蘇秀霞， 姚寶晶， 趙 艷

(陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院, 陜西 西安 710021)

0 前 言

次氯酸鈉溶液的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，在常溫下可發(fā)揮高效的漂白、殺菌和氧化作用，是國(guó)內(nèi)外使用最普遍、應(yīng)用最廣泛的含“氯”漂白、消毒劑、防腐劑和水的凈化劑，特別是在生產(chǎn)規(guī)模較小的衛(wèi)生紙廠、紗布和織帶等生產(chǎn)廠家直接用于漂白工序的就是成品次氯酸鈉溶液.然而，次氯酸鈉溶液的穩(wěn)定性較差，極易分解[1-3].由于次氯酸鈉溶液的不穩(wěn)定性，在貯運(yùn)過(guò)程中會(huì)漸漸失去有效氯，產(chǎn)品的漂白、殺毒作用也隨之降低，因此成為這類產(chǎn)品在運(yùn)輸、貯存和使用中存在的一大問(wèn)題[4].此外，工業(yè)次氯酸鈉在與其他試劑如表面活性劑、緩蝕劑、香精等材料復(fù)配使用時(shí)，在穩(wěn)定性等方面也存在一定缺點(diǎn)，從而限制了它的使用量和存儲(chǔ)期[5].提高次氯酸鈉溶液的穩(wěn)定性已成為該產(chǎn)品生產(chǎn)及相關(guān)企業(yè)高度重視和迫切需要解決的重要課題.目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)次氯酸鈉穩(wěn)定性方面的研究尚未成熟，表現(xiàn)在：(1)還沒(méi)有一個(gè)成熟的、工業(yè)化的次氯酸鈉溶液穩(wěn)定的技術(shù)成果.(2)還沒(méi)有一種價(jià)格低廉、應(yīng)用方便、無(wú)毒副作用、應(yīng)用效果顯著的工業(yè)化的保持次氯酸鈉溶液穩(wěn)定劑.(3)對(duì)次氯酸鈉溶液加入穩(wěn)定劑后的穩(wěn)定機(jī)理尚不明確，需更進(jìn)一步探索和研究.本課題的主要內(nèi)容是找到幾種價(jià)廉、方便、無(wú)毒副作用的穩(wěn)定劑，然后將其進(jìn)行復(fù)配，找出最好的復(fù)配穩(wěn)定劑的組成和它的最佳用量.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

容量瓶，燒杯，烘箱，碘量瓶，分析天平，磨口玻璃瓶，大肚移液管，量筒，酸式滴定管.

可溶性淀粉，NaClO溶液，Na2S2O3·5H2O，KI，濃HCl，Na2CO3，NaHCO3，Na2SiO3，KBr，NaCl.以上試劑均為分析純，K2Cr2O7為優(yōu)級(jí)純.

1.2 有效氯含量測(cè)定

方法：取5 mL次氯酸鈉原液置于內(nèi)裝有50 mL水的100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，從中取10 mL到250 mL的碘量瓶中，加入10% KI溶液5 mL，6 mol/L HCl溶液5 mL，蓋好瓶塞，搖勻，水封，放置暗處5 min，使反應(yīng)進(jìn)行完全.取出碘量瓶，用50 mL蒸餾水稀釋，立即用0.1 mol/L的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色，再加入0.5%的淀粉溶液2 mL，繼續(xù)滴定至溶液由藍(lán)色突然消失，即為滴定終點(diǎn).

記錄Na2S2O3溶液的體積消耗，再重復(fù)測(cè)兩次，最后由公式計(jì)算出有效氯含量.

有效氯含量的計(jì)算公式如下[6]:

PCl= (CNa2S2O3×VNa2S2O3×MCl)/(2×V樣) ×100%

式中：CNa2S2O3—Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L;VNa2S2O3—Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL;MCl—Cl原子的摩爾質(zhì)量，g/mol;V樣—次氯酸鈉溶液的體積，mL.

1.3 單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.1 最佳穩(wěn)定劑的選擇

查閱已有的資料和文獻(xiàn)，了解市場(chǎng)以及目前各研究單位的研究情況，根據(jù)次氯酸鈉溶液的分解機(jī)理，找出可以抑制其分解的物質(zhì)，在眾多的物質(zhì)中挑選出作用效果好的幾種穩(wěn)定劑.其選擇方法如下：將不同的穩(wěn)定劑加入到次氯酸鈉溶液中，用碘量法測(cè)定80 ℃下放置6 h后的有效氯的含量，選擇使有效氯含量降低最少的穩(wěn)定劑.

1.3.2 穩(wěn)定劑最佳用量的確定

將1.3.1中所選的穩(wěn)定劑按不同的用量分別加入到次氯酸鈉溶液中，用碘量法分別測(cè)定80 ℃下，放置6 h時(shí)有效氯的含量，選擇使有效氯含量降低最少的穩(wěn)定劑.

1.3.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取1 g穩(wěn)定劑，溶解于250 mL燒杯中，攪拌使其完全溶解，移入500 mL容量瓶中，稀釋至刻度.取6個(gè)100 mL容量瓶，分別用5 mL移液管吸取5 mL的NaClO溶液至容量瓶中.

