電位滴定法檢測(cè)水泥中氯離子含量
1 前言
水泥是重要的建筑材料,用水泥制成的砂漿或混凝土,堅(jiān)固耐久,廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國防等工程。水泥中含雜質(zhì)較多,其中有很多是有害的,比如氯離子。
普遍研究認(rèn)為因Cl-的存在,水泥混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部所發(fā)生的“電化反應(yīng)”是導(dǎo)致鋼筋銹蝕、造成水泥混凝土結(jié)構(gòu)危害的一個(gè)重要原因。通過深入分析我們發(fā)現(xiàn),除了“電化反應(yīng)”外,水泥混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生的“氧化反應(yīng)”和“堿骨料反應(yīng)”及“酸堿腐蝕反應(yīng)”也是造成水泥混凝土結(jié)構(gòu)危害不可忽視的原因。在水泥混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)所發(fā)生的“電化反應(yīng)”、“氧化反應(yīng)”、“堿骨料反應(yīng)”及“酸堿腐蝕反應(yīng)”過程中,Cl-始終對(duì)這些危害反應(yīng)的發(fā)生起著“誘導(dǎo)”作用。這種“誘導(dǎo)”作用,主要是由Cl-的特性及與它相結(jié)合的堿金屬、堿土金屬離子Mx+所構(gòu)成的離子化合物MClx的性質(zhì)所決定的。因此測(cè)定水泥中的氯離子含量非常重要。本文參照水泥最新國標(biāo)中氯離子的電位滴定測(cè)定方法,得到了良好的結(jié)果。
2 儀器與試劑
2.1 儀器

T960自動(dòng)電位滴定儀,氯電極,
雙鹽橋甘汞電極、電爐
2.2 試劑
氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.02mol/L),硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(0.02mol/L)、硝酸(1+1),過氧化氫(30%)、實(shí)驗(yàn)用三級(jí)水。
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
稱取約5g試樣,精確至0.0001g,置于滴定杯中,加入20mL水和攪拌子,磁力攪拌使試樣完全分散,然后在攪拌下加入25mL硝酸(1+1),加入55mL水。加入2.00mL氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.02mol/L)和2mL過氧化氫(30%),加熱煮沸,微沸1min~2min。冷卻至室溫,在溶液中插入氯離子電極和雙鹽橋甘汞電極,開始攪拌。用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液逐漸滴定,滴定至mV值讀數(shù)變化不大時(shí)為止。用二次微商法計(jì)算出消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。二次微商法的計(jì)算參見附錄。
空白試驗(yàn)吸取2.00mL氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液放入滴定杯中,加98mL水。加入2mL硝酸(1+1)和2mL過氧化氫。加熱煮沸,微沸1min~2min。冷卻至室溫。用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。
3.2 儀器參數(shù)
4 結(jié)果與討論
4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
空白體積:2.000mL。

式中:
T --硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)氯離子的滴定度,單位為毫克每毫升(mg/mL);
c --硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度,單位為摩爾每升(moL/L);
35.45 --氯離子的摩爾質(zhì)量,單位為克每摩爾(g/moL)。
氯離子含量計(jì)算公式:
式中:
X --氯離子的含量,%;
V1 --樣品試驗(yàn)消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,單位為毫升(mL);
V0 --空白試驗(yàn)消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,單位為毫升(mL);
T --硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)氯離子的滴定度,單位為毫克每毫升(mg/mL);
m --試料的質(zhì)量,單位為克(g)。
4.2 滴定圖譜
4.3 結(jié)論
國標(biāo)要求重復(fù)性限為0.005%,本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果最大差值是0.0049%,符合文獻(xiàn)對(duì)于重復(fù)性限的要求。實(shí)驗(yàn)證明T960電位滴定儀滿足水泥國標(biāo)中對(duì)于氯離子含量的測(cè)定要求。
參考文獻(xiàn)
[1] GB/T 176-2017 水泥化學(xué)分析方法[S].
附錄
1、水泥氯離子原始數(shù)據(jù)
接上表
2、電位滴定法測(cè)定氯離子時(shí)計(jì)量點(diǎn)的計(jì)算實(shí)例
紅色虛線區(qū)域計(jì)算如下:
計(jì)量點(diǎn)在最大的Δ/mV(第三列),即在6.002mL和6.102mL之間。由Δ2/mV(第四列)按下式計(jì)算在0.10間隔的準(zhǔn)確計(jì)量點(diǎn):
a是第二列讀數(shù)之差
b是第三列數(shù)據(jù)之差“二次微分”。
