质量滴定法在铵梯炸药食盐含量测定中的应用.pdf

2 0 0 6 年 1 2 月质最滴定法在按梯炸药食盐含t测定中的应用王承涛等.1 5. 质量滴定法在按梯炸药食盐含量测定中的应用 王承涛刘大斌潘峰. 南京理工大学化工学院 江苏南京， 2 1 0 0 9 4 〔 摘要〕 通过按梯炸药中食盐含f侧定过程中的不确定度分析， 探讨了质I滴定法在实际工作中的应用特点。 实 验中 应 用 质 盆 滴 定 法 标 定 硝 酸 银 标准 溶 液的 质 A 分 数 为w 4 N o 9 1 . 6 6 2 2 士 0 . 0 1 8 9 g k 2 ， 测 定 按 梯 炸 药中 食 盐的质t分数为W N .a 1 3 . 3 0 士1 . 0 4 g . 〔 关键词〕 质A滴定不确定度按梯炸药 [ 分类号〕 0 6 5 5 . 1 标准溶液作为分析测试的“ 标准物质” ， 广泛用 于工业、 农业、 食品、 卫生、 环保、 技监、 商贸及社会的 各个领域， 用来测量被测成分的含量。 对溶液标定的 方法有很多种， 最常见的是容量滴定法， 但是它要求 标定标准溶液时必须分别独立对 2 -3 份基准试剂 平行测定， 且平行测定结果的相对误差要小于 2 0/ o o , 由于容量法本身的缺陷， 其环境、 人为造成的误差因 素较多[I l l 。 近年来有人提出标定的其他方法， 质量 滴定法即为其中之一C 2 ] 。本文结合按梯炸药中食盐 含量的测定， 通过对溶液标定与测定结果不确定度 的分析， 探讨质量滴定法在实际工作中的应用。 1 试验方法 1 . 1 硝酸银标准溶液的标定方法 称取0 . 1 0 0 0 g于5 0 0 -6 0 0 1C 灼烧至恒重的基 准氯化钠， 称重至0 . 0 0 0 1 g . 溶于3 5 m L蒸馏水中， 加5 m L淀粉溶液 1 0 g / L ， 用配制好的硝酸银溶液 滴定。 用2 1 6 型银电极作指示电极， 用2 3 2 型甘汞电 极作参比电极。 按 G B 9 7 2 5中二级微量法确定终 点。 硝酸银溶液的质量浓度按式 1 计算 吸取 2 5 m 1 滤液于烧杯中， 再加人 2 5 m 1 的蒸馏水。 用经标定的硝酸银标准溶液进行滴定， 确定食盐的 质量分数。 食盐的质量分数按式 2 计算 、一 M A ,N o ,* g X ‘ w A gN o , X 0 . 3 4 4 1 X 1 0 X 1 0 0 m千 样 2 其中 “ ON . c 1 食盐的质量分数; M A g N O , * * 硝 酸 银 溶液的 质 量; w A g N O 3 硝 酸 银的 质 量 分 数; m 千 样 干燥炸药的质量， 0 . 3 4 4 1 比值， 比值。 P A g N O 3 M A , N O , X M N . ca MA gN O S 溶 掖 X 1 0 0 1 式中 P A g N O , 硝 酸 银的 质 量 浓 度; M A gN O , S jN硝酸 银 溶 液 的 质 量; M A g N O 9 硝 酸 银的 分 子 量; M N . c 1 氛化钠的质量。 1 . 2 按梯炸药中食盐含且的测定方法 将测定梯恩梯和抗水剂总量的残渣用热蒸馏水 溶洗， 直至滤液中不含硝酸根和抓根为止 用二苯胺 硫酸溶液检查不呈蓝色; 用硝酸银检验无白色沉 淀 。 将滤液收集于2 5 0 m 1 容量瓶中， 待冷却至室温 后用蒸馏水稀释至刻度， 振荡均匀备用。 用大肚吸管 2 结果与讨论 2 . 1 硝酸银标准溶液的标定分析 滴定分析测量结果的质量如何， 要用不确定度 来说明。 不确定度是判定基准标准精度、 检定测试水 平高低、 测量设备质量的一个重要依据。 在硝酸银标 准溶 液的 标定中 f W A gN O 的 不确定度来源于5 个方 面， 即M A g N O 声 浪 泳 执 N O S m N aa . 尸 N aa 和入 ‘ .。 。 各 不 确 定度分量具体分析过程将另文报道。合并各不确定 度 分 量 得 到， A g N O ,W W 的 不 确 定 度 u M A . N O , * M u m l M A g N 0 , 0 9 合成不确定度 0 . 0 9 8 8 g 0 . 0 9 8 8 二二二一二 二 二 1 7 . 5 3 3 7 0 . 0 0 5 6 4 声卜1. u , w A . N O S W A g N O , u MN a a 1 2 . F u P N a c l 〕 }十 } 一 ， 汽 一 一-I J L厂 N . C l J -lesesesJ 矛...r、1月、 ﹁leses曰 r 竺 竺 坚 竺 2 , 2 1l u M AgNO ,W jd I } 2 ‘ 7 n A g N O , W jR J」 0 . 