,g。
1m
m
(As)?
六,二氧化硫含量的测定一碘量法在冷却条件下,用氨基磺酸溶液除去试样中氮的氧化物,以淀粉为指示剂,用碘标准滴定溶液滴定,
由耗碘量算出二氧化硫含量 。
二氧化硫的质量分数按下式计算：
m
M
VVc
2 0 0 0
)(
)( S O
01
2
)(SO
2
式中,
c― 碘标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1― 试样滴定耗用的碘标准滴定溶液的体积 mL；
V0― 空白滴定耗用的碘标准滴定溶液的体积 mL；
m― 试料的质量,g；
M(SO2)― 二氧化硫的摩尔质量,64.06g/mol。
§ 9.3 工业碳酸钾生产过程分析
碳酸钾外观为白色粉状或颗粒状。是以氯化钾、氨水、二氧化碳为原料的离子交换法或电解碳化法等工艺制得的。所以在产品中含有少量的碳酸氢钾、
氯化物、硫化合物，以及少量铁的化合物等杂质。
碳酸钾主要用于合成气脱碳、电子管、玻璃、搪瓷、
印染、电焊条、影片显影、无机盐和显像管玻壳的原料。
在离子交换法生产的分析中，除了对所需化工原料氯化钾、氨水、二氧化碳进行分析，和产品分析外，还要对生产过程中精制氯化钾溶液，上钾流出液、上铵流出液、碳酸氢钾等进行控制分析。
分析项目有氯离子、铵离子、钾离子、碳酸氢根，
以及钙离子、镁离子等。
一、离子交换法生产控制分析精制氯化钾溶液的分析 — 氯化钾含量的测定用硝酸银标准滴定溶液滴定样品中的氯离子,以铬酸钾作指示剂 。 过量的银离子则与铬酸根离子生成砖红色铬酸银沉淀,以此指示滴定终点 。
钾的含量以 KCl的质量浓度（ g/L）表示，按下式计算：
K C l )(21 0 0 0
5
1 0 0
10
1 0 0 0
( K C l )
( K C l ) c V M
M
Vc
式中 c― 硝酸银标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V― 滴定试样溶液消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积,mL；
M(KCl) ― 氯化钾的摩尔质量,74.55g/mol。
碳铵溶液的分析采用双指示剂，用硫酸标准滴定溶液滴定，先加入酚酞指示剂，当达到终点时,pH值为 8.4，碳酸铵变为碳酸氢铵。再向溶液中加甲基橙指示剂，
继续滴定至终点，溶液的 pH值为 4.4，碳酸氢铵被滴定完全。
碳铵溶液中的总铵含量为下两式总和：
1
4
1
4
324 08.36
1 0 0 0
0.1
1 0 0 0
)( N H
2
)NH( 中CO)( N H cV
M
Vc
)(04.18
1 0 0 0
0.1
1 0 0 0
)( N H
)(
)( N HH C ONH 12
4
12
434
VVc
M
VVc
中上钾流出液的分析
主要是分析流出液中钾离子、铵离子的含量，为交换工序提供操作数据。上钾流出液中，阳离子只考虑钾离子、铵离子；阴离子只考虑氯根离子。
三种离子在数量上将其看成氯根离子含量等于钾离子与铵根离子的含量之和。其中氯根离子的测定是用硝酸银沉淀滴定法；铵根离子的测定是甲醛法；而钾离子的含量是用氯根离子的含量减去铵根离子的含量计算的。
3.1 氯离子含量的测定
3.2 铵根离子含量的测定以 NH4+的质量浓度 （ g/L） 表示铵根离子含量按下式计算：
式中,
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL；
c― 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(NH4+)― NH4+的摩尔质量,18.04g/mol。
2
2 04.18
1 00 0
1 00 0
00.1
)(
)( cV
McV
4
4
NH
NH?
3.3 钾离子含量的计算
以 K+的质量浓度 （ g/L） 表示钾离子含量按下式计算：
式中
V1― 滴定试样消耗硝酸银标准滴定溶液的体积,mL；
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL
c1― 硝酸银标准滴定溶液的浓度,mol/L；
c2— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(K+)― 钾离子 （ K+） 的摩尔质量,39.10g/mol；
)(10.39
1 0 0 0
10
1 0 0 0
)(
)(
) 2
2
1
1
2211
VcVc
KM
VcVc
(K?
