湛江市建筑工程质量检测站
摘要：在诸多的沿海地区中，混凝土建筑经常会由于钢筋的腐蚀而受到破坏从而造成损失，这些现象从根本上来讲是由于氯离子的存在造成的，所以在沿海建筑工程中对于海砂中氯离子的检测十分重要。其方法以硝酸银标液滴定法为主。本文以实验为基础，再与相应的理论相结合，深入研究了氯离子的研究方式，找出了影响其测定精度的主要措施，从而做出了相应的改善。
关键词：氯离子、检测方法、海砂、准确性
0.前言
与普通建筑相比较，沿海建筑会因为海砂中较多的氯离子以及贝壳等有机物质而导致混凝土建筑的固有性能发生改变，用海砂直接配置混凝土的话，结构的耐久性会受到显著的影响，甚至会出现重大的工程事故。随意在沿海建筑工程中，在利用海砂配制混凝土时需要做出相应的处理，将其净化，去除其本身的氯离子。在2010年十二月开始适时地的《海砂混凝土应用技术规范》中，关于沿海混凝土建筑的海砂使用问题提出了相应的技术要求，比如氯离子的含量在经过净化处理之后以干砂的质量百分率计算不得高于0.03%，与普通混凝土建筑的要求相比较，要求严格了许多，由0.06%提高到了0.03%。
有关于检测砂中氯离子含量的方法在“普通混凝土建筑用砂、石质量及检验方法标准（JGJ 52-2006)”已经给出，这是一种借助铬酸钾为指示剂，将硝酸银标准液逐步滴入到海砂浸泡后的溶液中，逐步到达等当点，利用铬酸钾与稍微过量的硝酸银发生反应，从而生成沉淀即到达反应终点的滴定法，其全称为硝酸银标液滴定法。通过这种方法在检测氯离子含量时，我们可以根据反应过程中所消耗的硝酸银，从而求解得出砂中氯离子的含量。利用这种方法虽然降低了求解氯离子浓度的难度，但是在精度方面却存在较大的缺陷，比如由于人的眼睛变色能力存在差异以及终点变色不甚明显等缘故，在检测过程中，可能出现较大的误差。本篇文章将以具体的实验为基础，通过相应的理论分析，对测定过程中影响氯离子的含量精度的主要因素进行深入分析研究，从而对其做出改善。
1指示剂的添加量
由分步沉淀的原理可以得知，在生成沉淀的过程中，溶度积较小的会首先形成沉淀，溶度积大的后形成沉淀。在滴定实验中，AgCl与K2CrO4相比较，AgCl的溶解度比较小，所以在Ag+进入到大浓度的Cl-溶液中时，会先出现氯化银沉淀，而且由于[Ag ]2[CrO42-] <Ksp，所以没有铬酸银沉淀形成。而且随着滴定实验的开展，银离子浓度增加氯离子浓度降低，在到达等当点时会产生突变，此时[Ag ]2[CrO42-] >Ksp从而导致砖红色的铬酸银沉淀出现，到达指示滴定的终点。在滴定过程中，作为指示剂的铬酸钾溶液在检测的溶液中含量过高或者过低都会使的结果出现误差，其原因是铬酸根离子过大会导致滴定终点提前，造成结果偏低；相反浓度过小则会使得结果偏高。
为了确保滴定终点与等当点相一致，我们需要对溶液中铬酸根的浓度进行控制。在理论上，每50-100mL滴定溶液中只需要加入1mL含量为5%的铬酸钾溶液即可。而且又因为即便是达到终点，由于沉淀溶解平衡的存在，少量的氯离子依然存在于溶液中，而溶液中氯离子的浓度与铬酸钾的加入量有关，所以为了确保实验的准确，在空白试验中，铬酸钾溶液的加入量应当与试样中铬酸钾的加入量相同
2 试验结束后锥形瓶的清洗
利用硝酸银标液滴定法检测时，由于锥形瓶瓶壁上存在大量的氯化银沉淀，给清洗造成了困难，难以借助毛刷完成清洗工作，对下一次的终点观察造成了困扰，所以我们在清洗锥形瓶时，可以往空瓶中添加一部分浓氨水，并且震荡，因为浓氨水会与氯化银发生络合反应，使得氯化银溶解，从而达到清洗的目的。
3 沉淀的吸附
在滴定试验中，生成的氯化银沉淀是一种白色的胶状物质，它会吸引游离在溶液中的氯离子，这种被吸附的氯离子很难和Ag发生发应，所以溶液中的氯离子的浓度降低速度加快，造成反应的终点提前到达，引起误差出现。所以在滴定过程中，我们必须要充分的震荡摇动，释放出被氯化银吸附的氯离子，降低误差的大小。
4空白试验