0 0 5 6 7 . 通讯联系人。 姆 破 器 材 E x p l o s i v e M a t e r ia l s第 3 5 卷第 6 期 M A, N O , X M N .a X P N . a S m认. N o W A S N O , a 协 彼 m A g N o , * * X M N . ca X1 0 0 . 一 一 一任 I - .- , / - -n - 1 6 9 . 8 7 3 1 X 0 . 1 0 0 4 X 1 0 0 、 ， 。 。 。 今 一 - - - 二 下 尸二 二 二 二 丫 丁 言 言 -入 1W 11. bJJI入 0石。01己 u r m,0 v o , 0 浪 S m .s N O ,， 滚 0 . 1 4 8 8 V 了 0 . 0 8 5 9 1 . 6 6 2 2 u , w n tN O , W A . N O , X u d m n , N O , 1 . 6 6 2 2 X 0 . 0 0 5 6 7 0 . 0 0 9 4 2 扩展不确定 度 U k u , 2 X 0 . 0 0 9 4 2 0 . 0 1 8 8 4 ， 所以W A , N 0 , 1 . 6 6 2 2 士 0 . 0 1 8 9 g ; k 2 . 2 . 2 按梯炸药中 食盐含t的浏定 食盐是目 前工业炸药中普遍使用的抑制剂， 对 可嫌性气尘发生氧化作用具有阻滞作用， 调节炸药 的爆炸性能[ a ] . 煤矿许用炸药的安全性大小是通过 合适的活性成分和有效的惰性成分混合实现的。国 家对炸药中食盐的含t有严格的规定。在按梯炸药 食盐含t测定过程中， W N . 。 的不确定度来源于5 个 2 . 2 - 2 . 2 校准 天 平 的 标 准 不 确 定 度 为 u M N . c a ,/ 0 . 0 5 7 7 0 . 1 4 1 3 0 . 1 5 2 6 m g . 2 . 2 . 2 . 3 电位计引入的不确定度 根据上海精密科学仪器有限公司对p H S - 2 5 数 显p H计的生产报告。 该仪器级别0 . 1 级。 根据相关 规定[ 4 3 u P H 0 . 0 2 . 合并各不确定度分A得到。 A x O ,。 旅 的 不确定 度 u M Ag N O , li ilt 了 0 . “0 8 5 9 “ 0 . 0 0 1 5 2 6 0 . 0 2 2 、二MN . c i s , 2 5 0 m L 刀 四 f W A SN O , M A g N 0 3 1N At 解 千 禅 } M A SN O , 稠 . 2 5 m L 0 2 . 2 . 1 W A , N O , 二0 . 0 8 8 2 8 U ..1 M A SN O ,M * 豁 黑 会 一 。 0 0 9 1 7 由 滴定试验部分可知， 燕馏水配制的硝酸银标 准溶液的质t浓度为 2 . 2 . 3 MT - 0 天 平 的 标 准 不 确 定 度 为 。 M N . a 了 0 . 0 5 7 7 0 . 1 4 1 3 0 . 1 5 2 6 m g ; 相对不确定度为u . 1 ， 千 禅 0 . 1 5 2 6 二 二 二 一二二二 4 0 1 3 7 1 0 . 0 3 7 . 钾 A a N O , M 4 N O , X M N ,a X P N . a m A , N O , W M X M N .a X 1 0 0 2 . 2 . 4 1 6 9 . 8 7 3 1 X 0 . 1 0 0 4 X 1 0 0 、 ， . 。 。 - - - - 二 下 尸下 二 二 二 二 丁 丁 二 下入 l v v 1 l. .733声‘ 勺石。口16 二 1 . 6 6 2 2 2 . 2 . 4 . 1 材N . a 材 A g N 0 , 材N . a 相对不确定度 2 . 2 . 4 . 2 MA N o , 相对不确定度 1 0 - 6 。 u MN . a 0 . 0 0 3 1 5 8 . 5 1 8 5 . 3 X 1 0 - 5 。 2 . 2 . 2 m A S N o , w s 2 . 2 - 2 . 1 滴定落液质f的孟复性 通过 3 次平行试验， 硝酸银标准溶液的质量如 表 1 所示， 数据统计分析结果见表2 . 表1 落擂水配制的峭改银标准溶液的质全 9 U M MA a N O , 0 . 