上铵流出液的分析
上铵流出液的分析，主要是掌握流出液中铵根离子、
钾离子含量，以考核淋洗效果，为交换工序提供操作根据。上铵流出液中阴离子是碳酸氢根离子，阳离子为钾离子、铵离子。三种离子在数量上将其看成总碳酸根含量等于钾离子与铵离子的含量之和；
总碳酸根的测定采用硫酸滴定；铵离子的测定采用甲醛法；二者之差为钾离子的含量。
用硫酸滴定后,加热除去生成的二氧化碳,加入甲醛,测定铵含量 。
以 NH4+的质量浓度 （ g/L） 表示铵根离子含量按下式计算式中
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL；
c1— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
c2― 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(NH4+)―NH 4+的摩尔质量,18.04g/mol。
2
4
2
4
04.18
1 0 0 0
0.1
1 0 0 0
)( N H
)( N H Vc
M
Vc
以 K+的质量浓度 （ g/L） 表示钾离子含量按下式计算：
式中
V1― 滴定试样消耗硫酸标准滴定溶液的体积,mL；
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,
mL；
c1― 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L
c2― 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(K+)― 钾离子（ K+）的摩尔质量,39.10g/mol；
)(10.39
1 0 00
0.1
1 0 00
)(K
)(
)(K 2
2
1
1
2
2
1
1
VcVc
M
VcVc
§ 9.4 碳酸钾产品分析一,碳酸钾含量的测定
1,酸碱滴定法碳酸钾的水溶液中呈碱性 。 用盐酸标准滴定溶液滴定,根据盐酸标准滴定溶液的消耗量,扣除滴定碳酸钠,碳酸钙,
碳酸镁盐酸标准滴定溶液的消耗量,计算碳酸钾的含量 。
碳酸钾（ K2CO3）的质量分数按下式计算：
式中
V― 滴定试样溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积,
mL
V0― 滴定空白试样溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积,mL；
c― 盐酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
m― 试料的质量,g；
M(K2CO3)―K 2CO3的摩尔质量,138.2g/mol；
( M g )6 8 6.5( N a )0 0 6.3
)(0 6 9 1 0.0
( M g )6 8 6.5( N a )0 0 6.3
)(
)CO(K
0
2000
)CO(K
0
32
32
m
cVV
m
VVc M
（ Na） ― 测得的钠的质量分数；
(Mg)― 测得的钙,镁 （ 以 Mg计 ） 质量分数；
3.006― 将钠换算为碳酸钾的系数；
5.686― 将镁换算为碳酸钾的系数 。
2,四苯硼钾重量法在弱酸性介质中,碳酸钾与四苯硼酸钠生成四苯硼酸钾沉淀 。 根据四苯硼酸钾沉淀的质量扣除氯化钾,硫酸钾的质量计算碳酸钾的含量 。
K2CO3的质量分数按下式计算：
])SO(K7 9 31.0(K C l )9 2 69.0[
856.3
])SO(K7 9 31.0(K C l )969.0[
1 9 28.0
)CO(K
42
1
42
500
25
1
32
m
m
m
m
式中,
m1― 四苯硼酸钾沉淀的质量,g；
m― 试料的质量,g；
0.1928― 将四苯硼酸钾换算成碳酸钾的系数；
（ KCl） ― 氯化物 （ 以 KCl计 ） 的质量分数；
（ K2SO4） ― 硫化合物 （ 以 K2SO4计 ） 的质量分数
0.9269― 将氯化钾换算为碳酸钾的系数；
0.7931― 将硫酸钾换算为碳酸钾的系数 。
二、钠含量的测定钠在高温火焰中发射具有确定波长的特征光，其光强度与试验溶液中钠离子浓度成正比。通常测量发射光的强度测定试样中钠的含量。
钠（ Na）的质量分数按下式计算：
式中,
m1 ― 从工作曲线上查得的试验溶液中钠的含量,mg；
(LOI) — 试样在 270～ 300?C下的烧失量；
m― 试料的质量,g；
](L O I)1[1000](L O I)1[
10(N a) 131
m
m
m
m
三、钙、镁总量的测定在 pH为 10时,于氨－氯化铵缓冲溶液中,Ca2+,Mg2+与 EDTA
生成络合物 。 根据 EDTA标准滴定溶液的消耗量计算钙,镁总量 。
钙,镁 （ 以 Mg计 ） 质量分数按下式计算,
式中
V— 滴定试验溶液消耗的 EDTA标准滴定溶液的体积,mL；
V0— 滴定空白试验溶液消耗的 EDTAA标准滴定溶液的体积,
mL；
c— EDTA标准滴定溶液的浓度,mol/L；
m— 试料的质量,g；
(LOI)— 烧失量；
M(Mg)— 镁的摩尔质量,24.31mol/L。
1000](LOI)1[
(Mg ))((Mg )
0
m
McVV
四、碳酸氢钾含量的测定
碳酸钾与氯化钡作用生成碳酸钡沉淀,其中没有干燥分解的碳酸氢钾用氢氧化钠标准滴定溶液滴定,
以酚酞为指示剂 。 通过氢氧化钠标准滴定溶液的消耗量,计算出碳酸氢钾的含量 。
碳酸氢钾的质量分数 （ 以 K2CO3计 ） 按下式计算：
式中 V— 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL
c— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
m— 称取试料的质量,g；
M(K2CO3)— 碳酸钾的摩尔质量,138.2g/mol.
m
c V M
m
M
cV
2 0 0
)CO( N a
1 0 0
10
2 0 0 0
)CO( N a
)
3
CO
2
K( 32
32
五,氯化物含量的测定,同工业硫酸氯含量的测定,电位滴定法 。
六,硫化合物含量的测定用过氧化氢将碳酸钾中硫化合物全部转化为硫酸盐,在酸性介质中,硫酸根离子与钡离子生成硫酸钡沉淀 。 将悬浮液与标准比浊液比较,从而确定硫化合物含量 。
硫化物 （ 以 K2SO4计 ） 的质量分数按下试计算：
式中
V— 与试验溶液的浊度相对应的硫酸钾标准溶液的体积 mL
m— 试料的质量,g；?（ LOI） — 烧失量；
0.0001— 每毫升硫酸钾标准溶液中硫酸钾的质量,g/mL。
]( L O I )1[1000]( L O I )1[
100
10
0001.0
）SOK
42?