在此试验中，误差总是难以避免的出现，为了减少误差，我们可以使用空白试验的方法，校正检测的数据。所谓空白试验其具体的定义是：“采用与实验完全相同的分析步奏、试剂以及用量（不包含滴定法中所使用的标准滴定液的用量），除去不加试样之外，经过平常所有操作后得出的结果。”利用这种方法，主要是为了检验出实验所用的器皿、实验试剂、蒸馏水以及环境等人为因素所造成的误差。之所以要对海砂氯离子进行空白试验主要有两大方面的原因：
在滴定之前，由于加入的铬酸钾指示剂中铬酸根的浓度与生成铬酸银砖红色沉淀时铬酸根的浓度相比较要低，这种现象导致加入的硝酸银标液会过多，引起滴定误差。
硝酸银在生成砖红色的铬酸银沉淀之前就已经和氯离子发生反应，到达等当点，此时加入的硝酸银已经存在微小过量问题。所以我们若要得到较为精确的结果可以在进行最后计算时将空白值减去。
5 滴定条件
因为反应的指示剂是铬酸钾，所以要避免反应在酸性条件下进行，其原因是由于铬酸钾作为一种弱酸盐，在酸性的溶液中铬酸钾分离出的铬酸根离子会与酸性溶液中已有的氢离子相结合形成弱酸，降低铬酸根离子的浓度，从而导致在滴定实验的等当点不能形成铬酸银沉淀。而且由于在碱性溶液中将会发生Ag++O H-→AgOH、2AgOH→Ag2O↓+ H20等反应，最终致使Ag形成黑色的氧化银沉淀。所以我们在试验时，同样要避免在碱性溶液中进行。
因此我们需要在弱碱性或者近乎中性的溶液中开展滴定实验（其PH值在6.5~10.5之间）。通过研究发现，天然的海水PH值一般位于7.9~8.4之间，没有受到污染的海水PH值在8.0~8.3之间。所以我们在进行检测海砂氯离子时应当保持PH值在弱碱性或中性范围内。但是若果在检测过程中出现黑色沉淀或者没有砖红色的沉淀产生，我们需要对其PH值重新检测，并且用相应的强酸强碱进行中和如稀硫酸溶液或者氢氧化钠溶液等。检测结果，先用酚酞指示剂显红色则滴加稀硫酸直到红色变为无色，此时为中性。若加入酚酞试剂不显红色则先加入氢氧化钠至红色，再滴加稀硫酸至无色。
6 试样制备
在进行试样制备时，需要有相应的规程，《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》满足了这一要求。根据这一标准，对氯离子含量进行测定时，其具体的制样方法如下所示：“取经过缩分后的样品，利用烘箱在（100~110）℃经行烘干，直到重量恒定，再次冷却到常温后作为备用，简称为干砂制样。然而在工程现场取样时，砂子一般都是潮湿的，将三批分别以烘干和自然风干的方式所得的制样分别检测，其结果如下所示：
通过比较可以发现，自然风干的氯离子含量较多，所以为了避免误差出现，我们必须严格的按照标准方法制备，因为干砂制样在经行烘干的过程中会降低氯离子的含量。
7结论
如以上所言，要想使得海砂中氯离子的检测精度有所提高，我们需要在使用指示剂时，对其添加量进行严格控制，此外滴定的条件与空白试验以及在进行试样制备时也需要认真的负责，严格的按照实验规范进行开展：在进行滴定实验时需要对试液进行震荡，而且必须彻底，以此来确保尽可能的释放出被吸附的氯离子，最后我们需要利用浓氨水来清除锥形瓶中附着的AgCl沉淀，降低观察的难度，完成实验。在实验过程中需要认真操作，遵守各种要求，仔细观察实验过程的诸多细节，确保实验结果的准确性。
参考文献：
[1]冷发光，丁威，周永祥，等.JGJ 206-2010 海砂混凝土应用技术规范{S}.北京；中国建筑工业出版社，2010.
[2]陆建雯，钟美琴，张昱民，等.JGJ 52-2006 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准{S}.北京：中国建筑工业出版社，2006.
[3]影响海砂氯离子测定精度的因素分析及改进缪海琼，作者单位：宁波市鄞州区质量技术监督检测中心.
论文作者:邵建彬
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/11
标签：铬酸钾论文; 溶液论文; 氯离子论文; 硝酸银论文; 滴定论文; 氯化银论文; 浓度论文; 《基层建设》2016年6期论文;