0 0 0 5 4 二二二一二二 二 1 6 9 . 8 7 3 1 3 . 2 X 2 . 2 . 5 2 5 0 mL 2 5 mL 滴定次数 MA . N O , * M 9 . 7 8 9 49 . 9 5 4 3 9 . 5 2 1 5 表 2 统计分析 a 试脸次数 应用试验 最低值 最高值 平均值 标准差 9 . 5 2 1 5 9 . 7 8 9 4 9 . 6 1 8 0 0 . 1 4 8 8 最佳估计值。为 又二 ， . 。 。 _ _ _ _ _ MA g N O . 溶 浪特 一气丁-一-， 0 上 o v 由贝赛尔公式求得的单次测量的标准差为 S m iA Q N O , A 1 9 习 m LU N 0 , o 。 一 M A B N 0 ,W ld 2 n一 1 0 . 1 4 8 8 由测t重复性导致的标准不确定度 2 . 2 . 5 . 1 2 5 0 m L容f瓶带来的不确定度 容量瓶中的溶液体积主要有3 个不确定度来 源 1 确定容t瓶内部体积时的不确定度， 制造商 提供的容盆瓶在2 0 ℃时的体积为 2 5 。 士0 . 1 m L , 给出的不确定度的数值没有置信水平或分布情况， 假 定 是 三 角 分 布 ， 标 准 偏 差 为 牲 一 。 . 0 4 m L , 一 一一” ’ ‘ ”r ‘ r ‘ ” 产 ’ ， ’ 一’ 了 百- - - - 一 “ 2 充满容童瓶至刻度线的随机变化， 可通过反 复充满容里瓶进行称t来评估。 根据贝赛尔公式计 算得出 为。 . 0 2 m L , 3 容t瓶和溶液温度与容it瓶体积校准时的 温度不同产生的不确定度。 假设相差3 C ， 由于水的 体积膨胀系数是2 . 1 X1 0 - / C， 因此， 产生的体积 变化为士2 5 0 X3 X2 . 1 X1 0 - 4 二士0 . 1 5 8 ， 假定按照 2 0 0 6 年 1 2 月质A滴定法在按梯炸药t盐含A侧定中的应用王承涛等.1 7. 均 匀 分 布 ， 标 准 偏 差 为 黑 些一 。 . 0 9 1 2 m L , 一 ‘ 一 ‘ “’ r ’ ’ ” ”一 v 了- - - - - - 一 ’ 合成不确定度为V 0 . 0 4 “ 0 . 0 2 “ 0 . 0 9 1 2 ， 二 0 . 1 0 1 6 mL, WN A O 二 二 二 m k x o , o s X O A m , X 0 . 3 4 4 1 X 1 0 优千 禅 9 . 6 1 8 0 X 1 . 6 6 2 2 X 0 . 3 4 4 1 X 1 0 X 1 0 0 二二二 一 4 . 1 3 7 1 X 1 0 0 相对不确定度为 0 . 1 0 1 6 2 5 0 0 . 0 0 0 4 . 2 . 2 . 5 . 2 1 0 m L大肚吸，带来的不确定度 大肚吸管的溶液体积主要有3 个不确定度来 源 1 确定大肚吸管内部体积时的不确定度， 制造 商提供的容A瓶在2 0 ℃时的体积为 1 0 土。 . 0 1 m L ， 给出的不确定度的数值没有置信水平或分布情 况 ， 假 定 是 三 角 分 布 ， 标 准 偏 差 为 缨 一 。 . 0 0 4 “” ”一一” ’ ‘ ”r ‘ ’ 一’ ， ’ 一‘ ” v 万 mL, 2 充满容It瓶至刻度线的随机变化， 可通过反 复充满容t瓶进行称A来评估。 根据贝赛尔公式计 算得出 为。 . O l m L , 3 容A瓶和溶液温度与容f瓶体积校准时的 温度不同产生的不确定度。 假设相差3 0C， 由于水的 体积膨胀系数是 2 . 1 X1 0 - / C， 因此， 产生的体积 变化为士I O X 3 X 2 . 1 X1 0 - 士0 . 0 0 6 3 m L , 假定按 照 均 匀 分 布 ， 标 准 偏 差 为 0 . 0 0 6 3 一 。 . 0 0 3 6 m L , ，’’ 、 一 ‘ 一 “”尸 ’ ”’ 一“ 了 了- - - - - - 一 ’ 合成不确定度为 / 0 . 0 0 4 0 . 0 1 2 0 . 0 0 3 6二 0 . O 1 1 mL; 相对不确定度为 0 . 0 1 1 0 . 0 0 1 1 。 二1 3 . 3 0 相对不确定度为 u m f. a [ 0 . 0 0 5 6 7 2 0 . 0 0 9 1 7 2 - } - 0 . 0 3 7 2 5 . 3 X 1 0 - 5 3 . 2 X 1 0 - 0 . 0 0 0 4 2 0 . 0 0 1 1 1 12* 二0 . 