m
V
m
V
＝（
§ 9.5 纯碱生产过程分析
无水碳酸钠俗称纯碱 。 外观为白色结晶粉末或细小颗粒 。 是以工业盐或天然碱为原料,由氨碱法,联碱法或其他方法制得,所以在产品中含有少量的氯化物,
硫酸盐,碳酸氢钠以及铁化合物等杂质 。
在氨碱法生产的分析中,除了对原料和产品进行分析外,还要对生产过程中各种母液,粗盐水,调合液,
一次盐水,二次盐水,废泥,海水等进行控制分析 。
分析项目有全氨,游离氨,结合氨,全氯,二氧化碳,
以及铁,钙,镁,硫酸根,硫化物等 。
一,母液中全氨 (TNH3)的测定母液中所含的 TNH3包括游离氨 （ FNH3）,结合氨
（ CNH3） 。 FNH3当加热煮沸后,以 NH3气的状态自溶液中逸出 。
(NH4)2CO3= 2NH3?+H2O+CO2?
NH3?H2O = NH3?+ H2O
CNH3与 NaOH作用加热煮沸后,CNH3完全被 NaOH
分解，也以 NH3气的状态自溶液中逸出。
O2H2 N HSONa Δ 2 H a O HSO)( N H 2342424
将蒸出的氨气导入盛有一定量 H2SO4标准溶液的锥形瓶中，生成 (NH4)2SO4，然后用 NaOH标准滴定溶液返滴定过量的 H2SO4，根据所消耗的 H2SO4量可计算出 TNH3的含量。
O2HSONaSOH2 Na OH
SO)( NHSOH2 NH
24242
424423
以质量浓度?(TNH3)表示 TNH3含量（ g/L）按用下式计算：
10001000
)NH(
)(
)( T N H
3
2211
3
V
M
VcVc
式中
c1— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1— 加入的硫酸标准滴定溶液的体积,mL；
c2— NaOH标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V2— 滴定过量 H2SO4所消耗的 NaOH标准滴定溶液的体积,mL；
V— 试样溶液的体积,mL；
M(NH3)— NH3的摩尔质量,17.03g/mol。
二,母液中游离氨 (FNH3)的测定
母液中的 FNH3包括 （ NH4） 2CO3,NH3?H2O,它们在滴定时都消耗酸 。
以质量浓度?(FNH3)表示 FNH3含量 （ g/L） 按用下式计算：
式中 c— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1— 滴定时消耗硫酸标准滴定溶液的体积,mL；
V— 试验溶液的体积,mL。
M(NH3)— NH3的摩尔质量,17.03g/mol。
V
MVc )( N H)( F N H 31
3
三,,母液中结合氨 (CNH3)的测定母液中所含的 CNH3包括 （ NH4） 2SO4和 NH4C1,当加入已知浓度的过量的 NaOH标准滴定溶液经煮沸后,CNH3完全被分解为 NH3逸出 。 过量的 NaOH用硫酸标准滴定溶液返滴定以质量浓度?(CNH3)表示 CNH3含量 （ g/L） 按用下式计算：
式中
c1— NaOH标准滴定溶液的浓度,mol/L；
c2— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1— 加入 NaOH标准滴定溶液的体积；
V2— 滴定过量 NaOH所消耗的硫酸标准滴定溶液的体积,
mL；
M(NH3)— 氨的摩尔质量,17.03g/mol；
V— 试验溶液的体积,mL。
V
MVcVc )(N H)()(C N H 32211
3
四,母液中 CO2的测定
用过量的硫酸分解试样中的碳酸盐和酸式碳酸盐,
使生成的 CO2逸出,将逸出的 CO2气体导入量气管内,
测量生成物 CO2的体积,即可算出 CO2的含量 。
以质量浓度 (g/L)表示二氧化碳含量按下式计算：
10001000
)( C O
273
273
1 0 1,326.22( C O 2 )
2w12
V
M
t
PPVV
式中 V1— 反应前量气管内气体体积,mL；
V2— 反应后量气管内气体体积,mL；
P— 大气压力，千帕斯卡 kPa，
PW— 测定时气体中的饱和水蒸气分压，千帕斯卡 k
t— 水套中温度计读数,℃ ；
22.26— 标准状态时二氧化碳的毫摩尔体积,mL；
M(CO2)— 二氧化碳的摩尔质量,44.01g/mol；
V— 试料的体积,mL。
§ 9.6 纯碱产品分析一,总碱量的测定
总碱度是指碳酸钠和碳酸氢钠的合量,以溴甲酚绿 — 甲基红混合为指示剂,用盐酸标准滴定溶液滴定总碱量 。
用 Na2CO3质量分数表示的总碱量按下式计算：
式中 c— 盐酸标准滴定溶液的浓度,mol／ L；
V— 滴定消耗盐酸标准滴定溶液的体积,mL；
V0— 空白试验消耗盐酸标准滴定溶液的体积,mL；
m— 试料的质量,g；
M(Na2CO3)— 碳酸钠的摩尔质量,106.0g/mol。
m
MVVc
20 00
)CO(N a)(
)CONa(
32
0
32
二,氯化物的测定纯碱产品中氯化物含量的测定，用汞量法和电位滴定法。测定结果按氯化钠计算。
1,汞量法在 pH值为 2.5～ 3.0的试样溶液中，以二苯偶氮碳酰肼为指示剂，用硝酸汞标准滴定溶液滴定氯化物。
2,电位滴定法同 § 10.2工业硫酸中氯含量的测定,
三、铁含量的测定同 § 10.2工业硫酸中铁含量的测定,
