比濁法測水泥中氯離子含量

　　水泥生產(chǎn)中的氯離子含量是一個非常重要的指標(biāo)，氯離子含量太高會導(dǎo)致分解爐、預(yù)熱器結(jié)皮堵塞；在使用性能上，氯離子影響水泥的水化速度；另外，氯離子會導(dǎo)致水泥基鋼筋混凝土中鋼筋的銹蝕，必須嚴(yán)格控制。因此，水泥新國標(biāo)把氯離子含量的控制劃入強(qiáng)制執(zhí)行的指標(biāo)之列，對于六大通用水泥，規(guī)定氯離子含量不能超過0.06%。

　　水泥含氯量的國標(biāo)測定方法為硫酸汞滴定法，該方法簡單，快捷，但有局限性，當(dāng)氯離子含量很低時，方法的靈敏度下降，測定終點(diǎn)難以判斷。常建平等提出用AgCl比濁法測水泥中的氯含量，通過添加穩(wěn)定劑使AgCl懸濁液的吸光度在一定時間內(nèi)保持不變，但是由于穩(wěn)定劑的加入，試液往往產(chǎn)生背景，使方法的準(zhǔn)確度下降，特別是在氯離子濃度較低的情況下，精度低，重現(xiàn)性差。本試驗從另一個角度出發(fā)，根據(jù)不同氯離子濃度下AgCl懸濁液吸光度隨時間變化出現(xiàn)特征峰的現(xiàn)象，由峰值與濃度的對應(yīng)關(guān)系，提出一種測定氯離子含量的新方法。

　　1 測試方法
　　1.1測定原理
　　采用酸溶法將水泥中的氯離子轉(zhuǎn)移到溶液中，加入過量的AgNO3，生成AgCl沉淀，得到白色懸濁液，水泥的氯含量越高，則AgCl沉淀越多，懸濁液的吸光度越大。在擴(kuò)散、沉降、沉淀聚集等因素的綜合作用下，懸濁液的吸光度隨時間先升后降，出現(xiàn)峰值?？刂破渌鼦l件不變，吸光度的峰值與氯離子的濃度一一對應(yīng)，因此，測定試液的最大吸光度，對比標(biāo)準(zhǔn)曲線，可以得到試液的氯離子濃度，進(jìn)而得到水泥中的氯含量。

　　1.2試劑和儀器
　　AgNO₃溶液：稱取0.8494g AgNO₃，溶于水中，加入5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的HNO₃，定容到500mL，避光保存。此溶液中，Ag＋的濃度為0.01mol/L；

　　KNO₃溶液：稱取50.5g KNO₃，溶于水中，定容至500mL，濃度為1mol/L；

　　KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液：將KCl粉末于100℃下干燥2h，然后稱取0.0525g溶于蒸餾水中，定容至500mL，1mL此溶液含有0.05mgCl^-。

　　H₃PO₄（85%）； H₂O₂（30%）。

　　水泥氯離子測定儀；722型可見分光光度計。

　　1.3 測試步驟
　　1）稱取約0.5g水泥樣品置于氯離子測定儀已烘干的石英蒸餾管中，加入5滴H₂O₂溶液和5mL H₃PO₄，用酸溶法溶解水泥樣品。用裝有20mL蒸餾水的錐形瓶收集揮發(fā)出來的HCl氣體，得到待測液。

　　2）將待測液轉(zhuǎn)移到50mL的容量瓶，加入5mLKNO₃溶液，在35℃水浴槽中放置5min，用磁力攪拌器攪拌溶液約1min，保持?jǐn)嚢璨⒓尤?mL AgNO₃溶液，停止攪拌定容至50mL，然后將定容后的懸濁液繼續(xù)攪拌1min；

　　3）取出懸濁液，倒入5cm的比色皿，測吸光度，并記錄吸光度的變化，由吸光度－時間曲線，即A－t曲線，得到吸光度的峰值A(chǔ)max，對比標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到氯離子的濃度C；

　　則水泥中氯離子含量為：

　　其中，濃度C的單位為mg/L，系數(shù)K＝2×10-4，m為水泥試樣的質(zhì)量，單位為g。

　　2 結(jié)果與分析
　　2.1 不同Cl^－濃度下的A－t曲線
　　移取4、5.5、7mL的KCl溶液于20mL蒸餾水中作為待測液，采用上述方法，得到的A－t曲線如下圖所示，Cl^－濃度越大，峰越陡，峰值A(chǔ)max出現(xiàn)得越早。在峰值點(diǎn)附近，吸光度變化很小，峰值穩(wěn)定，因而可以避免數(shù)據(jù)波動引起的誤差。

圖1 不同Cl－濃度下的A－t曲線

　　2.2 溫度對A-t曲線的影響 
　　本試驗在不同的初始溫度下對同一氯離子濃度的試液進(jìn)行的測試，A－t曲線如下圖所示，初始溫度不同，吸光度的初始值不同，但在放置的過程中，吸光度趨于一致，Amax非常接近。為排除溫度的影響，本試驗在35℃的水浴槽中完成生成AgCl沉淀的的操作。

圖2 不同溫度下的A－t曲線

　　2.3 硝酸銀用量的選擇
　　Ag＋作為Cl－的沉淀劑，需充分過量，但加入太多會浪費(fèi)藥品，因此需要選擇比較合適的AgNO₃用量。本方法中，使用5mL濃度為0.01mol/L的AgNO₃溶液，對于Cl含量在0.2%以下的水泥樣品，能夠保證過量。

　　2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線
　　分別取0.5，1，2，4，6，8mLKCl標(biāo)準(zhǔn)溶液，補(bǔ)充蒸餾水至20mL，并按照試驗方法中溶樣之后的操作，測定吸光度,得到最大吸光度Amax與氯離子濃度C的關(guān)系如下圖。在0.5～8mg/L范圍，回歸方程為：Amax=0.0742C＋0.00968，相關(guān)系數(shù)為0.99973。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

　　2.5 方法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性
　　取0.4、0.8、3.0、5.0、7.0mL KCl溶液加入蒸餾水作為待測液，其實(shí)際氯含量已知，按照本試驗方法進(jìn)行測定，以判斷方法的準(zhǔn)確性。結(jié)果如下表，由本方法測定得到的平均值與實(shí)際值吻合，方法的準(zhǔn)確性較高；平行測定數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差不大，穩(wěn)定性較好。

表1 不同氯含量試液的測定結(jié)果