折光法檢測(cè)溶液中氯化鈉的濃度

1 前言

我們看不到風(fēng)，因?yàn)榭諝馐菬o色透明的氣體。同樣的道理，水和白糖水都是無色透明的液體，我們也不可能看到靜止的水和白糖水的內(nèi)部流動(dòng)情況。然而，在用冷開水調(diào)制白糖水時(shí)，沉在杯底的白糖周圍，常常可以看到絲帶飄動(dòng)狀的融化過程，這是不同含量的糖水對(duì)光線的折射率不同而引起的，糖融化完了，濃度均勻了，這種飄動(dòng)也就消失了。

水中溶解進(jìn)任何物質(zhì)，都會(huì)改變它的折光率，溶解的物質(zhì)越多，折光率的該變量也越大。根據(jù)溶液折光率隨溶質(zhì)濃度的變化規(guī)律，可以用折光儀簡(jiǎn)便的測(cè)出水溶液中溶質(zhì)的濃度。

氯堿廠中通過電解飽和食鹽水制取NaOH，其工藝流程示意圖如下：

氯化鈉的濃度決定了產(chǎn)生氫氧化鈉和氯氣的濃度。檢測(cè)氯化鈉濃度的方法有很多，可以使用電位滴定法檢測(cè)氯離子的濃度進(jìn)而得到氯化鈉的濃度。由于電解所需的氯化鈉的濃度會(huì)很大，基本上都是氯化鈉的飽和溶液，若選用電位滴定法檢測(cè)，需要對(duì)樣品進(jìn)行稀釋且滴定劑為硝酸銀，硝酸銀屬于價(jià)格較為昂貴的化學(xué)試劑，通過折光檢測(cè)氯堿工業(yè)中氯化鈉的濃度是一種方便快捷且準(zhǔn)確度較高的方法。

2 測(cè)定原理及方法

配置一系列氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過測(cè)試其折光率繪制氯化鈉濃度和折光的標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定未知濃度的折光率后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得出該樣品的濃度。

3 實(shí)驗(yàn)儀器

A650折光儀、100ml容量瓶、燒杯、玻璃棒、滴管

4 試劑

氯化鈉、蒸餾水

5 實(shí)驗(yàn)步驟

儀器準(zhǔn)備，開機(jī)后設(shè)定溫度為20℃.

測(cè)定方法：稱取10g,20g，25g,27.5g，30g氯化鈉分別溶液100ml容量瓶中，配制成濃度為100g/L,200g/L,250g/L,275g/L,300g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻后備用。待折光儀溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度后用蒸餾水校準(zhǔn)機(jī)器。分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的折光率，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

6 測(cè)試結(jié)果

1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

7 結(jié)果與討論

從曲線可以看出，對(duì)于單一溶質(zhì)的水溶液，其折光率與該溶質(zhì)的濃度成正比，如果以字母N代表折光率，以C（%）代表該溶液中溶質(zhì)的重量百分比濃度，則二者之間存在以下直線關(guān)系:

N=k.C

其中，系數(shù)K，也就是直線的斜率大小決定溶質(zhì)的種類。

常用幾種溶質(zhì)的K值

把這介質(zhì)的濃度與其折光率的關(guān)系做在圖上，可得到一條直線。由于關(guān)系簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用折光儀測(cè)定單一溶質(zhì)溶液的濃度非常方便。比如測(cè)定氯堿工業(yè)中氯化鈉的濃度，上表中的相乘系數(shù)是K值的倒數(shù)，即1/K，將公式變?yōu)?/span>C=1/k*N，可用于從折光儀讀數(shù)計(jì)算溶液的濃度。將測(cè)得的折光儀讀數(shù)N乘上該溶質(zhì)的相乘系數(shù)1/K，即得到所測(cè)溶液的濃度。