[发明专利]一种测定硫酸、硝酸混合物中各组分含量的分析方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种测定分离后的混酸中残留的硫酸和硝酸含量的分析方法，尤其涉及一种测定硫酸、硝酸混合物中各组分含量的分析方法。

背景技术

硝酸异辛酯是被普遍接受的柴油十六烷值改进剂。它可以提高柴油的十六烷值，改善柴油的燃烧性能，缩短着火时间，降低燃点，提供机车热工况动力性，节油效应十分明显。硝酸酯的生产一般采用醇硝化的经典方法，即混酸法，是以硝酸和异辛醇为原料，硫酸为催化剂来进行反应，静置分层，分离出反应后混合液中的硝酸和硫酸，再进行水洗、碱洗、盐洗、干燥等步骤得到硝酸异辛酯产品。反应过程中如果浓硫酸用量过大，则混酸的后处理环保压力增大，生产成本升高；而硫酸用量过少，则不利于硝酸生成NO₂⁺，易造成反应不完全，进而影响产品纯度，降低硝酸酯的商品等级。在对环境保护的要求日益严格的今天，混酸的回收成为设计反应的优先考虑的条件。通过测定反应后混酸硫、硝酸含量来评估反应物配比条件是否最优；根据反应后混酸组分含量不同，来选择不同的回收方案；浓缩除杂后，测定其含量是否达到回用要求；对于混酸回收再利用前，测定混酸浓度是否达到反应最优条件值。

对于含有硝酸和硫酸的混酸的检测方法有介电测量法（宋玉兵. 介电测量法在线测量混酸溶液中硝酸含量[J]. 火炸药学报, 2001,(03): 70-72）、紫外分光法（任芊. 紫外分光法对混酸中硝酸浓度的测量[J]. 光学技术, 1999, (04): 21-22 +26.）、电位滴定法（陈旗. 混酸(硝酸、磷酸、冰醋酸)的电位滴定分析 [J]. 浙江化工, 2008,(01): 28-30+25.）和容量法等。与仪器分析法相比，容量分析法，检测成本低，检测要求条件简单等优点，但存在检出灵敏度较低等缺点。容量法，即滴定分析法。传统的容量法是根据指示剂的颜色变化指示滴定终点，然后目测标准溶液消耗体积，计算分析结果。直接滴定法和返滴定法是最常用的滴定方式。本发明通过对传统容量法进行，适当浓度的标准液及指示剂的改进方法，先用直接滴定法测定硝酸和硫酸这两种混酸的总酸度；再用返滴定法，在待测混酸试液中准确加入稍过量的标准溶液，加热，待反应完全后，再用另一种标准溶液返滴剩余的前一种标准溶液，此滴定步骤中通过添加辅助指标剂（提高变色灵敏度、扩大检测限）来准确判断滴定终点，从而测定待测组分中硝酸的含量；最后通过计算差值得出硫酸的含量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定硫酸、硝酸混合物中各组分含量的分析方法，解决了现有技术检测成本高，检测要求条件高，存在检出灵敏度低等问题。

本发明是这样实现的，一种测定硫酸、硝酸混合物中各组分含量的分析方法，其特征在于：先用酸碱滴定法测定混合物的总酸度，再用氧化还原滴定法测定硝酸的含量，其过程通过添加辅助指示剂二苯胺磺酸钠等来提高变色灵敏度，准确判断滴定终点，最后通过计算差值得出硫酸的含量，计算式如下。

①    酸度：

…………………………（1）

②硝酸摩尔浓度：

…………………………(2)

换算成硝酸质量分数：

………………………………（3）

②       硫酸摩尔浓度：

……………………………………（4）

硫酸质量分数：

………………………………（5）

取三次平行测定结果的算术平均值为最终测定结果。

所述氧化还原滴定法测定硝酸的含量步骤为：取反应后的混酸样品稀释，加入过量的FeSO₄还原标准溶液，慢慢滴加浓硫酸，在酸性条件下HNO₃与FeSO₄生成棕色的配合物[Fe(NO)(H₂O)₅]²⁺,加热使[Fe(NO)(H₂O)₅]²分解放出NO后溶液由棕色变成黄色，冷却，再用高锰酸钾等标准溶液滴定反应后过量的FeSO₄，加二苯胺磺酸钠等做辅助指示剂，终点时颜色由黄色变为淡紫色，颜色变化敏锐。

氧化还原滴定法中采用的还原剂标准溶液为硫酸亚铁或硫酸亚铁胺。

所述标准溶液为高锰酸钾或重铬酸钾。

所述变色的指示剂为二苯胺磺酸钠或邻苯氨基苯甲酸。

所述待测溶液的硝酸含量在任意范围内。