电位滴定法测定混酸（硝酸、磷酸、冰醋酸）含量
发布时间：
2025-06-10 10:38
关键词：检测
一、应用领域
混酸（硝酸、磷酸、冰醋酸）体系广泛应用于金属表面处理（如磷化、钝化）、肥料生产（如过磷酸钙）、化工中间体合成等领域。由于混酸中各组分比例直接影响反应特性，需精确测定其含量以优化工艺参数。本应用采用电位滴定法，基于不同酸的滴定终点电位差异，结合雷磁电位滴定仪的自动化滴定功能，实现快速、准确的混酸定量分析。
二、方法原理
根据酸碱质子理论，一种物质在某种溶液中表现出的酸或碱的强度，不仅与酸碱的本质有关，也与溶剂的性质有关。基于电位滴定法，利用硝酸（强酸）、磷酸（中强酸，分步解离）、冰醋酸（弱酸）的解离常数差异，通过测量滴定过程中溶液电位变化确定终点。
1、测定混酸中硝酸
取被测样品，加入适量乙醇做溶剂，使用四丁基氢氧化铵（TBAOH）做滴定剂测定样品，有一个滴定终点。
TBAOH+HNO3 → NO3-+TBA++H2O
2、测混酸中醋酸和磷酸
取被测样品，加入适量饱和氯化钠溶液做溶剂，使用氢氧化钠溶液做滴定剂测定样品，有两个滴定终点。第一个突跃是H3PO4和HNO3被耗尽时的终点，第二个突跃是H2PO4-和HAc被耗尽时的终点。
H3PO4+HNO3+2OH- → NO3-+ H2PO4-+ 2H2O
H2PO4-+HAc+2 OH- → Ac-+ HPO42-+ 2H2O
三、实验仪器及推荐配置
雷磁ZDJ-4D/ZDJ-5D型自动电位滴定仪/ZDJ-5B型自动电位滴定仪
电极配置1：雷磁982201常规pH滴定电极
电极配置2：雷磁E-201F型pH电极、E-301F型pH电极等常规pH复合电极
四、滴定类型和方法
滴定类型：酸碱滴定
滴定方法：设置如下
1、混酸中硝酸滴定方法设置
滴定模式 | 动态滴定模式 | |
终点设置 | 终点个数 | 1 |
滴定速度 | 慢速 | |
平衡值 | 1mV | |
平衡时间 | 5s | |
最大等待时间 | 10s | |
终点突跃类型 | 小 | |
终点突跃值 | 50mV/mL | |
添加控制 | 预加体积 | 0.00mL |
预加延时 | 10s | |
最小添加体积 | 0.02mL | |
最大添加体积 | 40mL | |
搅拌器设置 | 搅拌类型 | 下搅拌 |
搅拌速度 | 30rpm | |
滴定前搅拌时间 | 60s | |
2、测混酸中醋酸和磷酸
滴定模式 | 动态滴定模式 | ||
终点设置 | 终点个数 | 2 | |
第1终点 | 第2终点 | ||
滴定速度 | 慢速 | 慢速 | |
平衡值 | 1mV | 1mV | |
平衡时间 | 5s | 5s | |
最大等待时间 | 10s | 10s | |
终点突跃类型 | 中 | 中 | |
终点突跃值 | 100mV/mL | 100mV/mL | |
添加控制 | 预加体积 | 0.00mL | |
预加延时 | 10s | ||
最小添加体积 | 0.04mL | ||
最大添加体积 | 40mL | ||
搅拌器设置 | 搅拌类型 | 下搅拌 | |
搅拌速度 | 30rpm | ||
滴定前搅拌时间 | 60s | ||
五、实验试剂
1、硝酸
自购，质量分数为65%～68%。
2、磷酸
自购，质量分数为85%。
3、醋酸
自购，质量分数为100%。
4、混酸
配制硝酸：2%（质量浓度），醋酸:10%（质量浓度），磷酸:70%（质量浓度），具体如下：
磷酸（85.0%）：实际称取85.5368g（理论称取82.3529g），
硝酸（65%～68.0%）：实际称取2.9433g（理论称取2.9412g），
醋酸（100%）：实际称取10.0015g（理论称取10g），
