折光法檢測溶液中氯化鈉的濃度

1  前言

我們看不到風，因為空氣是無色透明的氣體。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部流動情況。然而，在用冷開水調制白糖水時，沉在杯底的白糖周圍，常常可以看到絲帶飄動狀的融化過程，這是不同含量的糖水對光線的折射率不同而引起的，糖融化完了，濃度均勻了，這種飄動也就消失了。

水中溶解進任何物質，都會改變它的折光率，溶解的物質越多，折光率的該變量也越大。根據溶液折光率隨溶質濃度的變化規律，可以用折光儀簡便的測出水溶液中溶質的濃度。

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

2  測定原理及方法

配置一系列氯化鈉標準溶液，通過測試其折光率繪制氯化鈉濃度和折光的標準曲線，測定未知濃度的折光率后通過標準曲線得出該樣品的濃度。

3  實驗儀器

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  實驗步驟

儀器準備，開機后設定溫度為20℃.

測定方法：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的標準溶液，搖勻后備用。待折光儀溫度穩定在設定溫度后用蒸餾水校準機器。分別測定標準溶液的折光率，并繪制標準曲線。

6  測試結果

1）實驗數據

7  結果與討論

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

N=k.C

其中，系數K，也就是直線的斜率大小決定溶質的種類。

常用幾種溶質的K值

把這介質的濃度與其折光率的關系做在圖上，可得到一條直線。由于關系簡單，在生產現場用折光儀測定單一溶質溶液的濃度非常方便。比如測定氯堿工業中氯化鈉的濃度，上表中的相乘系數是K值的倒數，即1/K，將公式變為C=1/k*N，可用于從折光儀讀數計算溶液的濃度。將測得的折光儀讀數N乘上該溶質的相乘系數1/K，即得到所測溶液的濃度。