一种工业氯磺酸的分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工产品的分析方法，特别涉及一种工业氯磺酸的分析方法。
【背景技术】
[0002] 氯磺酸（化学式：HSO3Cl)是一种无色或淡黄色的液体，具有辛辣气味，在空气中 发烟，是硫酸的一个一 OH基团被氯取代后形成的化合物。分子为四面体构型，取代的基团 处于硫酸与硫酰氯之间，有催泪性，主要用于有机化合物的磺化，制取药物、染料、农药、洗 涤剂等。
[0003] 现行《工业氯磺酸》国家标准GB/T 13549-2008中对氯磺酸的质量分数的测定方 法主要有化学滴定法和电位滴定法。
[0004] 现行测定方法的理论基础：将氯磺酸产品看作是由三氧化硫、氯化氢和水组成的。 将三氧化硫、氯化氢和水的质量分数之和计为100%，然后根据水的质量分数计算出硫酸的 质量分数。
[0005] 水在氯磺酸中是不存在的，水的质量分数只在计算过程中用到一一将水的质量分 数折算成硫酸的质量分数或将其折算到其消耗三氧化硫的质量分数。计算过程中将除三氧 化硫、氯化氢和水以外的其它杂质都作为水进行计算，从公式上看，只要公式中使用到水的 质量分数（ω 3)的计算都要乘以一个较大的系数，这对计算结果将带来一定的误差：一是硫 酸的质量分数偏高；二是α值偏大；三是在氯化氢过量的情况下，氯磺酸的质量分数偏低。 对质量稍差一些（杂质含量高）的产品计算结果误差会更大一些。
[0006] 另外，化学滴定法在测定氯化氢含量过程中，滴定终点不明显，较难判断，由此给 测定结果带来一定的误差；电位滴定法在操作过程中称取样品的量约1克，称取样品的量 较多，实际操作中易发生安瓿球破裂样品灼伤检验人员的危险。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的缺陷，本发明提供一种对生产控制和产品质量控制具有重要实用 价值的简便、准确、安全、可靠的工业氯磺酸的分析方法。
[0008] 本发明解决上述技术问题采用了的技术方案为：一种工业氯磺酸的分析方法，包 括以下步骤：
[0009] (a)样品准备：取一干燥安瓿球称量，在微火上将球部烤热，迅速将毛细管插入装 有试样的瓶中，吸取m克试样，立即熔封毛细管尖端，并用火将毛细管外壁沾附的酸液烤 干，冷却后再称量；将安瓿球置于盛有80mL水的碘量瓶中，塞上瓶塞，瓶外用毛巾或双层纱 布包好，振荡使安瓿球破碎，放置lOmin，继续振荡lmin，使生成的酸雾全部吸收，用玻璃棒 压碎安瓿球的毛细管，用水冲洗瓶塞、瓶颈及玻璃棒，摇匀溶液，得到试液备用；
[0010] (b)滴定分析：将步骤（a)得到的试液移至烧杯中，加水至120mL后，插入玻璃电 极和饱和甘汞电极，用浓度为C 1摩尔/升的氢氧化钠标准滴定溶液作电位滴定，按二级微 商法的规定确定终点，得到滴定消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积V 1;取出玻璃电极，用 水冲洗，将电极沾附的试液洗入烧杯中，加入3滴1+2硫酸溶液和5mL淀粉溶液，插入银电 极，用浓度为C2摩尔/升的硝酸银标准滴定溶液作电位滴定，按二级微商法的规定确定终 点，得到滴定消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积V 2;
[0011] (C)结果计算：以氯磺酸是由三氧化硫、氯磺酸、硫酸组成的理论体系推出计算方 法，其中：
[0012] 按以下公式计算三氧化硫的质量分数ω1:
[0014] 式中：
[0015] C1--氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L);
[0016] V1--滴定消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL);
[0017] C2一一硝酸银标准滴定溶液的浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L);
[0018] V2--滴定消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL);
[0019] m--步骤（a)中试样的质量的数值，单位为克（g);
[0020] M1一一硫酸的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol);
[0021] M2一一三氧化硫的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol);
[0022] M3一一氯化氢的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol);