水：实际称取1.5184g（理论称取4.7259g）。
5、0.5mol/L氢氧化钠标准滴定溶液
称取110g氢氧化钠，溶于100mL无二氧化碳的水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮。用塑料管量取27mL上层清液，用无二氧化碳的水稀释至1L摇匀。
6、0.01mol/L四丁基氢氧化铵标准滴定溶液
量取26.3mL四丁基氢氧化铵溶液（10%，分析纯），用适量无水乙醇洗涤量筒内壁3次，将洗涤液一并转移到容量瓶中，定容至1L。
7、无水乙醇
市售。
8、饱和氯化钾溶液
在25℃环境下，称取40g左右的氯化钾倒入烧杯中，加入约 100mL蒸馏水，充分搅拌，取上清液。
六、样品分析及结果计算
1、硝酸含量分析
称取0.15g左右混酸样品，用适量的无水乙醇稀释
将滴定杯置于滴定台上，开启搅拌，约1min后，用0.01mol/L的TBAOH（四丁基氢氧化铵）作为滴定剂滴定，仪器自动判定终点并记录消耗体积
结果计算
式中：
c(TBAOH)-四丁基氢氧化铵溶液浓度，mol/L
V1-使用TBAOH滴定样品时的第一个终点体积，mL
w（HNO3）-样品中硝酸的质量百分比
M（HNO3）-硝酸的摩尔质量，63.01g/mol
2、混酸中醋酸和磷酸含量分析
称取0.15g左右混酸样品，用适量的饱和氯化钠溶液稀释
将滴定杯置于ZDJ-5B型自动滴定仪上，开启搅拌，约1min后，用0.5mol/L的NaOH作为滴定剂滴定，仪器自动判定终点并记录消耗体积
结果计算
式中：
c(NaOH)-氢氧化钠溶液浓度，mol/L
V2-使用氢氧化钠溶液滴定样品时第一个突跃点的体积，mL
V3-使用氢氧化钠溶液滴定样品时第二个突跃点的体积，mL
w（H3PO4）-样品中磷酸的质量百分比
w（HNO3）-样品中硝酸的质量百分比
w（HAc）-样品中硝酸的质量百分比
M（H3PO4）-磷酸的摩尔质量，97.994g/mol
M（HAc）-醋酸的摩尔质量，60.05g/mol
M（HNO3）-硝酸的摩尔质量，63.01g/mol
m（样品）-测定时样品的取样质量，g
七、滴定结果
1、硝酸含量测量结果：
序号 | 样品量（g） | 滴定结果（mL） | 硝酸（%） |
1 | 0.1631 | 5.0857 | 1.96 |
2 | 0.1575 | 4.8589 | 1.94 |
3 | 0.1602 | 4.9229 | 1.94 |
4 | 0.1611 | 5.0343 | 1.97 |
2、硝酸含量滴定曲线
3、混酸中醋酸和磷酸含量测量结果：
序号 | 样品量（g） | 滴定结果（mL） | 磷酸（%） | 醋酸（%） | |
第1滴定终点体积（mL） | 第2滴定终点体积（mL） |
|
| ||
1 | 0.1668 | 2.7152 | 5.9189 | 76.74 | 10.64 |
2 | 0.1636 | 2.6941 | 5.8758 | 77.67 | 10.80 |
3 | 0.1519 | 2.4574 | 5.3586 | 76.25 | 10.62 |
4 | 0.1501 | 2.4652 | 5.3775 | 77.46 | 10.79 |
4、混酸中醋酸和磷酸含量滴定曲线：
八、注意事项
本实验使用浓酸浓碱，在使用时必须佩戴合格的防护物品；
TBAOH标定时用乙醇做溶剂邻苯二钾酸氢钾微溶或是无法溶解，因而需要使用纯水做邻苯二钾酸氢钾的溶剂。使用TBAOH测定硝酸时必须使用无水乙醇做溶剂，不要在测量杯内加入其它的水，以免影响终点判定。
废液处理前请进行中和处理
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