本发明专利技术提供了一种有水解离子存在或者弱酸弱碱体系酸碱度分析的方法。该方法用用三次函数拟合ｐＨ－χ滴定曲线ｐＨ＝ａχ↑［３］＋ｂχ↑［２］＋ｃχ＋ｚ，χ＝－ｂ／３ａ即是滴定终点时已知浓度的酸／碱溶液所消耗的体积，依据该体积，计算出待测碱／酸溶液的浓度。这种方法能够简便准确地分析有水解离子存在时溶液中自由酸碱的浓度、或者弱酸弱碱的浓度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机分析中酸碱浓度的分析方法，具体公开一种有水解离子存在或者弱酸弱碱体系酸碱度分析的方法。
技术介绍
酸碱滴定的原理是在等当点前后溶液pH值会有较大突跃。基于该点，一般采用能够在滴定pH突跃范围内颜色发生变化的显色剂来作为指示剂，这种方法的优点是简便快速。但对于不适宜用显色剂的情况，人们多采用V～ΔpH/ΔV法，取ΔpH/ΔV最大时所消耗滴定液的体积为滴定终点时所消耗的量；或者采用pH～V图法，根据做曲线切线的方法来求得滴定终点时所消耗滴定液的体积。对于上述不易采用显色剂的体系，尽管V～ΔpH/ΔV法多数情况能够奏效，但有时会出现两个或多个ΔpH/ΔV最大值的情况，即其最大值不止一个，这样就无法确定滴定的终点；对于采用pH～V图法，手工作图非常繁琐，做起来也会产生相当大的误差。所以尽管这两种方法能够解决不少问题，但都存在一定缺陷。尤其是分析有水解离子存在时的酸碱度或者弱酸弱碱的浓度，误差更大。技术方案本专利技术将针对V～ΔpH/ΔV法、pH～V图法分析溶液酸碱浓度所存在的问题，提供一种操作简单、测量准确的酸碱浓度的分析方法。酸碱滴定的原理就是酸碱滴定曲线斜率最大处即为等当点，这在数学上对应的就是函数二阶导数为零的点。根据本原理，本专利技术所提供的技术方案是用已知浓度的酸/碱来滴定待测碱/酸溶液的浓度，从滴定起始到滴定终了，依此记录每次滴定时混合溶液的pH值和已知浓度的酸/碱溶液的消耗量x，用三次函数来拟合pH-x滴定曲线pH＝ax3+bx2+cx+z，然后取其二阶导数并令其为零，即χ=-b3a]]>为滴定终点时已知浓度的酸/碱溶液所消耗的体积，依据该体积，计算出待测碱/酸溶液的浓度。为了使拟合的三次函数曲线更能反应滴定过程，在滴定到拐点附近，取样点尽量密集。这种方法防止了V～ΔpH/ΔV法出现多个最大值情况的发生，因为它的最大值是唯一的；另外，这种将滴定突跃部分所有点都用上的方法还有效地避免了由于个别点出现偏差造成的误差，将误差降到最小；同时，该方法直接采用excel软件拟合曲线，自动得到所需的pH-x滴定曲线的拟合方程，根本不用手工作图，因此该方法能够简便准确地分析有水解离子存在时溶液中自由酸碱的浓度、或者弱酸弱碱的浓度。附图说明图1为实施例1所测得的的pH-x滴定曲线； 图2为实施例2所测得的的pH-x滴定曲线1；图3为实施例2所测得的的pH-x滴定曲线2；图4为实施例2所测得的的pH-x滴定曲线3；图5为实施例2所测得的的pH-x滴定曲线4；实施例下面将结合两个具体的实施例，对本专利技术所提供的技术方案作进一步解释。实施例1大量硝酸铝存在的情况下自由硝酸的浓度分析。该体系中由于含有水解较强的铝离子，因此直接酸碱滴定指示剂法没法对体系中的自由硝酸进行浓度分析。而采本专利技术所提供的三次函数拟合法就能很好地解决这个问题。用1mol/L的NaOH溶液来滴定2ml的未知浓度的Al(NO3)3溶液的浓度，从滴定起始到滴定终了，依此记录每次滴定时混合溶液的pH值和NaOH溶液的消耗量，用excel软件拟合pH-x滴定曲线为pH＝-1.5077x3+54.718x2-660.42x+2653.8，然后取其二阶导数并令其为零，则χ=54.7183×1.5077=12.10ml]]>即是滴定终点时NaOH溶液消耗的体积，再依据滴定终点时酸碱平衡的原理，计算出硝酸铝溶液的浓度为2.02mol/L。