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摘要：通过试验研究论证利用721型分光光度计，在酸性介质中，钡离子与硫酸根离子生成难溶硫酸钡，使溶液浑浊，采用乙醇作稳定剂，利用分光光度计进行比色，并对一组氯化钙产品中硫酸根质量分数进行快速测定，测定结果与重量法测定结果进行分析和比较，证明该方法能够为客户提供准确、可靠的分析结果，是一种准确测定氯化钙中硫酸根的快速分析方法。
关键词：氯化钙 硫酸根 氯化钡 快速测定
1 引言
硫酸根含量是客户要求中一个非常重要的指标，GB/T 23941-2009国家标准中采用重量法，该方法主要的缺点是操作手续繁琐，条件不易控制如：需控制酸度、掌握氯化钡的加入量以及其他因素干扰。试样需要经过沉淀、过滤、洗涤、灼烧、恒重等过程，耗时长约8－9h、能耗高。本文采用钡离子与硫酸根离子生成难溶的硫酸钡，使溶液浑浊，然后用比色计进行比色测定、计算。通过查阅相关资料和实验条件的选择测定，从而得出了测定过程中各个条件的最佳控制值。本方法利用仪器分析代替化学分析，从而节约了大量的人力和物力。能及时的为客户及生产提供可靠数据。
2 试验部分
2.1 主要试剂与仪器
2.1.1试剂：
盐酸溶液（1+1）
氯化钡溶液（120g/L）
乙醇溶液（50%体积比）
硫酸盐标准比浊溶液：经100—105℃干燥的优级纯K2SO4 0.1814g,水溶解后定容于1000ml容量瓶中，SO42-溶液浓度为0.1mg/ml。
2.1.2仪器：
721型分光光度计 分析天平 电炉 烧杯 容量瓶 吸量管 漏斗
3 条件选择
3.1试验酸度及氯化钡加入量的选择
3.1.1酸度
通过查找资料，经过分析得出盐酸的加入量一般为2ml(1+1),因为氯化钙产品中有水不溶物，经过实验得知，里面的绝大多为酸溶物。为了补充反应用去的盐，以保证其溶液中的酸性条件，所以在分析实验时应多加些盐酸。
3.1.2氯化钡加入量
经过对照比对，在HB/T2327—92中要求氯化钡的加入量为10ml,因为氯化钡为有毒化学试剂，经过比对，在本试验方法中选择氯化钡的加入量为5ml。
3.2 实验溶液需要过滤
通过资料及实验得出，样品在加入盐酸后要用中速定性滤纸过滤。再进行以下操作步骤。
3.3 测定波长的选择
将试验样品加入2ml盐酸（1+1），置于电炉上低温加热至沸，冷却过滤，将滤液置于电炉上加热至沸，加入10ml无水乙醇，再缓慢加入5ml氯化钡溶液。继续煮沸2分钟。稍冷后，将试验溶液定容到250ml容量瓶中。放置15分钟。经过试验得出透射比浊在440—720nm波长下均可测定，但随着波长的增大，吸光度下降。试验结果如表1。
表1 波长分段选择表
样 品 | 波 长（nm） |
420 | 440 | 450 | 455 | 460 | 465 | 470 | 475 | 480 | 540 |
吸光度 | 1 | 无法调满 | 0.019 | 0.020 | 0.020 | 0.021 | 0.019 | 0.018 | 0.016 | 0.013 | 0.008 |
2 | 无法调满 | 0.071 | 0.073 | 0.074 | 0.074 | 0.072 | 0.070 | 0.069 | 0.066 | 0.056 |
由表1试验结果显示，选择波长为460nm。
3.4 静置时间的选择
将试验样品加入2ml盐酸（1+1），置于电炉上低温加热至沸，冷却过滤，将滤液置于电炉上加热至沸，加入10ml无水乙醇，再缓慢加入10ml氯化钡溶液。继续煮沸2分钟。稍冷后，将试验溶液定容到250ml容量瓶中。静置5、10、15、20、40分钟，在460nm的波长处，选用3cm比色皿比色。试验结果如表2。
表2 静置时间对比表
SO42-% | 静 置 时 间（min） |
5 | 10 | 15 | 20 | 40 |
1 |
0.0115
|
0.0161
|
0.0274
|
0.0270
| 0.0268 |
2 |
0.0103