0 3 9 标准不确定为 u o N . a 1 3 . 3 0 X0 . 0 3 9 0 . 5 1 8 7 ; 扩展不确定度为0 . 5 1 8 7 X 2 1 . 0 3 7 4 . 所以， w N . a 1 3 . 3 0 士1 . 0 4 3 结论 1 质f滴定法侧定燕馏水配制的硝酸银溶液 质 t 分 数. mss 1 . 6 6 2 2 士 0 . 0 1 8 9 g ; k 2 , 幻应用质f滴定法用燕馏水配制的硝酸银标 准溶液测得工业按梯炸药样品中食盐的质t分数 w N . a 1 3 . 3 0 士1 . 0 4 g . 参 考 文 献 1 杨思蝉. 如何保证标准溶液的f值准确[ J ] . 大众标准化. 2 0 0 4 9 3 6 -3 7 2 1 . M. 柯尔蜀夫， 等着， 梁树权译。 容f分析 卷二 [ M ] . 北京 科学出版社， 1 9 5 8 , 1 3 3 吕 春绪. 工业炸药理论[ M] . 北京 兵器工业出版社， 2 0 0 3 4 全国计I标准、 计A检定人员考核委员会. 侧f不确定度 评定与表示实例【 M] . 北京 中国 计f出版社， 2 0 0 1 Me a s u r e d N a C l Ma s s F r a c t i o n o f A N - T N T E x p l o s i v e b y G r a v i me t r i c T i t r 皿 me t r y Wa n g C h e n t a o , L i u S h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g , N a n j i n g U n i v e r s i t y o f Da b i S c i e ， P a n F e n g n c e a n d T e c h n o l o g y J i a n g s u N a n j i n g , 2 1 0 0 9 4 [ A 1 . B S T R A C T ] T h e m a s s f r a c t i o n o f A g N 0 , r e f e r e n c e s o l u t i o n m e a s u r e d b y g r a v im e t r ic t it r i m e t r y i s w A i N o . 士1 6 6 2 2 士0 . 0 1 8 9 为k 2 . T h e c o n t e n t o f N a C l i n d y n a m i t e m e a s u r e d u s i n g t h i s r e f e r e n c e s o l u t i o n i s w N , c , 1 3 . 3 0 . 0 4 . [ K E Y WO R D S ] g r a v i m e t r ic t i t r im e t r y , u n c e r t a i n t y , d y n a m i t e II 型粉状乳化炸药顺利通过技术鉴定 2 0 0 6 年1 1 月2 7 日 至2 8 日 ， 河南省国防 科学技术工业委员会在河南华通化工有限公司主持召开了I 型粉状乳化炸药技 术鉴定会。由南京理工大学和盾安化工集团有限公司共同研制的皿 型粉状乳化炸药由于采用了新的工艺和配方， 成功地解决 了现有粉状乳化炸药原材料成本较离、 炸药的密度较小和能耗略大的缺陷。它具有优良的姆炸性能、 较好的本质安全性和较 低生产成本， 是一种非常有前景的炸药新产品， 该产品具有以下特点 1 I 型粉状乳化炸药的配方设计是合理的， 既保证了 优良的 爆炸性能， 满足了工艺的要求， 并且显著降低了原材料成本。 每吨产品材料成本降低约2 2 0 元， 2 炸药的作功能力和炸 药的密度明显提高， 增加了炸药的体积威力， 3 成功采用了低速乳化工艺技术， 精乳器和预乳器的转速仅为原转速的1 / 2 ， 明 显提高了乳化工序的本质安全性， 4 采用双风制粉系统方便了制粉工序工艺参数的调控， 每吨产品能耗下降了6 0 多元， 5 乳化墓质枯度的减小降低了泵送压力， 提高了泵送的能力和安全性， 同时也提高了制粉效率. 与会专家一致认为 I 型粉状乳化炸药是一种姆炸性能优良， 本质安全性良 好， 性能价格比 较高的工业炸药新产品， I 型 粉状乳化炸药生产技术达到国际先进水平。 该技术推广应用后将产生显著的社会效益和经济效益。 倪欧琪 理光宝