硫酸亚铁铵氧化还原滴定法测定钠硝石中硝酸根的含量_彭玉玲.pdf

第 26 卷第 2 期 2007 年 4 月 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 26，No． 2 April， 2007 文章编号 0254 －5357 2007 02 －0165 －02 硫酸亚铁铵氧化还原滴定法测定钠硝石中硝酸根的含量 彭玉玲，唐妙红 新疆地矿局第一地质大队，新疆 鄯善838204 摘要 试样用盐酸分解， 硫酸亚铁铵将硝酸根还原为氧化氮， 用重铬酸钾标准溶液滴定剩余二价铁， 由消耗硫 酸亚铁铵的量换算成硝酸根含量。对盐酸的用量、 样品的煮沸时间进行了试验。对实际钠硝石样品重复测定 8 次， 方法的精密度 RSD 为 0． 73 ～2． 00， 加标回收率为 99． 0 ～101． 0。方法适用于钠硝石矿石中 1 以上的 硝酸根测定。 关键词 氧化还原滴定法; 硝酸根; 硫酸亚铁铵; 钠硝石 中图分类号 O655． 23; P578． 5文献标识码 B 收稿日期 2006- 06- 15; 修订日期 2006- 08- 28 作者简介 彭玉玲 1964- ， 女， 湖南湘潭人， 工程师， 从事岩矿测试分析工作。E- mail dzyd_tmh163． com。 新疆地质局实验室． 矿物原料分析法． 1972 112 －114． Determination of Nitrate in Nitratite Samples by Oxidation- Reduction Tritimetry with Ammonium Ferrous Sulfate PENG Yu- ling，TANG Miao- hong First Geology Team of Xinjiang Geology and Mineral Exploration，Shanshan838204，China Abstract In this paper a for the determination of nitrate in nitratite samples by oxidation- reduction tritimetry with ammoni- um ferrous sulfate was developed． The samples were dissolved with HCl and nitrate was reduced to NO by ammonium ferrous sulfate， then potassium dichromate was used to titrate excessive Fe2 ． The dose of HCl and heating time of sample solution were optimized． The has been applied to the determination of nitrate in practical samples with precision of 0． 73 ～2． 00 RSD n 8 ． The recovery of the is 99．0 ～101． 0． The results show that the is suitable for the determination of nitrate in ni- tratite ores with ＞1 of nitrate． Key words oxidation- reduction tritimetry; nitrate; ammonium ferrous sulfate; nitratite 钠硝石又名智利硝石， 主要由腐烂有机物受硝化细菌 分解作用而产生的硝酸根与土壤的钠质化合而成， 其共生 矿物有石膏、 芒硝、 石盐等。由于最易被水溶解流失， 炎热 干燥的沙漠地带是钠硝石富集的良好条件。 1995 ～2006 年， 新疆地矿局第一地质大队在新疆鄯善 县境内进行了三次有针对性的地质勘查， 目前发现了总面 积超过 3000 km2的钠硝石矿床， 查明硝酸钠远景资源量达 到 1． 7 亿吨。