四,烧失量的测定试样在 250～ 2700C下加热至恒量,加热时失去游离水和碳酸氢钠分解出的水和二氧化碳,计算烧失量。
§ 1 硫酸生产分析
§ 2 工业硫酸的分析
§ 3 工业碳酸钾生产过程分析
§ 4 碳酸钾产品分析
§ 5 纯碱生产过程分析
§ 6 纯碱产品分析本章主要内容,
一,概述硫酸是许多工业的重要原料，在国民经济中占有重要地位。在硫酸生产中，分析的主要对象是原料矿石（硫铁矿和硫精矿），炉渣，中间气体及成品硫酸。 主要项目有：原料矿石中有效硫和水分的含量，砷、氟的含量，矿渣中有效硫含量，
净化前后，转化前后以及吸收后气体中的二氧化硫，三氧化硫含量，成品硫酸的质量。
§ 1 硫酸生产分析二,原料矿石和炉渣中硫的测定
硫铁矿 （ 其主要成分为 FeS2） 还有少量单质硫在焙烧时产生二氧化硫,这一部分硫称为 有效硫 。
一部分硫以硫酸盐形式存在,不能生成二氧化硫 。
有效硫和硫酸盐中硫之和称为总硫 。 在硫酸生产分析检验中,主要测定硫铁矿及残留于炉渣中的有效硫 。 由于在焙烧过程中可能有部分的有效硫转变为硫酸盐,致使有效硫烧出率的计算结果发生偏差,所以还定期测定总硫 。
(一 ) 有效硫的测定
试样在 850℃ 空气流中燃烧,单质硫和硫化物中硫转变为二氧化硫气体逸出,用过氧化氢溶液吸收并氧化成硫酸,以甲基红 -亚甲基兰为混合指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定即可计算有效硫含量 。 反应式为：
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2↑
SO2+ H2O2=H2SO4
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
图 10-1 有效硫含量测定装置示意图有效硫含量测定装臵示意图
有效硫的质量分数按下式计算：
式中
c— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V— 氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积； mL
M(S)— 硫的摩尔质量,32.07g/mol；
m— 试料的质量,g。
1 0 0 0
( S )
2
1
( S )
m
MVc
（二）总硫的测定
测定总硫通常采用硫酸钡重量法。分解试样的方法有烧结法和逆王水溶解法。
1,烧结分解 — 硫酸钡沉淀重量法
1.1 方法原理试样中 FeS2与烧结剂 Na2CO3+ZnO混合,经烧结后生成硫酸盐,与原来的硫酸盐一起用水浸取后进入溶液 。 在碱性条件下,用中速滤纸滤除大部分氢氧化物和碳酸盐 。 然后在酸性溶液中用氯化钡溶液沉淀硫酸盐,经过滤灼烧后,
以硫酸钡的形式称量 。
2,逆王水溶解法
2.1 方法原理
试样经逆王水溶解,其中硫化物中的硫被氧化生成硫酸,同时硫酸盐被溶解,其反应为：
FeS2+5HNO3+3HCl＝ 2H2SO4+FeCl3+5NO↑+2H2O
为防止单质硫的析出,溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾,使单质硫也转化为硫酸 。
S+KClO3+H2O＝ H2SO4+KCl
用氨水沉淀铁盐后,加入氯化钡使 SO42-离子生成硫酸钡沉淀,由硫酸钡质量即可计算总硫含量 。
试样溶解时,温度过高,逆王水分解反应快,对试样的溶解和氧化作用会降低 。 所以,应在不高于室温的条件下使溶解及氧化反应缓慢进行 。 如果在短时间激烈的反应后,反应得过于缓慢,可以微微加热以促使反应完全 。 若过分加热,即使有氯酸钾存在,也会有单质硫析出 （ 淡黄色,飘浮于溶液表面 ）,一旦有单质硫析出,很难被氧化为 SO42－ 离子,试验必须重做
硝酸钡,氯酸钡的溶解度较小,能与硫酸钡形成共沉淀而干扰测定,产生误差 。 因此,试样溶液必须反复用盐酸酸化和蒸干以除尽 NO3-离子,还应该控制氯酸钾的加入量 。
试样中总硫质量分数按下式计算：
式中 m1— 灼烧后硫酸钡的质量,g；
m— 试料的质量,g；
0.1374— 硫酸钡对硫的换算系数。
m
m 1374.0
( S )
1?
二、生产过程中二氧化硫和三氧化硫的测定在硫酸生产过程中，焙烧炉出口气、尾气、厂房空气等气体中都同时存在二氧化硫、三氧化硫气体。
测定焙烧炉气中二氧化硫含量可 检验焙烧炉的运转情况。 测定转化炉出口气体中的二氧化硫和三氧化硫的含量，即测定二氧化硫的转化率,也是检验转化炉运转是否正常的依据。 不同的生产环节，两种气体的含量有较大差异，应视其含量的不同选择不同的测定装臵、试剂浓度和取样量。
(一 ) 二氧化硫浓度的测定 — 碘淀粉溶液吸收法
1,方法原理
气体中的二氧化硫通过定量的含有淀粉指示剂的碘标准滴定溶液时被氧化成硫酸,反应式为：
SO2＋ I2＋ 2H2O ＝ H2SO4＋ 2HI
碘液作用完毕时,淀粉指示剂的蓝色刚刚消失,即将其余气体收集于量气管中,根据碘标准滴定溶液的用量和余气的体积可以算出被测气体中二氧化硫的含量 。
气样中三氧化硫的体积分数?(SO2)按下式计算：
即
2
2
SO标
SO
2 )SO(
VV
V
89.21
760
273
273
)(
89.21
)( S O
0
w
0
2
cV
t
ppV
cV?
