离子膜法工艺二次盐水及淡盐水中微量碘的测定

离子膜法生产烧碱是世界制碱行业的主流技术[1]；其中，离子膜造价高昂，但原料盐水中碘的存在会对离子膜的使用寿命产生严重影响，从而增加了制碱的成本。盐水中的碘电解被氧化成等，这是淡盐水中碘的主要存在形式。随着淡盐水循环利用次数的增加，这些粒子将会积聚，导致二次盐水中较高的碘含量。当碘质量浓度高于0.2 mg/L(以I-计)时，将会与Na+、Ba2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+等粒子结合生成难溶的Na5IO6、Ba5(IO6)2、Mg5(IO6)2、Ca5(IO6)2、Sr5(IO6)2等沉淀于离子膜上，从而导致槽电压升高，电流效率降低，能耗增加[2—3]。因此，对淡盐水中的碘含量进行准确的分析检测，对于保护离子膜具有重要的意义。目前，碘的测量方法主要有《GB/T 7702.7—2008 煤质颗粒活性炭试验方法碘吸附值的测定》[4]、离子色谱法[5]、光谱法[6]、分光光度法[7]等。其中，硫代硫酸钠-淀粉滴定法适用于高浓度碘含量的测定，而离子色谱法和光谱法对测定仪器设备的要求高、花费大，这几种方法都不适用于离子膜法烧碱工艺淡盐水中微量碘的测定。由于I-对众多反应体系可以起到催化作用，能够使反应体系的颜色发生明显变化[8]，《GB/T —2010 饲料中碘的测定 硫氰酸铁-亚硝酸催化动力学法》[9]中给出了硫氰化铁-亚硝酸催化动力学法测定饲料中碘的方法，通过I-催化亚硝酸与硫氰化铁的颜色反应，改变其褪色程度，可以测定出饲料中4 μg/L以上的I-；《GB/T 5750.5—2006 生活饮用水标准检验方法无机非金属指标》[10]给出了硫酸铈催化动力学光度法测定饮用水中微量碘含量的方法，通过I-催化亚砷酸与硫酸高铈的氧化还原反应，用亚铁离子还原剩余的Ce4+，氧化产生的铁离子与硫氰化钾显色；通过比色法测量饮用水中的碘含量，该方法可以测定出质量浓度在1 μg/L以上的I-。这两种国家标准方法对于还原态I-的测定具有很高的灵敏度、准确度和选择性。但对于氧化态的碘(如等)是不能准确测定的。于离子膜工艺二次盐水和淡盐水中碘的存在形式比较复杂，并且其中含有大量的氯化钠，因此对于离子膜工艺二次盐水和淡盐水中微量碘的测定暂未有相应的国家标准。笔者在《GB/T —2010》中测定方法的基础上进行了一定的研究和改进，使之既能适用于还原态碘(I-)的测定，又能适用于氧化态碘的测定。通过回收率、精密度、检测限、干扰因素等的研究，说明该方法应用于离子膜法烧碱生产工艺二次盐水和淡盐水中碘含量的测定是可行的。

1 试验部分

1.1 试验仪器与药品

(1)仪器：FA2004B电子天平、N2可见分光光度计，上海越平科学仪器有限公司；秒表，深圳市君斯达实业有限公司；10 mL具塞比色管、容量瓶、烧杯、移液管、比色皿，北京玻璃仪器厂。

(2)药品：碘酸钾，天津市福晨化学试剂厂；亚硫酸钠、碳酸钾、硫氰酸钾、氯化钠、十二水合硫酸铁铵，广东汕头市西陇化工厂；亚硝酸钠，北京化工厂；浓硝酸，北京化工厂。

1.2 溶液的配制

(1)碘酸钾溶液(质量浓度为1.00 g/L)：准确称取0.168 5 g干燥后的碘酸钾于烧杯中，用去离子水溶解后，转移至100 mL的棕色容量瓶，再稀释定容。

(2)碘酸钾溶液(质量浓度为10.00 mg/L)：准确移取上述1.00 g/L的碘酸钾溶液1.00 mL于100 mL的棕色容量瓶中，定容后保存备用。

(3)碘酸钾标准溶液(质量浓度为0.20 mg/L)：准确移取上述所配10.00 mg/L的碘酸钾溶液1.00 mL于50 mL的棕色容量瓶定容。

(4)亚硫酸钠溶液(浓度为0.05 mol/L)：称取1.26 g的亚硫酸钠，溶于去离子水后，在200 mL容量瓶中定容，该溶液现用现配。

(5)碳酸钾溶液(质量浓度为30.00 g/L)：称取3.00 g的碳酸钾，用去离子水溶解后，移至100 mL容量瓶定容。

(6)硫氰酸钾溶液(浓度为0.10 mol/L)：称取0.97 g的硫氰酸钾，溶解于去离子水后，转移至100 mL容量瓶中定容，储存备用。

(7)硫氰酸钾溶液(浓度为0.002 5 mol/L)：准确移取2.50 mL上述所配0.10 mol/L硫氰酸钾溶液于100 mL容量瓶中定容。

(8)硫酸铁铵-硝酸溶液(浓度为0.16 mol/L)：称取15.40 g的十二水合硫酸铁铵溶解于去离子水中，在搅拌的过程中加入34 mL质量分数为65%的浓硝酸，水浴加热至固体完全溶解，冷却至室温后，转移至200 mL容量瓶并定容。

(9)亚硝酸钠溶液(质量浓度为20.00 g/L)：称取2.00 g亚硝酸钠，溶解于去离子水中，在100 mL容量瓶中定容，现用现配。

1.3 试验方法

用移液管分别移取质量浓度为0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.20 mg/L的碘酸钾标准溶液，放于6支10.00 mL的比色管中；分别在6支比色管中加入0.50 mL浓度为0.05 mol/L的亚硫酸钠溶液，并定容至5.0 mL，摇匀；分别在6支比色管中加入0.80 mL的碳酸钾溶液后，用移液管分别移取1.00 mL的硫氰酸钾溶液于比色管中，摇匀；用移液管分别移取2.00 mL的硫氰酸铁-硝酸溶液于比色管中，摇匀；用秒表计时，每间隔1 min，按顺序逐一向比色管中加入1.00 mL的亚硝酸钠溶液，摇匀；反应20 min后，用分光光度计在460 nm的波长下，每间隔1 min，以去离子水为参比溶液测定吸光度。

文章来源：《分析测试技术与仪器》 网址: http://www.fxcsjsyyq.cn/qikandaodu/2021/0512/681.html