经专家证实， 钠硝石为新疆独有矿种， 这样大 规模的资源量在世界上仅次于智利， 是第二大天然硝酸盐 资源， 具有广阔的工业利用价值。准确测定钠硝石中硝酸 根的含量， 可为钠硝石的综合利用提供技术支撑。 各类水中硝酸根的常规方法一般采用二磺酸酚、 变色 酸、 离子色谱法 ［1 －2 ］、 分光光度法［3 ］、 极谱法［4 ］及毛细管 电泳法 ［5 ］， 但只限于对含量比较低的硝酸根的测定。钠硝 石中 NO － 3 含量比较高， 其分析方法尚无国家标准或行业 标准， 也未见相关文献报道。本文采用 NH4 2Fe SO42 氧化还 原 滴 定 法 进 行 测 定 ［6， ］，试 样 用 HCl 分 解， NH4 2Fe SO42将 NO － 3 还原为氧化氮， K2Cr2O7标准溶液 滴定剩余 Fe2 ， 从而达到分析 NO － 3 的目的。 1实验部分 1． 1标准溶液及主要试剂 NO － 3 标准溶液 称取 0． 5000 g 精确至 0． 0001 g 已在 100℃烘干 2 h 的 NaNO3 分析纯， 西安化学试剂厂 ， 溶于 水， 移入 250 mL 容量瓶中， 稀释至刻度 此溶液 1 mL 含 1．459 mg NO － 3 。 K2Cr2O7标准溶液 0． 05 mol/L 用基准 K2Cr2O7， 按常 规方法配制。 NH4 2Fe SO42标准溶液 0． 1 mol/L 用试剂 NH4 2Fe SO426H2O， 按常规方法配制［φ 0． 2 体 积分数， 下同 的 H2SO4介质］ ， 棕色容量瓶中保存。 标定 吸取亚铁盐标准溶液10 mL 于250 mL 三角瓶中， 加入20 mL HCl、 50 mL 水、 5 mL H3PO4和两滴二苯胺磺酸钠 指示剂， 用 K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液呈稳定的紫色。 二苯胺磺酸钠指示剂 5 g/L 称取0． 5 g 二苯胺磺酸 钠溶于 100 mL H2O 中。 10 g/L 的钼酸铵溶液［ NH4 6Mo7O244H2O］ 。 无水 NaHCO3 分析纯 ; HCl、 H3PO4、 H2SO4均为分析 纯; 实验用水为蒸馏水。 561 ChaoXing 1． 2实验方法 取一 定 量 的 NO － 3 标 准 溶 液， 准 确 加 入 20． 0 mL NH4 2Fe SO42标准溶液， 加入一定量 NaHCO3、 钼酸铵溶 液、 25 mL HCl， 煮沸 5 min， 流水冷却， 加入 5 mL H3PO4、 两滴二苯胺磺酸钠指示剂， 用 K2Cr2O7标准溶液滴定至呈 稳定的紫色为终点。 2结果与讨论 2． 1盐酸的用量 称取 5 份试样， 按 1． 2 节实验方法， 分别加入 15． 0、 20．0、 25．0、 30． 0、 35． 0 mL HCl， 结果表明， HCl 的用量低于 20 mL， 试样溶解不完全， 滴定无终点; 用量为 25 mL 以上， 矿样溶解完全。本方法选用 HCl 用量为 25 mL。 2． 2煮沸时间 准确移取10．0 mL NO － 3 标准溶液 含 NO － 3 14． 59 mg ， 按1．2 节实验方法， 分别煮沸 1、 3、 5、 7 min。煮沸时间太短， 反应产物氧化氮挥发不完全， 影响滴定终点 如煮沸 1 min 时无终点， 无法测定 ; 煮沸3 或5 min， 测定值为14．50 mg 和 14．60 mg， 回收率为 99． 4 和 100． 1; 煮沸时间过长， 测定 结果偏高 煮沸7 min， 测定值为15．00 mg 。 2． 3方法精密度 选取 6 个钠硝石样品， 按本文的实验方法进行 8 次平 行测定。表 1 仅列 3 个样品 结果表明， 方法的精密度 RSD 为 0． 73 ～2． 00。 2． 4回收率 在钠硝石样品中加入 NO － 3 进行回收试验， 表 2 结果 表明， 加标回收率为 99．0 ～101． 0。 表 1方法的精密度 Table 1Precision test of the 样品编号 m样品/g w NO－ 3 / 测定值平均值 RSD/ 钠硝石 －130． 25 6． 766． 746． 646． 59 6． 866． 706． 676． 86 6． 