c— 为碘标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V0— 为碘标准滴定溶液的体积,mL；
21,89— 为二氧化硫的单位标准体积,L／ mol；
V— 为测量到的剩余气体体积 （ 湿气 ）,mL；
V＝ V2－ V1
p和 t— 为当时的大气压强,kPa和温度,℃ ；
pW— 为温度 t下的氯化钠饱和溶液的饱和蒸气压,
kPa（ 与纯水有差异,为减小误差,数值可查表 )
(二 ) 三氧化硫浓度的测定
1,方法原理
炉气通过润湿的脱脂棉球,三氧化硫和二氧化硫均生成酸雾而被捕集,用水溶解被捕集的酸雾,
用碘标准滴定溶液滴定亚硫酸,再用氢氧化钠标准滴定溶液滴定总酸量 。
SO3＋ H2O＝ H2SO4
SO2＋ H2O＝ H2SO3
H2SO3＋ I2＋ H2O=H2SO4＋ 2HI
2NaOH＋ H2SO4＝ Na2SO4＋ 2H2O
HI＋ NaOH=NaI+H2O
仪器：三氧化硫测定装臵如图三氧化硫的测定装臵
气样中的二氧化硫的体积按下式计算：
气样中的三氧化硫的体积按下式计算：
气样中三氧化硫的体积分数?(SO3)按下式计算：
10002
89.21
10002 4.22?
2
3
SO
SO
3 )(SO
VV
t
pp
V
V
3
W
SO)273(3.101
273)(
Vso2=(V1-V1′)× c1×
Vso3=[(V2-V′2 )× c2－ 2× （ V1－ V′1） × c1]×
c1— 碘标准滴定溶液的浓度,mol/L V1— 碘标准滴定溶液体积,mL；
V1′— 空白试验的碘标准滴定溶液的体积,mol；
c2— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L;
V2— 氢氧化钠标准滴定溶液体积,mL；
V2′— 空白试验的氢氧化钠标准滴定溶液的体积,
mL;
V— 余气体积,L；
P— 余气压力,kPa；
PW— 测定时气体中的饱和水蒸气分压,kPa；
t— 余气温度,℃ ；
22,4— 标准状态下,1摩尔三氧化硫的体积,L；
21,89— 标准状态下 1摩尔二氧化硫的体积,L
§ 9.2 工业硫酸的分析
一、硫酸含量的测定
以甲基红一亚甲基兰为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，即可算出硫酸含量。
硫酸的质量分数按下式计算：
m
MVc )SO(H 42
2
1
)SOH( 42?
式中,
c— 氢氧化钠的标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V— 氢氧化钠标准滴定溶液的体积 mL；
m— 试料的质量,g；
M(H2SO4)— 硫酸的摩尔质量,98.07g/mol。
二、发烟硫酸中游离三氧化硫含量的测定用安瓿球取样并准确称量,在具塞锥形瓶中振荡摇碎安瓿球,使发烟硫酸溶于水后,以甲基红一亚甲基兰为指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定,求出硫酸总含量 H2SO4（ 总 ） %
（ 一般大于 100%） 。 三氧化硫溶解于水的反应和氢氧化钠的滴定反应如下：
SO3+H2O = H2SO4
2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+2H2O
发烟硫酸中，游离三氧化硫的质量分数为
(SO3)，在氢氧化钠滴定后计算出这部分三氧化硫转化为硫酸的质量分数为 ω (SO3)× 则得到下列质量平衡关系式：
]1)SO(H[4 4 8.4
2 2 4 8.0
1)SOH(
)( S O
)( S O2 2 4 8.01 0 0)( S O
07.80
07.98
)]( S O-1[)SO(H
42
(42
3
333
42
－总）
工业硫酸中铁含量的测定
— 邻二氮菲分光光度法方法原理,
试样蒸干后,残渣溶解于盐酸中,用盐酸羟胺还原溶液中的铁,在 pH 2 ~ 9 条件下,二价铁离子与邻二氮菲反应生成橙色配位化合物,测其吸光度 。
测定结果的计算从试验溶液的吸光度值减去空白试验溶液的吸光度值,据所得吸光度值差从标准曲线上查出对应的铁质量 。 铁的质量分数按下式计算：
式中 m― 试样中的铁的质量,g；
m1― 试料的质量,g；
1
)
m
m
(Fe?
工业硫酸中砷含量的测定
（ 二乙基二硫代氨基甲酸银光度法 ）
硫酸中的砷是由原料矿石引入,虽然大部分已经在生产过程中除去 。 成品硫酸中含砷量已经很低,
但由于砷有剧毒,所以用于食品或制药工业的硫酸中含砷量不得高于 0.00001%。
测定结果计算
从试验溶液吸光度值减去空白试验溶液的吸光度值，据所得吸光度值差，从标准曲线查出对应的砷质量。砷的质量分数按下式计算：
式中 m― 试样中砷的质量,g；
m1― 试料的质量,g。
1m
m
(As)?
