莫中堂
(安阳化学工业集团有限责任公司,河南 安阳455133)
[摘 要] 腐殖酸尿素是安阳化学工业集团有限责任公司多元化尿素产品的一个重要品类,腐殖酸含量是腐殖酸尿素生产中最主要的品控指标,而采用老方法——重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法测定其腐殖酸含量,存在(水浴加热)能耗高、操作繁复且准确度不高、耗时长等问题。为此,探索出一种快速、高效测定的新方法——巧用COD快速测定仪测定腐殖酸尿素中的腐殖酸含量。详细介绍新测定方法所需仪器与试剂、试验方法、测定步骤、结果计算。大量的新老方法测定结果对比及精密度试验结果表明,新方法分析结果准确度高、重现性好,极大地简化了分析手续、缩短了分析时间、提高了分析速度、节约了分析成本、降低了分析人员的劳动强度,不失为腐殖酸尿素中腐殖酸含量检测的一种快速可行的好方法,可为腐殖酸尿素的生产控制提供及时、准确的数据支持。
[关键词] 腐殖酸尿素;普通尿素;腐殖酸含量;COD快速测定仪;试验方法;精密度试验
[中图分类号] TQ075+.1[文献标志码] B[文章编号] 1004-9932(2019)04-0059-03
1 概 述
腐殖酸尿素[1]是安阳化学工业集团有限责任公司(简称安化公司)多元化尿素产品中的一个重要品类,其产品质量要求为腐殖酸含量0.12%(质量分数)、氮含量45.0%,其中,腐殖酸含量为生产中的严控指标,腐殖酸含量过低不符合品控指标要求,腐殖酸含量过高则会造成产品中氮含量不达标;同时,腐殖酸尿素生产过程中又需快速测定腐殖酸含量,以指导工艺生产。之前安化公司在产品分析上多采用重铬酸钾氧化-硫酸亚铁滴定法来测定腐殖酸含量,其测定原理为:腐殖酸尿素中的碳在强酸性条件下被重铬酸钾氧化为CO2,剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,并以普通尿素做对照试验,据消耗的硫酸亚铁铵标准溶液用量计算出腐殖酸尿素样品中腐殖酸的含量。本方法测定过程中,不仅需要长时间水浴加热(能耗高),还需要分析人员多次滴定,不确定性因素较多,影响分析数据的准确度,所有分析步骤完成需2.5 h左右,难以及时指导腐殖酸尿素的生产调整,直接影响腐殖酸尿素产品的质量。因此,寻找腐殖酸尿素中腐殖酸含量的快速、有效测定方法势在必行。
安化公司分析室目前COD测定原理与腐殖酸含量测定原理相同,通过大量对比试验,决定巧用COD快速测定仪测定腐殖酸尿素中的腐殖酸含量,即直接溶解腐殖酸尿素,用COD快速测定仪消解比色,再用COD结果计算出腐殖酸含量。新方法应用后,收到了良好的效果。以下对有关情况作一简介。
2 试验部分
2.1 主要仪器与试剂
5B-3F(V8)型化学需氧量(COD)快速测定仪,连华科技公司生产;5B-1F型12孔COD快速测定仪,连华科技公司生产;常用实验室仪器。
COD测定专用D试剂:连华科技公司生产,将整瓶的粉末状晶体试剂倒入烧杯中,加入75 mL蒸馏水,再加5 mL分析纯硫酸后不断搅拌直至全部溶解。
COD测定专用E试剂:连华科技公司生产,将整瓶的粉末状晶体试剂全部溶解于500 mL分析纯硫酸中,不断搅拌或隔夜放置,直至试剂全部溶解。
2.2 测定原理
腐殖酸尿素中的有机碳在强酸性条件下被重铬酸钾氧化为CO2,同时Cr6+还原成Cr3+(绿色),用比色法测定Cr3+的吸光度[2],即可利用COD快速测定仪测得腐殖酸尿素的COD;由于腐殖酸尿素的生产是在普通尿素(简称白尿素)生产过程中添加腐殖酸制得的,故以白尿素为空白,同样采用COD快速测定仪测得白尿素的COD,再根据各自的COD值计算出腐殖酸尿素和白尿素中的有机碳含量,腐殖酸尿素与白尿素有机碳含量的差值即为腐殖酸尿素中的腐殖酸含量。
2.3 试样称取量的确定
通过计算推算出合适的试样称取量:白尿素称取量约35 g,腐殖酸尿素称取量为15~18 g。称取的试样分别于100 mL小烧杯中加水溶解,之后转移至100 mL容量瓶中,定容至刻度。上述溶液的COD为200~1 000 mg/L,在COD快速测定仪理想的测定范围内。
2.4 试验方法
2.4.1 腐殖酸尿素溶液制备
称取腐殖酸尿素试样15~18 g,于100 mL小烧杯中加水溶解,再转移至100 mL容量瓶中,定容至刻度。
2.4.2 腐殖酸尿素COD测定[3]
提前将消解器开关打开,并将温度设置为165 ℃,达设定温度后自动报警器提示,按任意键停止提示;准确移取2.5 mL脱盐水加入到“0”号反应管中,再分别移取样品溶液2.5 mL依次加入到同样清洁已编号的反应管中,并依次向各反应管中加入0.7 mL D试剂以及4.8 mL E试剂,之后将各已加过样品试剂的反应管依次放入提前预热至165 ℃的消解器中,按下消解键,并盖上防喷罩;消解完成后(完成时仪器会自动报警提示)取出反应管于水浴中冷却,并依次向各反应管加入2.5 mL蒸馏水并混匀,混匀后将各反应管中的溶液依次导入对应编号的比色皿中;先将“0”比色皿放入快速测定仪比色槽中并关闭上盖,按“归零”键,仪器显示“0.00”,然后将空白溶液从仪器中取出,再依次将装有样品溶液的比色皿放入比色槽并关闭上盖,此时屏幕上所显示的结果即为样品溶液的COD值。
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