劉守鳳

(福建省三明同晟化工有限公司，365000)

引言

由于二氧化硅生產(chǎn)中，其可溶性解離鹽(以硫酸鈉計(jì))的百分含量對(duì)生產(chǎn)控制尤其重要。生產(chǎn)過(guò)程中，控制硫酸鹽含量的多少，會(huì)影響到最終產(chǎn)品的這一項(xiàng)出廠指標(biāo)和使用效果，故生產(chǎn)過(guò)程要求能快速檢測(cè)其含量。本方法對(duì)此有一定的生產(chǎn)應(yīng)用意義。本研究通過(guò)模擬在“測(cè)定不同含量沉淀水合二氧化硅水懸浮液pH值的測(cè)定”中，稱樣量和加水量的計(jì)算，人為添加一定量(通過(guò)計(jì)算)的硫酸鈉，應(yīng)用線性回歸方程繪制硫酸鈉水溶液濃度與電導(dǎo)率的線性關(guān)系。生產(chǎn)中通過(guò)利用測(cè)定其pH水分散體懸浮液后的溶液，再測(cè)電導(dǎo)率(這樣測(cè)定更快，而不需另外再配二氧化硅水溶液測(cè)電導(dǎo)率)，代入不同二氧化硅濃度水分散體中硫酸鈉含量與電導(dǎo)率線性回歸方程中計(jì)算出其硫酸鹽的含量(以硫酸鈉計(jì))，通過(guò)回收率等實(shí)驗(yàn)計(jì)算，結(jié)果能滿足測(cè)定要求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無(wú)水硫酸鈉(優(yōu)級(jí)純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))，沉淀水合二氧化硅樣品數(shù)份，新鮮的蒸餾水(符合GB/T 6682的二級(jí)水)。

1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫烘干箱，干燥器，三角錐形瓶，電導(dǎo)率儀(雷磁DDS-307A，鉑黑電極常數(shù)：0.954。)，電子天平(萬(wàn)分之一)，移液管，容量瓶等。

1.3 試液的制備

1.3.1 10%二氧化硅水分散體：按照《橡膠配合劑 沉淀水合二氧化硅水懸浮液pH值的測(cè)定(HG/T 3067-2008)》[1]，稱取3.0g二氧化硅溶于30mL蒸餾水制得濃度為10%二氧化硅水分散體的懸浮液。

1.3.2 硫酸鈉溶液的配制：將優(yōu)級(jí)純無(wú)水硫酸鈉于105℃烘箱中烘至恒重，放入干燥器冷卻30min后配制。

1.3.3 不同質(zhì)量的硫酸鈉溶液：模擬配制10%沉淀水合二氧化硅中含有硫酸鹽含有量方法(以硫酸鈉計(jì))，往30mL的蒸餾水中添加不同質(zhì)量的硫酸鈉使其成不同濃度的硫酸鈉水溶液，測(cè)定不同濃度的硫酸鈉含量所對(duì)應(yīng)的水溶液電導(dǎo)率。

1.3.3.1 模擬配制10%沉淀水合二氧化硅含量方法，往30mL的蒸餾水中添加不同質(zhì)量的硫酸鈉計(jì)算,并測(cè)出電導(dǎo)率如下：

①按水合二氧化硅中含有0.2%硫酸鈉含量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率344 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X1=0.2×3g÷100=0.006(g)

W1=0.006g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=0.2%

②按水合二氧化硅中含有0.4%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率636 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X2=0.4×3g÷100=0.012(g)

W2=0.012g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=0.4%

③按水合二氧化硅中含有0.6%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率926 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X3=0.6×3g÷100=0.018(g)

W3=0.018g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=0.6%

④按水合二氧化硅中含有0.8%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率1211 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X4=0.8×3g÷100=0.024(g)

W4=0.024g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=0.8%

⑤按水合二氧化硅中含有1.0%硫酸鹽含量量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率1488us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X5=1.0×3g÷100=0.03(g)

W5=0.030g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=1.0%

⑥按水合二氧化硅中含有1.2%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率1663us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X6=1.2×3g÷100=0.036(g)