六,二氧化硫含量的测定一碘量法在冷却条件下,用氨基磺酸溶液除去试样中氮的氧化物,以淀粉为指示剂,用碘标准滴定溶液滴定,
由耗碘量算出二氧化硫含量 。
二氧化硫的质量分数按下式计算：
m
M
VVc
2 0 0 0
)(
)( S O
01
2
)(SO
2
式中,
c― 碘标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1― 试样滴定耗用的碘标准滴定溶液的体积 mL；
V0― 空白滴定耗用的碘标准滴定溶液的体积 mL；
m― 试料的质量,g；
M(SO2)― 二氧化硫的摩尔质量,64.06g/mol。
§ 9.3 工业碳酸钾生产过程分析
碳酸钾外观为白色粉状或颗粒状。是以氯化钾、氨水、二氧化碳为原料的离子交换法或电解碳化法等工艺制得的。所以在产品中含有少量的碳酸氢钾、
氯化物、硫化合物，以及少量铁的化合物等杂质。
碳酸钾主要用于合成气脱碳、电子管、玻璃、搪瓷、
印染、电焊条、影片显影、无机盐和显像管玻壳的原料。
在离子交换法生产的分析中，除了对所需化工原料氯化钾、氨水、二氧化碳进行分析，和产品分析外，还要对生产过程中精制氯化钾溶液，上钾流出液、上铵流出液、碳酸氢钾等进行控制分析。
分析项目有氯离子、铵离子、钾离子、碳酸氢根，
以及钙离子、镁离子等。
一、离子交换法生产控制分析精制氯化钾溶液的分析 — 氯化钾含量的测定用硝酸银标准滴定溶液滴定样品中的氯离子,以铬酸钾作指示剂 。 过量的银离子则与铬酸根离子生成砖红色铬酸银沉淀,以此指示滴定终点 。
钾的含量以 KCl的质量浓度（ g/L）表示，按下式计算：
K C l )(21 0 0 0
5
1 0 0
10
1 0 0 0
( K C l )
( K C l ) c V M
M
Vc
式中 c― 硝酸银标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V― 滴定试样溶液消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积,mL；
M(KCl) ― 氯化钾的摩尔质量,74.55g/mol。
碳铵溶液的分析采用双指示剂，用硫酸标准滴定溶液滴定，先加入酚酞指示剂，当达到终点时,pH值为 8.4，碳酸铵变为碳酸氢铵。再向溶液中加甲基橙指示剂，
继续滴定至终点，溶液的 pH值为 4.4，碳酸氢铵被滴定完全。
碳铵溶液中的总铵含量为下两式总和：
1
4
1
4
324 08.36
1 0 0 0
0.1
1 0 0 0
)( N H
2
)NH( 中CO)( N H cV
M
Vc
)(04.18
1 0 0 0
0.1
1 0 0 0
)( N H
)(
)( N HH C ONH 12
4
12
434
VVc
M
VVc
中上钾流出液的分析
主要是分析流出液中钾离子、铵离子的含量，为交换工序提供操作数据。上钾流出液中，阳离子只考虑钾离子、铵离子；阴离子只考虑氯根离子。
三种离子在数量上将其看成氯根离子含量等于钾离子与铵根离子的含量之和。其中氯根离子的测定是用硝酸银沉淀滴定法；铵根离子的测定是甲醛法；而钾离子的含量是用氯根离子的含量减去铵根离子的含量计算的。
3.1 氯离子含量的测定
3.2 铵根离子含量的测定以 NH4+的质量浓度 （ g/L） 表示铵根离子含量按下式计算：
式中,
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL；
c― 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(NH4+)― NH4+的摩尔质量,18.04g/mol。
2
2 04.18
1 00 0
1 00 0
00.1
)(
)( cV
McV
4
4
NH
NH?
3.3 钾离子含量的计算
以 K+的质量浓度 （ g/L） 表示钾离子含量按下式计算：
式中
V1― 滴定试样消耗硝酸银标准滴定溶液的体积,mL；
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL
c1― 硝酸银标准滴定溶液的浓度,mol/L；
c2— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(K+)― 钾离子 （ K+） 的摩尔质量,39.10g/mol；
)(10.39
1 0 0 0
10
1 0 0 0
)(
)(
) 2
2
1
1
2211
VcVc
KM
VcVc
(K?
