龍 梅

(云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開(kāi)遠(yuǎn) 661699)

近年來(lái)，隨著紅磷公司生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，節(jié)能降耗工作的不斷開(kāi)展，磷酸生產(chǎn)中循環(huán)水磷分析結(jié)果顯得尤為重要，提供循環(huán)水磷分析結(jié)果，可以及時(shí)確定裝置是否漏酸，磷是否進(jìn)入循環(huán)水中。以前我部門(mén)分析磷是采用樣品在酸性條件下加入喹鉬檸酮試劑生成黃色沉淀，經(jīng)過(guò)濾洗滌、干燥稱(chēng)重，計(jì)算出磷含量。此方法分析時(shí)間太長(zhǎng)，約需要3h，而且耗用大量的成本，分析過(guò)程中所需溶液配制比較繁瑣，而采用快速測(cè)定法（比色法），只需要30min 就可提供分析數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原理

1）喹鉬檸酮重量法：在酸性溶液中，磷酸根與喹鉬檸酮試劑反應(yīng)生成磷鉬酸喹啉沉淀。經(jīng)過(guò)濾洗滌后，在180℃下烘干稱(chēng)重，即可求出五氧化二磷的含量[1]。

2）比色法：試液中正磷酸根離子在酸性介質(zhì)中與鉬酸銨和偏釩酸鹽反應(yīng)，生成穩(wěn)定黃色配位化合物，于波長(zhǎng)420nm 處，測(cè)其吸光度，算出磷含量[2]。

1.2 試劑和儀器

1.2.1 喹鉬檸酮試劑

溶液Ⅰ：溶解70g 鉬酸鈉于150mL 水中；

溶液Ⅱ：溶解60g 檸檬酸于85mL 硝酸和150mL 水的混合液中，冷卻；

溶液Ⅲ：在不斷攪拌下，緩緩把溶液Ⅰ加入到溶液Ⅱ中；

溶液Ⅳ：溶解5mL 喹啉于35mL 硝酸和100mL 水的混合液中；緩緩地把溶液Ⅳ加到溶液Ⅲ中，混合后放置24h，過(guò)濾，濾液加入280mL丙酮，用水稀釋至1000mL，混勻，貯存于聚乙烯瓶中；

硝酸溶液（1+1）：量取100mL 濃硝酸注入100mL 蒸餾水中，混勻即可；

1.2.2 釩鉬酸銨試劑

稱(chēng)取20g 鉬酸銨，用500mL 水加熱液溶解，鉬酸銨溶解后，加入1g 偏釩酸銨并溶解。待溶液冷卻后，在攪拌下緩慢加入140mL 濃硝酸，冷卻后用水稀釋至1000mL，混勻；磷標(biāo)準(zhǔn)溶液(2mg/mLP2O5) ：稱(chēng)取3.8346g 預(yù)先在105℃干燥2h 的磷酸二氫鉀，用水溶解后，稀釋至1000ml后混勻。此溶液1mL 含磷(P2O5)2mg；磷標(biāo)準(zhǔn)溶液 (0.2mg/mLP2O5)：吸取磷標(biāo)準(zhǔn)溶液 (2mg/mLP2O5)50mL 溶液于500mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度混勻。此溶液1mL 含磷(P2O5)0.2mg。

1.2.3 儀器

G4 玻砂坩堝：G4，容積30mL；干燥箱：室溫-300℃；

分光光度計(jì)：722 型分光光度計(jì)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn) 確 量 取0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、15.00mL 每mL 含0.2mg 五氧化二磷的標(biāo)準(zhǔn)溶液于7 個(gè)100mL 的容量瓶中，再分別加入25mL 釩鉬酸銨試劑，加水稀釋至刻度。搖勻，靜止15min，在分光光度計(jì)上，于420nm 波長(zhǎng)處，用1cm 的比色皿，以試劑空白為參比，測(cè)其吸光度。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[3]（圖1）。

圖1 釩鉬酸銨曲線

1.4 樣品分析

1.4.1 重量法

稱(chēng)取0.8～1g(精確至0.0002g) 試液于事先加入10mL（1+1）硝酸的250mL 容量瓶中，輕搖片刻。加水至刻度搖勻干過(guò)濾，吸取濾液10.00mL于500mL 的錐形瓶中，加入（1+1）硝酸10mL，加水至100mL，加熱至微沸，緩緩加入35mL 喹鉬檸酮試劑，微沸1min（不時(shí)地?fù)u動(dòng)錐形瓶），取下冷卻至室溫，用預(yù)先干燥至恒重的玻砂坩堝過(guò)濾，先將上層清液濾完，然后用傾洗法洗沉淀1～2 次(每次用25mL 水洗)，將沉淀移入坩堝中，再用水繼續(xù)洗滌，所用洗水共約50～100mL，將坩堝連同沉淀放入180±2℃干燥箱中干燥45min。移入干燥器中，冷卻至室溫，稱(chēng)量。

1.4.2 比色法

稱(chēng)取1～2 g(精確至0.0002g) 試液于100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度，搖勻。取適量該溶液于100mL 容量瓶中，加入25mL 釩鉬酸銨試劑。用水稀釋至刻度，搖勻，放置15min，在分光光度計(jì)上，于420nm 波長(zhǎng)處，用1cm 的比色皿，以試劑空白為參比，測(cè)其吸光度。

1.5 計(jì)算

1.5.1 喹鉬檸酮重量法式中：m1為沉淀和坩堝的質(zhì)量，g；m2為空坩堝的質(zhì)量，g；m 為試樣的質(zhì)量，g；0.03207 為磷鉬酸喹啉沉淀?yè)Q算為五氧化二磷的系數(shù)。

1.5.2 比色法式中：A 為試樣的吸光度；a 為標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距；b 為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；m 為試樣的質(zhì)量，g；V 為吸取試液的體積，mL。

1.6 允許誤差

1)喹鉬檸酮重量法：同一實(shí)驗(yàn)室平行測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值不大于0.3%。

2)比色法：同一實(shí)驗(yàn)室平行測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值不大于0.2%。

2 結(jié)果討論

2.1 方法的確定

選取5 個(gè)循環(huán)水，用比色法測(cè)定磷含量，并與重量法測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行比較。其結(jié)果誤差見(jiàn)表1。

表1 不同樣品磷分析結(jié)果的對(duì)照實(shí)驗(yàn)

由表1 可知，比色法與重量法比較，循環(huán)水中磷分析結(jié)果的誤差范圍在-0.01%～0.03%內(nèi)，小于分析允許誤差，能滿(mǎn)足生產(chǎn)控制需要。

2.2 分析時(shí)間的確定

采用重量法和比色法分別對(duì)同一個(gè)樣品的分析時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比情況，時(shí)間對(duì)比情況見(jiàn)表2。

表2 同一個(gè)樣品兩種分析方法時(shí)間對(duì)照

由表2 可知，比色法與重量法比較，重量法時(shí)間大約需要3.0h，比色法只需要0.5h，大大縮短分析時(shí)間，能快速提供分析結(jié)果，及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)。

3 結(jié)論

比色法與重量法比較，分析結(jié)果的誤差為-0.01%～0.03%，測(cè)定結(jié)果滿(mǎn)足過(guò)程控制的需要。用比色法時(shí)間可縮短2.5 h，能及時(shí)提供分析結(jié)果，便于磷酸裝置的工藝控制。比色法分析快速，操作簡(jiǎn)便，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約大量成本。