紙漿 羧基含量的測(cè)定

Pulps- Determination of carboxyl content

編輯：弗艾博纖維技術(shù)研究中心

 

 

                                           前言

本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T 10338—1989《紙漿羥基含量測(cè)定法》。

本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 10338-1989相比,主要變化如下:

——增加了前言;

——增加了原理、反應(yīng)式、質(zhì)量保證與控制、試驗(yàn)報(bào)告等章(本版的第3.4.10.11章);

——將引用標(biāo)準(zhǔn)修改為規(guī)范性引用文件(1989年版的第2章;本版的第2章),增加了引用標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)其他相關(guān)措辭進(jìn)行了修改;

——按照GB/T20001.4—2001的要求,修改了試劑配制的內(nèi)容(1989年版的第3章;本版的第5章);

——修改了儀器的內(nèi)容,增加了濕漿解離器(1989年版的第4章;本版的第6章);

——修改了試樣的制備,取消了干漿解離器磨碎過程(1989年版的第5章;本版的第7章);

——修改了試驗(yàn)步驟的內(nèi)容,將試驗(yàn)過程分成五部分，修改了纖維解離過程(1989年版的第6章;本版的第8章);

——修改了結(jié)果的表述,完善了計(jì)算公式(1989年版的第7章;本版的第9章);

——修改了EDTA溶液濃度的標(biāo)定方法,增加了試劑,改變了試驗(yàn)過程中的試劑量,相應(yīng)地——修改了計(jì)算公式(1989年版的附錄A;本版的附錄A)。

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A為規(guī)范性附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國造紙工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:中華人民共和國深圳出人境檢驗(yàn)檢疫局、中國制漿造紙研究院。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:徐嶸、江帆、顧浩飛、劉怡、楊左軍。

本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為:

——GB/T 10338一1989。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國造紙工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋。

 

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用鈣離子交換和EDTA容量法確定紙漿中羧基含量的測(cè)定方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于漂白漿及未漂漿羧基含量的測(cè)定。

 

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 462紙、 紙板和紙漿分 析試樣水分的測(cè)定(GB/T 462—2008, ISO 287 :1985, ISO 638:1978, MOD)

GB/T 601化學(xué)試劑 標(biāo)準(zhǔn) 滴定溶液的制備

GB/T 740紙漿試樣的 采取(GB/T 740—2003, ISO 7213:1981,IDT)

GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法(GB/T6682-2008,ISO3696:1987,MOD)

ISO5263-1紙漿實(shí)驗(yàn)室濕解離第1部分:化學(xué)漿解離

ISO5263-2紙漿實(shí)驗(yàn)室濕解離 第 2部分:機(jī)械漿解離(20 C)

ISO5263-3紙漿實(shí)驗(yàn)室濕解離 第 3部分:機(jī)械漿解離(≥85 C)

 

3原理

鈣溶液經(jīng)過紙漿纖維做成的濾餅，鈣離子與纖維中的羧基發(fā)生反應(yīng),用EDTA滴定過濾前后的鈣溶液,測(cè)定鈣離子的消耗量,以計(jì)算纖維的陽離子交換能力，從而測(cè)定紙漿中的羧基含量。

 

4反應(yīng)式

4.1鈣與羧基反應(yīng)的離子反應(yīng)式

Ca²⁺+2R-COOH=Ca( RCOO)₂+ 2H⁺

溶液中的鈣離子經(jīng)過纖維濾餅,部分鈣離子與纖維中的羧基發(fā)生反應(yīng)。

4.2 溶液游離鈣離子與EDTA的絡(luò)合滴定的離子反應(yīng)式

Ca²⁺+H₂Y^2-=2H⁺+CaY^2-

溶液中的鈣離子與EDTA絡(luò)合反應(yīng)。

 

5試劑

除非另有說明,在分析中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當(dāng)純度的水。

5.1 Mg²⁺-EDTA溶液,溶解0.5g乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉鹽)(Na₂H₂Y••2H₂O)及0.0125 g氯化鎂(MgCl₂••6H₂O)于1 000 mL的水中。將此溶液保存在聚乙烯塑料瓶中(濃度標(biāo)定見附錄A)。

