電位滴定法檢測水泥中氯離子含量

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，堅固耐久，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。水泥中含雜質較多，其中有很多是有害的，比如氯離子。

普遍研究認為因Cl^-的存在，水泥混凝土結構內部所發生的“電化反應”是導致鋼筋銹蝕、造成水泥混凝土結構危害的一個重要原因。通過深入分析我們發現，除了“電化反應”外，水泥混凝土結構內發生的“氧化反應”和“堿骨料反應”及“酸堿腐蝕反應”也是造成水泥混凝土結構危害不可忽視的原因。在水泥混凝土結構內所發生的“電化反應”、“氧化反應”、“堿骨料反應”及“酸堿腐蝕反應”過程中，Cl^-始終對這些危害反應的發生起著“誘導”作用。這種“誘導”作用，主要是由Cl^-的特性及與它相結合的堿金屬、堿土金屬離子Mx⁺所構成的離子化合物MClx的性質所決定的。因此測定水泥中的氯離子含量非常重要。本文參照水泥最新國標中氯離子的電位滴定測定方法，得到了良好的結果。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

T960自動電位滴定儀，氯電極，

雙鹽橋甘汞電極、電爐

2.2 試劑

氯離子標準溶液（0.02mol/L），硝酸銀標準滴定溶液（0.02mol/L）、硝酸（1+1），過氧化氫（30%）、實驗用三級水。

3 實驗方法

3.1 實驗步驟

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氯離子標準溶液（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。用硝酸銀標準滴定溶液逐漸滴定，滴定至mV值讀數變化不大時為止。用二次微商法計算出消耗的硝酸銀標準滴定溶液的體積。二次微商法的計算參見附錄。

空白試驗吸取2.00mL氯離子標準溶液放入滴定杯中，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。用硝酸銀標準溶液滴定。

3.2 儀器參數

4 結果與討論

4.1 實驗結果

空白體積：2.000mL。

式中：

T --硝酸銀標準滴定溶液對氯離子的滴定度，單位為毫克每毫升（mg/mL）；

c --硝酸銀標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升（moL/L）；

35.45 --氯離子的摩爾質量，單位為克每摩爾（g/moL）。

氯離子含量計算公式：

式中：

X --氯離子的含量，%；

V₁ --樣品試驗消耗硝酸銀標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；

V₀ --空白試驗消耗硝酸銀標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；

T --硝酸銀標準滴定溶液對氯離子的滴定度，單位為毫克每毫升（mg/mL）；

m --試料的質量，單位為克（g）。

4.2 滴定圖譜

4.3 結論

國標要求重復性限為0.005%，本次實驗結果最大差值是0.0049%，符合文獻對于重復性限的要求。實驗證明T960電位滴定儀滿足水泥國標中對于氯離子含量的測定要求。

參考文獻

[1] GB/T 176-2017 水泥化學分析方法[S].

附錄

1、水泥氯離子原始數據

接上表

2、電位滴定法測定氯離子時計量點的計算實例

紅色虛線區域計算如下：

計量點在最大的Δ/mV（第三列），即在6.002mL和6.102mL之間。由Δ²/mV（第四列）按下式計算在0.10間隔的準確計量點：

a是第二列讀數之差

b是第三列數據之差“二次微分”。