上铵流出液的分析
上铵流出液的分析，主要是掌握流出液中铵根离子、
钾离子含量，以考核淋洗效果，为交换工序提供操作根据。上铵流出液中阴离子是碳酸氢根离子，阳离子为钾离子、铵离子。三种离子在数量上将其看成总碳酸根含量等于钾离子与铵离子的含量之和；
总碳酸根的测定采用硫酸滴定；铵离子的测定采用甲醛法；二者之差为钾离子的含量。
用硫酸滴定后,加热除去生成的二氧化碳,加入甲醛,测定铵含量 。
以 NH4+的质量浓度 （ g/L） 表示铵根离子含量按下式计算式中
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL；
c1— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
c2― 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(NH4+)―NH 4+的摩尔质量,18.04g/mol。
2
4
2
4
04.18
1 0 0 0
0.1
1 0 0 0
)( N H
)( N H Vc
M
Vc
以 K+的质量浓度 （ g/L） 表示钾离子含量按下式计算：
式中
V1― 滴定试样消耗硫酸标准滴定溶液的体积,mL；
V2― 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,
mL；
c1― 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L
c2― 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
M(K+)― 钾离子（ K+）的摩尔质量,39.10g/mol；
)(10.39
1 0 00
0.1
1 0 00
)(K
)(
)(K 2
2
1
1
2
2
1
1
VcVc
M
VcVc
§ 9.4 碳酸钾产品分析一,碳酸钾含量的测定
1,酸碱滴定法碳酸钾的水溶液中呈碱性 。 用盐酸标准滴定溶液滴定,根据盐酸标准滴定溶液的消耗量,扣除滴定碳酸钠,碳酸钙,
碳酸镁盐酸标准滴定溶液的消耗量,计算碳酸钾的含量 。
碳酸钾（ K2CO3）的质量分数按下式计算：
式中
V― 滴定试样溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积,
mL
V0― 滴定空白试样溶液所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积,mL；
c― 盐酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
m― 试料的质量,g；
M(K2CO3)―K 2CO3的摩尔质量,138.2g/mol；
( M g )6 8 6.5( N a )0 0 6.3
)(0 6 9 1 0.0
( M g )6 8 6.5( N a )0 0 6.3
)(
)CO(K
0
2000
)CO(K
0
32
32
m
cVV
m
VVc M
（ Na） ― 测得的钠的质量分数；
(Mg)― 测得的钙,镁 （ 以 Mg计 ） 质量分数；
3.006― 将钠换算为碳酸钾的系数；
5.686― 将镁换算为碳酸钾的系数 。
2,四苯硼钾重量法在弱酸性介质中,碳酸钾与四苯硼酸钠生成四苯硼酸钾沉淀 。 根据四苯硼酸钾沉淀的质量扣除氯化钾,硫酸钾的质量计算碳酸钾的含量 。
K2CO3的质量分数按下式计算：
])SO(K7 9 31.0(K C l )9 2 69.0[
856.3
])SO(K7 9 31.0(K C l )969.0[
1 9 28.0
)CO(K
42
1
42
500
25
1
32
m
m
m
m
式中,
m1― 四苯硼酸钾沉淀的质量,g；
m― 试料的质量,g；
0.1928― 将四苯硼酸钾换算成碳酸钾的系数；
（ KCl） ― 氯化物 （ 以 KCl计 ） 的质量分数；
（ K2SO4） ― 硫化合物 （ 以 K2SO4计 ） 的质量分数
0.9269― 将氯化钾换算为碳酸钾的系数；
0.7931― 将硫酸钾换算为碳酸钾的系数 。
二、钠含量的测定钠在高温火焰中发射具有确定波长的特征光，其光强度与试验溶液中钠离子浓度成正比。通常测量发射光的强度测定试样中钠的含量。
钠（ Na）的质量分数按下式计算：
式中,
m1 ― 从工作曲线上查得的试验溶液中钠的含量,mg；
(LOI) — 试样在 270～ 300?C下的烧失量；
m― 试料的质量,g；
](L O I)1[1000](L O I)1[
10(N a) 131
m
m
m
m
三、钙、镁总量的测定在 pH为 10时,于氨－氯化铵缓冲溶液中,Ca2+,Mg2+与 EDTA
生成络合物 。 根据 EDTA标准滴定溶液的消耗量计算钙,镁总量 。
钙,镁 （ 以 Mg计 ） 质量分数按下式计算,
式中
V— 滴定试验溶液消耗的 EDTA标准滴定溶液的体积,mL；
V0— 滴定空白试验溶液消耗的 EDTAA标准滴定溶液的体积,
mL；
c— EDTA标准滴定溶液的浓度,mol/L；
m— 试料的质量,g；
(LOI)— 烧失量；
M(Mg)— 镁的摩尔质量,24.31mol/L。
1000](LOI)1[
(Mg ))((Mg )
0
m
McVV
四、碳酸氢钾含量的测定
碳酸钾与氯化钡作用生成碳酸钡沉淀,其中没有干燥分解的碳酸氢钾用氢氧化钠标准滴定溶液滴定,
以酚酞为指示剂 。 通过氢氧化钠标准滴定溶液的消耗量,计算出碳酸氢钾的含量 。
碳酸氢钾的质量分数 （ 以 K2CO3计 ） 按下式计算：
式中 V— 滴定试样消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,mL
c— 氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/L；
m— 称取试料的质量,g；
M(K2CO3)— 碳酸钾的摩尔质量,138.2g/mol.
m
c V M
m
M
cV
2 0 0
)CO( N a
1 0 0
10
2 0 0 0
)CO( N a
)
3
CO
2
K( 32
32
五,氯化物含量的测定,同工业硫酸氯含量的测定,电位滴定法 。
六,硫化合物含量的测定用过氧化氢将碳酸钾中硫化合物全部转化为硫酸盐,在酸性介质中,硫酸根离子与钡离子生成硫酸钡沉淀 。 将悬浮液与标准比浊液比较,从而确定硫化合物含量 。
硫化物 （ 以 K2SO4计 ） 的质量分数按下试计算：
式中
V— 与试验溶液的浊度相对应的硫酸钾标准溶液的体积 mL
m— 试料的质量,g；?（ LOI） — 烧失量；
0.0001— 每毫升硫酸钾标准溶液中硫酸钾的质量,g/mL。
]( L O I )1[1000]( L O I )1[
100
10
0001.0
）SOK
42?
m
V
m
V
＝（
§ 9.5 纯碱生产过程分析
无水碳酸钠俗称纯碱 。 外观为白色结晶粉末或细小颗粒 。 是以工业盐或天然碱为原料,由氨碱法,联碱法或其他方法制得,所以在产品中含有少量的氯化物,
硫酸盐,碳酸氢钠以及铁化合物等杂质 。
在氨碱法生产的分析中,除了对原料和产品进行分析外,还要对生产过程中各种母液,粗盐水,调合液,
一次盐水,二次盐水,废泥,海水等进行控制分析 。
分析项目有全氨,游离氨,结合氨,全氯,二氧化碳,
以及铁,钙,镁,硫酸根,硫化物等 。
一,母液中全氨 (TNH3)的测定母液中所含的 TNH3包括游离氨 （ FNH3）,结合氨
（ CNH3） 。 FNH3当加热煮沸后,以 NH3气的状态自溶液中逸出 。
(NH4)2CO3= 2NH3?+H2O+CO2?