在用excel软件拟合pH-x滴定曲线时，R2＝0.9983，表明本实施例中拟合出的曲线的符合性非常好。该方法已经成功地用稀TBP萃取工艺1AF、1AW样品中硝酸的浓度分析。实施例2二甲基羟胺是用于核燃料后处理工艺中铀钚分离的还原剂和支持还原剂，准确分析它们的浓度对研究工艺流程有非常重要的意义。目前对二甲基羟胺的浓度分析一般采用的是以盐酸滴定，甲基红为指示剂显色的方法。该方法的缺点是显色剂变色不明显，不容易判断滴定终点，但利用本专利技术所提供的方法则能够很好地解决这个问题。如附图2～5所示，用实施例1所提供的操作步骤，对四个二甲基羟胺平行样品分别用0.1001ml盐酸滴定，用excel软件拟合pH-x滴定曲线，算出的四个平行样所消耗盐酸的体积分别为VHCl1＝20.865/0.6814/3＝10.21mlVHCl2＝16.222/0.5113/3＝10.58mlVHCl3＝18.044/3/0.5864＝10.26mlVHCl4＝32.57/3/1.0518＝10.32ml将四者取平均，得出滴定1ml二甲基羟胺消耗0.1001ml盐酸的体积10.34ml，则二甲基羟胺的浓度为1.035mol/L。利用计算机软件来实现本专利技术提供的通过拟合pH-x三次函数滴定曲线来测定未知溶液酸碱度的方法，也应受于本专利技术要求保护的范围。权利要求1.一种，用已知浓度的酸/碱来滴定待测碱/酸溶液的浓度，从滴定起始到滴定终了，依此记录每次滴定时混合溶液的pH值和已知浓度的酸/碱溶液的消耗量x，在滴定终点利用酸碱平衡的原理计算出待测碱/酸溶液的浓度，其特征在于用三次函数拟合pH-x滴定曲线pH＝ax3+bx2+cx+z，然后取其二阶导数并令其为零，则χ=-b3a]]>即是滴定终点时已知浓度的酸/碱溶液所消耗的体积，依据该体积，计算出待测碱/酸溶液的浓度。2.根据权利要求1所述的，其特征在于在滴定到拐点附近，取样点尽量密集。3.根据权利要求1所述的，其特征在于用excel软件拟合pH-x滴定曲线。4.根据权利要求1所述的，其特征在于用两个以上的平行样品，取其消耗体积的平均值为已知溶液的消耗量。全文摘要本专利技术提供了一种有水解离子存在或者弱酸弱碱体系酸碱度分析的方法。该方法用用三次函数拟合pH－χ滴定曲线pH＝aχ文档编号G01N31/16GK1804617SQ200510135529公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日专利技术者贾永芬, 潘永军, 魏艳 申请人:中国原子能科学研究院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酸碱度分析方法，用已知浓度的酸／碱来滴定待测碱／酸溶液的浓度，从滴定起始到滴定终了，依此记录每次滴定时混合溶液的ｐＨ值和已知浓度的酸／碱溶液的消耗量χ，在滴定终点利用酸碱平衡的原理计算出待测碱／酸溶液的浓度，其特征在于：用三次函数拟合ｐＨ－χ滴定曲线ｐＨ＝ａχ↑［３］＋ｂχ↑［２］＋ｃχ＋ｚ，然后取其二阶导数并令其为零，则χ＝－ｂ／３ａ即是滴定终点时已知浓度的酸／碱溶液所消耗的体积，依据该体积，计算出待测碱／酸溶液的浓度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贾永芬，潘永军，魏艳，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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