731． 45 钠硝石 －270． 25 1． 691． 731． 741． 75 1． 721． 711． 801． 77 1． 742． 00 钠硝石 －520． 10 11． 2011． 3611． 1511． 24 11． 3011． 3211． 4011． 28 11． 280． 73 表 2方法的回收率试验 Table 2Recovery test of the 样品编号 m样品/g m NO－ 3 /mg 样品含量 加入量 测定总量 回收率 R/ 钠硝石 －270． 25004． 35 14． 5918． 8099． 0 钠硝石 －280． 25007． 60 7． 3014． 92100． 3 钠硝石 －190． 25001． 22 14． 5915． 96101． 0 3样品分析及方法验证 称取试样 0． 1000 ～1． 000 g 置于 250 mL 锥形瓶中， 加 入 3 mL NH4 6Mo7O24溶液、 1 ～ 2 g NaHCO3， 准确加入 20． 0 mL 0．1 mol/L NH4 2Fe SO42标准溶液［ NO － 3 含量 高时需多加适量 NH4 2Fe SO42标准溶液; 或减少取样 量， 但最小取样量不少于 0． 1000 g］ ， 加 25 mL HCl， 立即盖 上特制的胶塞 图 1 ， 煮沸 5 min， 取下， 在冷水中冷却至室 温， 用水稀释至 150 mL， 加 3 ～5 H3PO4、 2 ～4滴二苯胺磺酸 钠指示剂， 用 K2Cr2O7标准溶液滴定至呈稳定的紫色为终 点。随同试样进行三份空白试验。 图 1特制胶塞 Fig．1Specially designed rubber stopper 样品中 NO － 3 的含量 w， 质量分数 按下式计算 w NO － 3 1 3 c1V1－ c2V2 62． 01 m 1000 100 式中 c1、 V1分别为 NH4 2Fe SO42标准溶液的浓度和 消耗的体积 mL ; c2、 V2分别为 K2Cr2O7标准溶液的浓度和 消耗的体积 mL ; m 为样品质量 g 。 用本方法测试了试剂 NaNO3、 KNO3 分析纯 中的 NO － 3 含量， 表 3 结果表明， 测定值与理论值接近。 表 3方法验证 Table 3Verification test of the 试剂名称 m样品/mg w NO－ 3 / 本法测定值理论值 NaNO3 分析纯， 西安产 20． 072． 5572． 92 NaNO3 化学纯， 西安产 20． 072． 4072． 92 KNO3 分析纯， 天津产 20． 061． 4061． 19 KNO3 分析纯， 天津产 10． 061． 7561． 19 4结语 ① 整个操作过程要在短时间内完成， 并有一定量的 NaHCO3存在， 同时尽量避免与空气接触， 防止 Fe2 被氧化。 ② 根据试样中 NO － 3 含量的高低决定取样量。③ 硫酸亚铁 铵标准溶液不稳定， 每次必须标定。随同试样进行三份空白试 验， 同一批样品所用试剂须取自同一瓶试剂。④ 溶矿采用可 调温电炉， 温度不能太高， 但氧化氮一定要挥发完全。 5参考文献 ［ 1］岩石矿物分析编写组． 岩石矿物分析［M］．2 版． 北京 地质出 版社， 1974 860 －862． ［ 2］佟柏龄， 史世云． 离子色谱法测定天然水中氟、 氯、 硝酸根和 硫酸根［J］． 岩矿测试， 1987， 6 3 202 －204． ［ 3］王林． 紫外导数分光光度法直接测定饮用水中的硝酸根含量 ［J］． 环境科学， 1999， 20 1 98 －99． ［ 4］秦汉明． 单扫描极谱法同时测定环境水样中微量硝酸根和亚 硝酸根［J］． 环境科学与技术， 2001， 97 5 30 －31． ［ 5］姚巍， 徐淑坤． 流动注射 － 毛细管电泳法直接测定环境水中 硝酸根和亚硝酸根［J］． 分析化学， 2002， 30 7 836 －838． ［ 6］科尔蜀夫． 容量分析［M］． 北京 科学出版社， 1963 164 －166， 559 －560． 661 第 2 期 岩矿测试 http ∥ykcs． i3t． com． cn/ 2007 年 ChaoXing