NH3?H2O = NH3?+ H2O
CNH3与 NaOH作用加热煮沸后,CNH3完全被 NaOH
分解，也以 NH3气的状态自溶液中逸出。
O2H2 N HSONa Δ 2 H a O HSO)( N H 2342424
将蒸出的氨气导入盛有一定量 H2SO4标准溶液的锥形瓶中，生成 (NH4)2SO4，然后用 NaOH标准滴定溶液返滴定过量的 H2SO4，根据所消耗的 H2SO4量可计算出 TNH3的含量。
O2HSONaSOH2 Na OH
SO)( NHSOH2 NH
24242
424423
以质量浓度?(TNH3)表示 TNH3含量（ g/L）按用下式计算：
10001000
)NH(
)(
)( T N H
3
2211
3
V
M
VcVc
式中
c1— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1— 加入的硫酸标准滴定溶液的体积,mL；
c2— NaOH标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V2— 滴定过量 H2SO4所消耗的 NaOH标准滴定溶液的体积,mL；
V— 试样溶液的体积,mL；
M(NH3)— NH3的摩尔质量,17.03g/mol。
二,母液中游离氨 (FNH3)的测定
母液中的 FNH3包括 （ NH4） 2CO3,NH3?H2O,它们在滴定时都消耗酸 。
以质量浓度?(FNH3)表示 FNH3含量 （ g/L） 按用下式计算：
式中 c— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1— 滴定时消耗硫酸标准滴定溶液的体积,mL；
V— 试验溶液的体积,mL。
M(NH3)— NH3的摩尔质量,17.03g/mol。
V
MVc )( N H)( F N H 31
3
三,,母液中结合氨 (CNH3)的测定母液中所含的 CNH3包括 （ NH4） 2SO4和 NH4C1,当加入已知浓度的过量的 NaOH标准滴定溶液经煮沸后,CNH3完全被分解为 NH3逸出 。 过量的 NaOH用硫酸标准滴定溶液返滴定以质量浓度?(CNH3)表示 CNH3含量 （ g/L） 按用下式计算：
式中
c1— NaOH标准滴定溶液的浓度,mol/L；
c2— 硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/L；
V1— 加入 NaOH标准滴定溶液的体积；
V2— 滴定过量 NaOH所消耗的硫酸标准滴定溶液的体积,
mL；
M(NH3)— 氨的摩尔质量,17.03g/mol；
V— 试验溶液的体积,mL。
V
MVcVc )(N H)()(C N H 32211
3
四,母液中 CO2的测定
用过量的硫酸分解试样中的碳酸盐和酸式碳酸盐,
使生成的 CO2逸出,将逸出的 CO2气体导入量气管内,
测量生成物 CO2的体积,即可算出 CO2的含量 。
以质量浓度 (g/L)表示二氧化碳含量按下式计算：
10001000
)( C O
273
273
1 0 1,326.22( C O 2 )
2w12
V
M
t
PPVV
式中 V1— 反应前量气管内气体体积,mL；
V2— 反应后量气管内气体体积,mL；
P— 大气压力，千帕斯卡 kPa，
PW— 测定时气体中的饱和水蒸气分压，千帕斯卡 k
t— 水套中温度计读数,℃ ；
22.26— 标准状态时二氧化碳的毫摩尔体积,mL；
M(CO2)— 二氧化碳的摩尔质量,44.01g/mol；
V— 试料的体积,mL。
§ 9.6 纯碱产品分析一,总碱量的测定
总碱度是指碳酸钠和碳酸氢钠的合量,以溴甲酚绿 — 甲基红混合为指示剂,用盐酸标准滴定溶液滴定总碱量 。
用 Na2CO3质量分数表示的总碱量按下式计算：
式中 c— 盐酸标准滴定溶液的浓度,mol／ L；
V— 滴定消耗盐酸标准滴定溶液的体积,mL；
V0— 空白试验消耗盐酸标准滴定溶液的体积,mL；
m— 试料的质量,g；
M(Na2CO3)— 碳酸钠的摩尔质量,106.0g/mol。
m
MVVc
20 00
)CO(N a)(
)CONa(
32
0
32
二,氯化物的测定纯碱产品中氯化物含量的测定，用汞量法和电位滴定法。测定结果按氯化钠计算。
1,汞量法在 pH值为 2.5～ 3.0的试样溶液中，以二苯偶氮碳酰肼为指示剂，用硝酸汞标准滴定溶液滴定氯化物。
2,电位滴定法同 § 10.2工业硫酸中氯含量的测定,
三、铁含量的测定同 § 10.2工业硫酸中铁含量的测定,
四,烧失量的测定试样在 250～ 2700C下加热至恒量,加热时失去游离水和碳酸氢钠分解出的水和二氧化碳,计算烧失量。