1號(hào)試樣作為空白實(shí)驗(yàn)，不加任何穩(wěn)定劑；2號(hào)試樣加2 mL上述配制的Na2SiO3溶液；3號(hào)加5 mL；4號(hào)加10 mL；5號(hào)加25 mL；6號(hào)加50 mL.

取6個(gè)100 mL磨口玻璃瓶分別編號(hào)1，2，3，4，5，6，將上述6個(gè)容量瓶里的溶液分別轉(zhuǎn)移到這6個(gè)瓶中，在80 ℃的溫度下放置6 h，測(cè)定其有效氯含量，記錄消耗的VNa2S2O3, mL.

1.4 復(fù)配實(shí)驗(yàn)

由表1可以看出，在加入一種穩(wěn)定劑的情況下，Na2CO3和NaCl的穩(wěn)定效果最好，在80 ℃的情況下放置6 h后的有效氯含量分別只降低了0.158 1%和0.194 9%，因此在復(fù)配時(shí)首先選擇了這兩種試劑作為穩(wěn)定劑.硅酸鈉雖然在單因素分析時(shí)效果不是很明顯，但是有關(guān)文獻(xiàn)記載，它在與其他穩(wěn)定劑復(fù)配時(shí)有相當(dāng)好的效果[7].因此，在復(fù)配實(shí)驗(yàn)中也被選作一種穩(wěn)定劑.

實(shí)驗(yàn)方法：稱取1 g要加入的穩(wěn)定劑，溶解于250 mL燒杯中，用玻璃棒攪拌使其完全溶解，再移入500 mL容量瓶中，稀釋到刻度.固定一種穩(wěn)定劑的量，讓另外一種量改變，測(cè)定在80 ℃的溫度下放置6 h后的有效氯含量，記錄消耗的VNa2S2O3mL.將選出的效果好的穩(wěn)定劑按不同的用量進(jìn)行復(fù)配，按照1.3.1中所陳述的方法進(jìn)行篩選，確定出最佳復(fù)配穩(wěn)定劑的配方.

2 結(jié)果與討論

2.1 單一穩(wěn)定劑結(jié)果

2.2 加入穩(wěn)定劑Na2CO3和Na2SiO3的結(jié)果(表2)

2.3 加入穩(wěn)定劑Na2CO3和NaCl的結(jié)果(表3)

2.4 討論

加入一種穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果顯然沒(méi)有加入兩種的好.

由表1看出加入一種穩(wěn)定劑的情況下，Na2CO3用量為5 mL時(shí)效果最好，在80 ℃時(shí)放置6 h的有效氯含量只降低了0.158 1%.

由表2和3看出在加入兩種穩(wěn)定劑的情況下，Na2SiO3的量為15 mL時(shí)同時(shí)加入50 mL的Na2CO3穩(wěn)定效果最好，在80 ℃時(shí)放置6 h后有效氯含量?jī)H降低了0.054 6%，基本不變.

表1 分別加入各種穩(wěn)定劑于80 ℃下放置6 h的有效氯百分含量

表2 加入穩(wěn)定劑Na2CO3與Na2SiO3于80 ℃下放置6 h的有效氯百分含量

表3 加入穩(wěn)定劑Na2CO3與NaCl于80 ℃下放置6 h的有效氯百分含量

在不加任何穩(wěn)定劑的情況下，有效氯降低基本上都達(dá)到了0.35%左右，可見(jiàn)加入穩(wěn)定劑后穩(wěn)定效果相當(dāng)明顯.

3 結(jié)論

(1)加入一種穩(wěn)定劑時(shí)，Na2CO3、NaCl對(duì)次氯酸鈉溶液有較好的穩(wěn)定效果.

(2)Na2SiO3單獨(dú)作為穩(wěn)定劑時(shí)，穩(wěn)定效果不明顯，但是復(fù)配使用時(shí)卻有很好的效果.

(3)單一穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果顯然沒(méi)有復(fù)配效果好.

(4)在100 g次氯酸鈉溶液中加入0.03 g Na2SiO3和0.1 g Na2CO3作為復(fù)配穩(wěn)定劑，可以確保次氯酸鈉溶液在儲(chǔ)存期間有效氯濃度不至很快降低.

參考文獻(xiàn)

[1] Deroux J, Rat M L, Compagono J P. Stable solution of sodium hypochlorite[P]. US 5273678, 1993.

[2] 邵黎歌, 陳 卿. 次氯酸鈉的分解特性及提高其穩(wěn)定性能的途徑[J]. 氯堿工業(yè), 1997,(4):21-24.

[3] 張春逢, 潘 明. 次氯酸鈉水溶液穩(wěn)定性的研究[J]. 齊魯石油化工, 1998,26(1) :22-23.

[4] 付大任, 韓效琴. 力得消毒劑殺菌作用及其穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)觀察[J]. 中國(guó)消毒學(xué)雜志, 1995,12(3):137.

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[6] 劉積靈, 董 薇, 張玉坤. 次氯酸鈉水溶液穩(wěn)定性的研究及應(yīng)用[J]. 中國(guó)氯堿, 2004, 6(11):62-65.

[7] 楊衛(wèi)國(guó). 次氯酸鈉水溶液的穩(wěn)定技術(shù)[J]. 中國(guó)氯堿, 2004,(11): 20.