5.2 氫氧化鈣飽和溶液,稱取0.5 g的氫氧化鈣Ca(OH)₂,溶于100 mL的水中,過濾后獲得氫氧化鈣飽和溶液。

5.3鈣儲(chǔ)備液，稱取1.58g無水乙酸鈣，用水溶解，定容至100mL,此溶液濃度大約為

c[Ca(C₂H₃O₂)₂ ]≈0.1 mol/L。當(dāng)溶液出現(xiàn)渾濁、沉淀、顏色變化等現(xiàn)象時(shí),應(yīng)重新制備。

5.4 鈣工作溶液,用移液管移取1.7 mL鈣儲(chǔ)備液(5.3)用水定容至1 L,此溶液濃度大約為c[Ca(C₂H₃O₂)₂]≈0.17 mmol/L。用氫氧化鈣飽和溶液(5. 2)調(diào)節(jié),使溶液最后的pH為6.5~7.0(用

pH計(jì)測(cè)定)。

5.5稀鹽酸溶液,c(HCL)≈0.1 mol/L,用量筒量取8.5 mL的濃鹽酸(p=1.18 g/m,質(zhì)量分?jǐn)?shù)36 % ~

38%),用水定容至1L。

5.6 氨-氯化銨(NH₃-NH₄CI)緩沖溶液,溶解67.5 g氯化銨(NH₄C1)于570 mL的28%氫氧化銨

(NH₄ 0H)中,再加水稀釋至1 L,此溶液pH≈10。

5.7 鉻黑T指示劑溶液,5 g/L,溶解0.5 g鉻黑T及4.5 g鹽酸羥銨于100 mL乙醇中。

 

6儀器

一般實(shí)驗(yàn)室儀器及

6.1 離子交換反應(yīng)裝置,見圖1。

6.2濕漿解離器,結(jié)構(gòu)見ISO5263-1,也可用能完全解離并對(duì)纖維損傷最小的高速攪拌器替代。

 

1——分液漏斗;

2——層析玻璃柱;

3——玻璃砂芯(可用2號(hào)砂芯);

4——接收瓶。

注:脫鹽時(shí)用三角燒瓶或燒杯,鈣離子交換時(shí)用250mL的容量瓶。

圖1離子交換反應(yīng)裝置

 

 

7試樣的制備

試樣的采取按照GB/T 740的規(guī)定進(jìn)行。

 

8試驗(yàn)步驟

8.1試樣的稱取

每個(gè)樣品稱取兩份以上的試樣。稱取0.5g~1.0g的風(fēng)干試樣,精確至0.001g,試樣質(zhì)量應(yīng)使鈣離子的消耗量達(dá)到鈣離子交換量的一半,否則交換將不完全。如果試樣在0.5 g~1.0 g范圍內(nèi),不能消耗鈣離子一半左右,則可調(diào)節(jié)鈣離子溶液的濃度。

同時(shí),另稱取試樣,按照GB/T462測(cè)定試樣的水分。

8.2試樣解離

做兩份試樣的平行測(cè)定。

稱量層析玻璃柱的質(zhì)量(準(zhǔn)確至0.1 g)。

將試樣放人濕漿解離器(6. 2)中,加人少量水，解離至無大纖維束存在,或根據(jù)試樣的類別參照ISO 5263-1、ISO 5263-2或ISO 5263-3進(jìn)行濕解離,將全部纖維轉(zhuǎn)移到層析玻璃柱中。將透過玻璃砂芯的細(xì)小纖維重新傾人層析玻璃柱中再過濾,以免損失。

8.3脫鹽

關(guān)閉活塞B,加人50 mL的稀鹽酸溶液(5.5),用玻璃棒攪拌,使纖維與酸充分接觸。打開活塞B,濾去鹽酸,用玻璃棒輕壓將試樣鋪勻,做成一個(gè)牢固均勻的濾餅。

關(guān)閉活塞B,注人稀鹽酸溶液(5.5),保持液面在濾餅以上20mm~30mm。裝上盛有稀鹽酸溶液(5. 5)的分液漏斗,開啟活塞A及活塞B,以活塞B控制稀鹽酸的流量約為4 mL/min(大約每分鐘30滴)。濾餅上應(yīng)保持液面高度20mm~30mm,如此連續(xù)處理,直至濾液不含有其他陽離子為止,一般約需250mL的稀鹽酸。