[0023] 按公式
计算氯化氢的质量分数ω2:
[0024] 式中：
[0025] C2一一硝酸银标准滴定溶液的浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L);
[0026] V2一一滴定消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL);
[0027] m一一步骤（a)中试样的质量的数值，单位为克（g);
[0028] M3一一氯化氢的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol);
[0029] 按公式ω3= 100% - ω「ω2计算硫酸的质量分数ω 3:
[0030] 式中：
[0031] Co1-一三氧化硫的质量分数；
[0032] ω2--氯化氢的质量分数；
[0033] 根据公式《 = _^_汁算的α值按相应的公式计算氯磺酸的质量分数ω4: (t}i
[0034] 若α < 〇· 4554,则三氧化硫过量，ω4按公式ω 4= 3· 1958ω 2计算；
[0035] 若α =〇· 4554,则三氧化硫与氯化氢等量，ω4按公式ω 4= ω Jco2计算；
[0036] 若α > 〇. 4554,则氯化氢过量，ω4按公式ω 4= 1. 4554ω 1计算；
[0037] 式中：
[0038] Q1 一一三氧化硫的质量分数；
[0039] ω2--氯化氢的质量分数；
[0040] 0. 4554一一氯化氢与三氧化硫的相对分子质量比值；
[0041] 3. 1958一一氯磺酸与氯化氢的相对分子质量比值；
[0042] 1. 4554一一氯磺酸与三氧化硫的相对分子质量比值。
[0043] 步骤（a)中所述的试样m的数值优选为0· 1350-0. 1650。
[0044] 步骤（b)中所述的氢氧化钠标准滴定溶液的浓度C1优选为0· lmol/L。
[0045] 步骤（b)中所述的硝酸银标准滴定溶液的浓度C2优选为0. lmol/L。
[0046] 所述的淀粉溶液的浓度优选为20g/L。
[0047] 本发明采用的另一种技术方案为：一种工业氯磺酸的分析方法，包括以下步骤：
[0048] (a)取一干燥安瓿球称量，在微火上将球部烤热，迅速将毛细管插入装有试样的 瓶中，吸取Hl 1克试样，立即熔封毛细管尖端，并用火将毛细管外壁沾附的酸液烤干，冷却后 再称量；将安瓿球置于盛有80mL水的碘量瓶中，塞上瓶塞，瓶外用毛巾或双层纱布包好，振 荡使安瓿球破碎，放置l〇min，继续振荡lmin，使生成的酸雾全部吸收，用玻璃棒轻轻压碎 安瓿球的毛细管，用水冲洗瓶颈及玻璃棒，摇匀溶液，得到试液；将试液移至烧杯中，加水至 120mL后，插入玻璃电极和饱和甘汞电极，用浓度为C 1摩尔/升的氢氧化钠标准滴定溶液作 电位滴定，按二级微商法的规定确定终点，得到滴定消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积 V1;
[0049] (b)取一干燥安瓿球称量，在微火上将球部烤热，迅速将毛细管插入装有试样的 瓶中，吸取m 2克试样，立即熔封毛细管尖端，并用火将毛细管外壁沾附的酸液烤干，冷却后 再称量；将安瓿球置于盛有80mL水的碘量瓶中，塞上瓶塞，瓶外用毛巾或双层纱布包好，振 荡使安瓿球破碎，放置l〇min，继续振荡lmin，使生成的酸雾全部吸收，用玻璃棒轻轻压碎 安瓿球的毛细管，用水冲洗瓶颈及玻璃棒，摇匀溶液，得到试液；将试液移至烧杯中，加水至 120mL后，加入IOmL淀粉溶液，插入银电极和饱和甘汞电极，用浓度为C 2摩尔/升的硝酸银 标准滴定溶液作电位滴定，按二级微商法的规定确定终点，得到滴定消耗的硝酸银标准滴 定溶液的体积V 2;
[0050] (c)结果计算，以氯磺酸是由三氧化硫、氯磺酸、硫酸组成的理论体系推出计算方 法，其中：
[0051] 按以下公式计算三氧化硫的质量分数ω1:
[0053] 式中：
[0054] C1--氢氧化钠标准滴定溶液的浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L);
[0055] V1--滴定消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL);
[0056] C2一一硝酸银标准滴定溶液的浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L);
[0057] V2一一滴定消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（mL);
[0058] Iii1--步骤（a)中试样的质量的数值，单位为克（g);
[0059] m2--步骤（b)中试样的质量的数值