W6=0.036g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=1.2%

⑦按水合二氧化硅中含有1.4%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的純硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率1997 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X7=1.4×3g÷100=0.042(g)

W7=0.042g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=1.4%

⑧按水合二氧化硅中含有1.6%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的純硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于30mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率2190 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X8=1.6×3g÷100=0.048(g)

W8=0.048g(Na2SO4)÷3g(樣品)×100%

=1.6%

1.3.4 5%二氧化硅水分散體系：按照《口腔清潔護(hù)理用品 牙膏用二氧化硅(QB/T 2346-2015)》[2]標(biāo)準(zhǔn)中pH值的測(cè)定，稱取3.5g二氧化硅溶于66.5mL蒸餾水方法制得濃度為5%二氧化硅水懸浮液，(因?yàn)椤犊谇磺鍧嵶o(hù)理用品 牙膏用二氧化硅(QB/T 2346-2015)》中指標(biāo)，總鹽的含量≤2%，所以曲線的最大點(diǎn)只設(shè)置到2%)。

1.3.5 不同質(zhì)量的硫酸鈉溶液： 模擬配制5%沉淀水合二氧化硅含量方法，往66.5mL的蒸餾水中添加不同質(zhì)量的硫酸鈉使其成不同濃度的硫酸鈉水溶液，測(cè)定不同濃度的硫酸鈉含量所對(duì)應(yīng)的水溶液電導(dǎo)率

1.3.5.1 模擬配制5%沉淀水合二氧化硅含量方法，往66.5mL的蒸餾水中添加不同質(zhì)量的硫酸鈉計(jì)算，并測(cè)出電導(dǎo)率如下：

①按水合二氧化硅中含有0.4%硫酸鈉含量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率288 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X1=0.4×3.5g÷100=0.014(g)

W1=0.014g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

=0.4%

②按水合二氧化硅中含有0.6%硫酸鹽含量量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率505 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X2=0.6×3.5g÷100=0.021(g)

W2=0.021g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

=0.6%

③按水合二氧化硅中含有0.8%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的硫酸鈉的質(zhì)量，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率687us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X3=0.8×3.5g÷100=0.028(g)

W3=0.028g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

=0.8%

④按水合二氧化硅中含有1.0%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的純硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率814 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X4=1.0×3.5g÷100=0.035(g)

W4=0.035g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

=1.0%

⑤按水合二氧化硅中含有1.2%硫酸鹽含量量算出相當(dāng)量的純硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率947us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X5=1.2×3.5g÷100=0.042(g)

W5=0.042g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

=1.2%

⑥按水合二氧化硅中含有1.4%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的純硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率1169us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X6=1.4×3.5g÷100=0.049(g)

W6=0.049g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

=1.4%

⑦按水合二氧化硅中含有1.6%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的純硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率1305us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X7=1.6×3.5g÷100=0.056(g)

W7=0.056g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

=1.6%

⑧按水合二氧化硅中含有2.0%硫酸鹽含量算出相當(dāng)量的純硫酸鈉的質(zhì)量數(shù)，溶解于66.5mL蒸餾水，所測(cè)定出電導(dǎo)率1650 us/cm。

硫酸鈉質(zhì)量計(jì)算:

X8=2.0×3.5g÷100=0.07(g)

W8=0.07g(Na2SO4)÷3.5g(樣品)×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 硫酸鈉含量與電導(dǎo)率關(guān)系

2.1.1 10%二氧化硅水分散體硫酸鈉含量與電導(dǎo)率關(guān)系

模擬配制10%沉淀水合二氧化硅pH值測(cè)定用的懸浮液方法，往30mL的蒸餾水中添加不同質(zhì)量的硫酸鈉使其成不同濃度的硫酸鈉水溶液，測(cè)定不同濃度的硫酸鈉含量所對(duì)應(yīng)的水溶液電導(dǎo)率；其測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1，繪制出折算為10%水分散體中沉淀水合二氧化硅中硫鈉百分含量與電導(dǎo)率的工作曲線及線性方程見(jiàn)圖1，其工作曲線的線性方程為：

y=132232x+116.79; R2=0.9967。

表1 二氧化硅10%水分散體中不同硫酸鈉 含量與電導(dǎo)率測(cè)定數(shù)據(jù)