用少量蒸餾水洗滌,洗滌時(shí)注意應(yīng)將玻璃管上壁的鹽酸洗凈。開啟活塞B,濾去積水，再次稱量層析玻璃柱(內(nèi)含試樣)的質(zhì)量,準(zhǔn)確至0.1 g,以便計(jì)算試樣吸水量。

8.4 離子交換

裝上盛有鈣工作溶液(5.4)的分液漏斗,按脫鹽(8.3)操作進(jìn)行離子交換。濾液用一干燥的250 mL的容量瓶接收,當(dāng)溶液達(dá)到刻度后,關(guān)閉活塞B,取出容量瓶,搖勻。

8.5 滴定

分別吸取鈣工作溶液(5.4)和離子交換后的鈣離子濾液(8.4)各100 mL,加人4 mL氨氯化銨緩沖溶液(5.6)及5滴~6滴鉻黑T指示劑溶液(5.7),溶液呈紫色,用Mg²⁺-EDTA溶液(5.1)滴定至溶液變?yōu)榧兯{(lán)色,即達(dá)到終點(diǎn)。

如果試樣所消耗的鈣離子未達(dá)到原溶液中鈣離子含量的30%~70%,應(yīng)調(diào)整試樣質(zhì)量或鈣工作溶液(5.4)的濃度,重做8.1~8.5。

 

9結(jié)果的表述

試樣的羧基含量以鈣陽離子交換能力表述,即以100g絕干試樣交換的鈣陽離子毫摩爾數(shù)(mmol)表示,計(jì)算按式(1)。

 

10質(zhì)量保證和控制

10.1應(yīng)注意 脫鹽(8.3)操作及鈣離子交換(8.4)過程中流速的控制、鈣溶液pH值的控制,這些參數(shù)均會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。

10.2注意滴定終點(diǎn)的判定。

 

11 試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列項(xiàng)目:

a)本標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào);

b)完整鑒定樣品所必要的全部資料;

c)如果測(cè)定次數(shù)多于兩次,應(yīng)說明測(cè)定次數(shù);

d)標(biāo)準(zhǔn)步驟變更的說明;

e)用數(shù)值表示結(jié)果;

f)試驗(yàn)中所觀察到的任何異常現(xiàn)象;

g)本標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范性引用文件中未規(guī)定的,并可能影響結(jié)果的任何操作。

 

 

 

                                附錄A

                           ( 規(guī)范性附錄)

                     Mg²⁺-EDTA溶液濃度的標(biāo)定方法

 

A.1試劑

除非另有說明,在分析中應(yīng)使用確認(rèn)為分析純的試劑,試驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T 6682中三級(jí)水的

規(guī)定。

A.1.1碳酸鈣(CaCO₃),基準(zhǔn)物質(zhì),120 °C干燥2 h,稍冷后置于干燥器中,冷卻至室溫后使用。

A.1.2鹽酸溶 液(HCl),1+1,用量筒量取50 mL的濃鹽酸(分子量36. 46,p=1. 18 g/mL),加入到

50 mL的水中。

A.1.3氨-氯化 銨緩沖溶液(NH₃-NH₄ CI)(pH≈10),溶解67.5 g氯化銨(NH₄C1)于570 mL 28%氫氧化銨(NH₄OH)中,再加水稀釋至1 L。

A.1.4鉻黑T 指示劑溶液,溶解0.5 g鉻黑T及4.5 g鹽酸羥銨于100 mL乙醇中。

A.2步驟

稱取0.1 g碳酸鈣(A.1.1),準(zhǔn)確至0.0001 g。用少量水潤(rùn)濕并蓋上表面血,緩慢加入1:1鹽酸

(A.1. 2)5 mL,待完全溶解后將溶液轉(zhuǎn)入250 mL容量瓶中。用水稀釋至刻度搖勻,用移液管吸取5.00 mL，上述溶液于100 mL錐形瓶中。加入氨-氯化銨緩沖溶液(A.1.3)3 mL,滴入鉻黑T指示劑(A.1.4)3滴~4滴,溶液呈紫紅色,用Mg2+-EDTA溶液(5. 1)滴定至溶液變?yōu)榧兯{(lán)色,即到達(dá)終點(diǎn)。

Mg²⁺ -EDTA溶液(5.1)的摩爾濃度按式(A.1)計(jì)算: