硼酸的检测20131030

概述•硼广泛存在的元素。海水，地下水，污水，土壤，植物，矿石等

•很多含硼化合物，是转化为硼酸来测定的•硼酸测定常量；微量；痕量；

测定划分

常量组分 >1%

微量组分 0.01-1%

痕量组分 <0.01%（ 100ppm）

按被分析组分含量划分

按试样用量划分  试样用量 /g 试样体积 /ml常量分析 >0.1 >10

半微量分析 0.01-0.1 1-10

微量分析 0.0001-0.01 0.01-1

痕量分析 <0.0001 <0.01

定量分析测定方法  测定范围  适合对象  备注 多元醇强化硼酸氢氧化钠滴定法 

常量到微量  硼酸，三氟化硼络合物  甘露醇，丙三醇；指示剂指示终点 

多元醇强化硼酸氢氧化钠电位滴定法 

常量到微量  硼酸，三氟化硼络合物  电化学，电位指示终点 

库仑滴定  常量，微量，痕量 

有色物质，海水中硼测定； 硼酸 

电化学法，需要电解质溶液，准确度最高 

分光光度法  痕量 微量 

海水，水，卤水、食品中硼，钢材（痕量到微量） 

显色剂有：姜黄素，1，1’-二蒽亚酰胺，醌茜素，胭脂红酸等 

发射光谱法  常量    高纯硼的测定 等离子电感耦合质谱法（ICP-MS）    

痕量  硼元素   

 

常量硼酸的测定•工业硼酸的测定（工业硼化物分析方法 GB/T 12684-

2006）优等品纯度要求 99.6-100.08%

•化学试剂硼酸的测定 GB/T628-2011分析纯 99.5，化学纯 99.0%

•酸碱滴定，指示剂指示终点；酸碱滴定，电位计指示终点

•准确到 99.9%•核级硼酸要求纯度 99.95%以上，所以普通的酸碱容量法测定，不能满足要求。

•对于基准试剂级别纯度的物质，需要采用别的方法

库仑分析

•库仑分析法电化学分析法的一种，它通过测量流过电解池的电量 (库仑 )来测量在电极上起反应的物质的量。它是利用电解反应进行分析的，所以也可以说是电解分析的一种特例。

•原理 --法拉第定律在电解过程中，发生电极反应的物质的量与通过电解池的电量有直接关系

F

Q

n

Mm

恒电位库仑分析•原理根据不同离子析出电位的不同，控制电解电极的电位，让被测离子在电极上析出，其他干扰离子留在溶液中。直接称量析出物质量的方法是恒电位电解分析法，测量流过电解池的电量，通过电量算出析出物质量的方法是恒电位库仑分析法。

•初级反应•恒电位库伦仪的组成电解池、恒压控制部分和库仑计不用终点指示装置

恒电流库仑分析•原理由恒电流控制器供给电解池一个恒定的电流，在电解电极上产生一种“滴定剂”，此滴定剂与被测物质定量反应，根据法拉第定律算出被测物质的量

•次级反应•终点指示与控制指示剂法电位法双铂电极电流法（永停终点法）

•仪器组成电解控制系统，终点指示系统，电解池。通常电解池中工作电极和辅助电极用多孔材料隔开，还要设置通N2除去氧气的通气口。

•特点适用范围广，只要能和电生滴定剂起定量反应的物质都能测定；准确度和精密度是非常高的。在一些精密测定中其精密度通常可以达到 0.01-0.05％。有时还可高达 0.001％。灵敏度也比较高，适合于微量和次微量分析。

•能做微量分析，也能做常量分析。•高精密恒电流库仑法是国际公认的绝对测量方法。比如基准试剂的纯度测量。

动态库仑分析（微库仑法）•微库仑法用一对指示电极测量电解池中滴定剂离子浓度的变化，用这个信号去控制电解池的工作电位和电流。这佯就可根据被测物质的量来调节电解池的工作电位和电流。它的电位和电流都不是恒定的，是可变的，称作动态库仑法。

•此法多用于微量分析。•比如：卡尔费休水分仪

酸碱库仑滴定•酸碱库仑滴定主要是利用水在发生电极上电解氧化生成氢离子或者电解还原生成氢氧根离子作为库仑滴定剂，对碱或酸进行恒电流库仑滴定。

•由于上述反应是铂电极在水溶液中的极限反应，因此电生 OH-或 H+的电流效率是很容易达到 100％的。

•酸的恒电流库仑滴定可以通过氢离子直接在铂发生阴极上还原进行，也可以通过水的还原产生氢氧离子与氢离子作用。

硼的库仑分析

硼的痕量库仑测定• 杨孙楷推荐用甘露醇等当量取代出 H+离子 , 然后以电生 OH-离子的恒电流库仑滴定法测定海水及污水中的微量硼 ,阳极反应：

阴极反应：

• 滴定池为一直径 4.5 厘米高 10 厘米附有通气侧管的玻璃电解池；阳极用 60 平方厘米的银片卷成直径约 2 厘米的圆筒；阴极用 6.5 厘米的铂丝绕成螺旋状