圖1 水合二氧化硅10%水分散體硫酸鈉與電導(dǎo)率工作曲線

2.1.2 5%二氧化硅水分散體系硫酸鈉含量與電導(dǎo)率關(guān)系

模擬配制5%沉淀水合二氧化硅pH值測(cè)定用的懸浮液方法，往66.5mL的蒸餾水中添加不同質(zhì)量的硫酸鈉使其成不同濃度的硫酸鈉水溶液，測(cè)定不同濃度的硫酸鈉含量所對(duì)應(yīng)的水溶液電導(dǎo)率；其測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2，繪制出折算為5%水分散體系中沉淀水合二氧化硅中硫酸鈉百分含量與電導(dǎo)率的工作曲線及線性方程見(jiàn)圖2，其工作曲線的線性方程為：工作曲線的線性方程為：

y=83066x-13.872；R2=0.9968

表2 二氧化硅5%水分散體中不同硫酸鈉 含量與電導(dǎo)率測(cè)定數(shù)據(jù)

圖2 水合二氧化硅5%水分散體硫酸鈉與電導(dǎo)率工作曲線

2.2 加標(biāo)回收與精密度實(shí)驗(yàn)

往5%水分散體系沉淀水合二氧化硅懸浮液和10%水分散體系沉淀水合二氧化硅懸浮液分別加入0.2%和0.4%無(wú)水硫酸鈉進(jìn)行回收率試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 水分散體系沉淀水合二氧化硅 懸浮液回收率試驗(yàn)結(jié)果

2.4 橡膠用氧化硅與牙膏用氧化硅樣品硫酸鹽含量檢測(cè)

依1.3.1及1.3.3方法分別對(duì)橡膠用二氧化硅與牙膏用二氧化硅配制成10%水分散體系和5%水分散體系懸浮液，分別測(cè)定其電導(dǎo)率，并將測(cè)得的電導(dǎo)率代入相應(yīng)的水分散體水合二氧化硅硫酸鈉含量與電導(dǎo)率的工作線性方程中，計(jì)算得出相應(yīng)的樣品硫酸鹽的百分含量(以硫酸鈉計(jì))，結(jié)果見(jiàn)表4。從表4的測(cè)定結(jié)果可以看出：沉淀水合二氧化硅中硫酸鹽含量，通過(guò)電導(dǎo)率測(cè)定，不管是配成10%還是5%的水分散體懸浮液，得到的檢測(cè)結(jié)果都符合要求。

表4 二氧化硅10%水分散體與二氧化硅 5%水分散體硫酸鹽含量檢測(cè)結(jié)果比較

3 討論與結(jié)論

按照《橡膠配合劑 沉淀水合二氧化硅水懸浮液pH值的測(cè)定(HG/T 3067-2008)》及《口腔清潔護(hù)理用品 牙膏用二氧化硅(QB/T 2346-2015)》標(biāo)準(zhǔn)中pH值的測(cè)定，本研究通過(guò)模擬測(cè)定“10%沉淀水合二氧化硅水懸浮液和5%沉淀水合二氧化硅水懸浮液”的水溶液中，通過(guò)添加一定質(zhì)量的無(wú)水硫酸鈉，應(yīng)用線性回歸方程繪制硫酸鈉水溶液濃度與電導(dǎo)率的工作曲線圖，生產(chǎn)中通過(guò)測(cè)定其pH后的水分散體懸浮液的電導(dǎo)率，代入不同二氧化硅濃度水分散體系中硫酸鈉含量與電導(dǎo)率線性回歸方程中計(jì)算出其硫酸鹽的含量(以硫酸鈉計(jì))；其檢測(cè)方法滿足測(cè)定要求，為二氧化硅生產(chǎn)過(guò)程中能快速測(cè)定其硫酸鹽含量及控制產(chǎn)品硫酸鹽含量提供了較為可靠的測(cè)定方法。