|
0.0134
|
0.0232
|
0.0230
| 0.0229 |
由表2得出，选择静置时间为15分钟。
3.5 乙醇加入量的选择
乙醇的作用可使低含量的SO42-沉淀完全，使测定结果稳定。经过试验分析得出，实验结果见表3。
表3 乙醇加入量对比表
SO42-% | 乙 醇（ml） |
0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
1 | 0.0212 | 0.0230 | 0.0272 | 0.0273 | 0.0251 |
2 | 0.0182 | 0.0204 | 0.0265 | 0.0262 | 0.0237 |
由表3得出，本方法采取使用5ml乙醇加入量。
3.6 标准工作曲线绘制
在一组200mL烧杯中，加入0.8ml盐酸，分别加入0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL硫酸盐标准比浊溶液加水至约40 mL，置于电炉上低温加热至沸，冷却过滤，将滤液置于电炉上加热至沸，加入2ml无水乙醇，再缓慢加入2ml氯化钡溶液。继续煮沸2分钟。稍冷后，将试验溶液冷却后定容到一组100ml容量瓶中。放置15分钟。以试剂空白为参比，选用3cm的比色皿，在460nm的波长下测定溶液的吸光度，绘制标准工作曲线，计算回归方程和相关系数。
4 氯化钙中硫酸根离子的分析方法
称取10g（精确到0.001g）试样于250ml烧杯中，加2ml盐酸（1+1），置于电炉上低温加热至沸，冷却过滤，将滤液置于电炉上加热至沸，加入5ml无水乙醇，再缓慢加入5ml氯化钡溶液。继续煮沸2分钟。稍冷后，将试验溶液定容到250ml容量瓶中。放置15分钟。以试剂空白为参比，选用3cm的比色皿，在460nm的波长下测定溶液的吸光度在标准曲线上找出对应的浓度，并计算出硫酸根的含量。
分析结果以质量百分数表示硫酸根的含量。
SO42-%＝ ×100
式中： m1———由工作曲线上查得的试样溶液中硫酸根的质量。
m———试样的质量。
5 方法准确度的测定
在上述定条件下，用快速法对4种氯化钙样品进行测定，结果与HG/T2327－92中标准法（重量法）测定的质量分数测量结果相比较，结果见表4。
表4 标准法与快速分析法对比表
样品 | SO42-% |
标准法 | 快速法 |
1 | 0.028 | 0.027 |
2 | 0.031 | 0.029 |
3 | 0.018 | 0.019 |
4 | 0.020 | 0.019 |
经计算得出：
S1=0.0066 S2=0.0046
n1=4 n2=4
F计算= = = =2.06
F大=f1-1=4-1=3
F小=f2-1=4-1=3
选择95%置信度，查得F=9.28,
因1.82<9.28即F计算2与S1之间无明显差别，可以继续进行t检验：
SP=0.0060
=0.12
f1= n1+n2-2=4+4-2=6
选择95%置信度，经查理论统计t检验表,当自由度为6时,t=2.45,
因0.12<2.45,所以两次测定结果 与 ，无显著性差别，所以可以用快速分析方法代替标准法。
6 结论
利用分光光度法对成品氯化钙中的硫酸根离子进行快速测定，过程中省略了沉淀、过滤、洗涤、灼烧、恒重等实验过程，本文证明该方法在实际生产中，能够满足生产的要求，能够为客户提供及时有效的数据，是一种快速、准确测定成品氯化钙中硫酸根离子的方法。
参考文献
1 化验员实用手册/夏玉宇主编，—2版，—北京；化学工业出版社，2004.11
2 定量化学分析实验/胡伟光、张文英主编，—北京；化学工业出版社，2004
3.魏琴 工业分析【M】.北京:中国科学技术出版社,2002
4.《生产质量控制》 张云洪主编.武汉:武汉理工大学出版社2002.8
5.许龙福 硫酸钡比浊法测定食盐中的硫酸根。理化检验—化学分册，1995.1
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