• 将海水稀释 , 并酸化回流去除 CO2 后 ,以海水原有的盐分为支待电解质 , 加入溴甲麝香草香酚蓝 - 酚红混合指示剂，用银为阳极，铂为阴极在恒电流下电解滴定 ,终点确定为 pH = 7.6。

• 测定范围为 0.0250一 0.300 毫克硼 / 50 毫升 , 标准偏差为士 0.003 ,误差为 6%。

eAgClClAg

OHHeOH 222 22

常量硼酸的库仑滴定•关于常量硼酸，有文献称“库仑分析的精密度往往比其他方法要高很多。此法已作为分析硼酸的高精密度的绝对方法来使用。此法以 1M 氯化钾 -0.75M甘露糖醇溶液做支持电解质。这个方法可用于硼酸的常量分析，其精密度可在0.0033%以内。

eAgClClAg

222 HeH

阳极反应：

阴极反应：

原理

仪器与仪表•电流和时间准确度：百万分之几•天平准确度： 0.003mg； 20g容量•Ph计：可读到 0.001 •滴定池•阴极：铂丝网电极；•阳极：银电极

存在的问题•硼酸和水的平衡问题

相对湿度 35% 左右时，硼酸最接近化学计量比•电流效率在 0.005%的水平上甘露醇不影响电流效率

•终点和等当点误差cKa=10-9，误差 0.003%，所以保证硼酸的：cKa>10-9,这个误差可以忽略

•甘露醇与硼酸摩尔比比例最少 16： 1,体系满足

滴定参数•支持电解质 1MKCl+0.75M甘露醇•硼酸加入量 0.6g 左右，•电解电流 100mA， 10mA

滴定步骤•称取 0.599207g硼酸加入到阴极提前中和好的

100ml1M KCl-0.75M甘露醇的支持电解质中。用101.7840mA电解 930.204C 后，停止电解，清洗中间部分，读取 ph8.234，滴几滴 0.1N的 HCl到阴极，使 ph 降到 7.567，以 10.178mA， 0.100C的增量继续电解，同时记录每次增量后的 ph

•后面的数据用于确定滴定终点•终点确定下来后，就能计算实际消耗的电量

通用库仑仪•KLT-1 型库仑仪是一种通用的恒电流库仑滴定仪，其电量的计算采用电流对时间的积分

•指示电极终点电流法、电位法、等当点上升或下降四种方式，根据电极和电解液组选。

•系统的电解池采用四电极体系指示电极为两根相同的铂片电极和一根有砂芯隔离的 钨棒电极。电流法采用两根相同的铂片电极；电位法为一根铂片电极和一根有玻璃砂芯隔 离的钨棒电极组成。电解电极为一双铂片和另一根有砂芯隔离的铂丝组成。电解阴极和阳极视哪个为有用电极而定，即有用电极为双铂片

•环境温度： 0—40℃；相对湿度：≤ 80％；电源：50Hz， 220V±22V；无显著震动和强电磁场。

•最大电解电流 50mA、 10 mA、 5 mA 三档连续可调。 50mA 档电量 = 读数 ×5，其他两档电量 = 读数 × l

•积分精度误差小于 0.5％ +-1个字

•分析误差即最小检出量2mL进样，分析大于 10μg ／ g的标准液时，变异系数小于 1％，回收率大于 95％。

ZDJ-5 型库仑滴定仪•上海雷磁仪器厂 上海精科 市场价 14800元•测量范围 ;mV： (0 ～ ±1999.9)mV•电解电流基本误差： ±0.25％ ( 读数 )。 ( 最大负

载为 500Ω)•库仑滴定分析的重复性：不大于 0.5％ ( 最小值为

3s)•电 源： AC (220±22)V， (50±1)Hz•外形尺寸 (mm)： 360×300×300•重 量：约 10kg

• 触摸显示屏控制，中文界面， office 操作，简便易懂。• 5.7 英寸超大显示，可即时显示滴定曲线及一阶导数和作图谱 ,可对滴定模式进行编辑和修改。

• 模块化设计电位滴定仪由容量滴定模块、控制模块、电位测量模块组合； 电导滴定仪由容量滴定模块、控制模块、电导滴定模块组合；永停滴定仪由容量滴定模块、控制模块、永停测量模块组合；库仑滴定仪由库仑滴定模块、控制模块、电位测量模块组合。

• 预滴定、预设终点滴定、空白滴定、手动滴定等多种模式，亦可根据用户实验要求创立自己专用模式，满足不同实验要求。

• 仪器可外接 (TP-16 型、TP-24 型或TP-40 型 ) 串行打印机，打印测量数据、滴定曲线和计算结果。

结论•选用高精密恒电流库仑仪•质量得称准到十外分之一•电位法确定终点•电解电流 100mA•电解池•终点的确定