铁离子化验方法改进
锅炉化学清洗铁含量测定方法的探讨
华能日照电厂海能热电(276826) 崔永正
【摘要】锅炉投运前的清洗是必要的，在实际操作中铁含量的测定遇到了不少的问题，在这里提供了一个简单可靠的分析方法，是国标分析方法的有效补充。
【关键字】锅炉酸洗化学分析
电厂锅炉投运前的化学清洗是保持受热面内表面清洁、防止受热面结垢、腐蚀、提高电厂水汽品质的必要措施之一。在锅炉化学清洗过程中，为了判断酸洗终点必须测定酸洗液的铁离子含量。在实际操作中我们发现国家电力行业标准里关于测定铁离子含量的分析方法有几个值得注意的问题需要进一步探讨和研究。下面就自己在实际工作过程中遇到的问题阐述自己的见解，希望有兴趣的化学工作者通过实验验证。
根据《SD135--86火力发电厂锅炉化学清洗导则》，铁离子含量的分析方法一般选用磺基水杨酸作指示剂，用EDTA滴定的方法进行。基于PH值为3的条件下，用磺基水杨酸作指示剂与三价铁离子生成红紫色络合物，然后再用EDTA滴定，使原来的红紫色消失（因EDTA与三价铁离子络合能力强于磺基水杨酸）。量取5--10ml经滤纸过滤后的酸洗液于250ml三角烧瓶中，稀释至100ml，用1:1氨水及1:4盐酸调节PH值至2--3左右，加1毫升10%磺基水杨酸指示剂，用0.1M EDTA滴定至红紫色消失，记下EDTA
消耗量，加入少许（NH4 )2 S2O8晶体或10%(NH4)2S2O8 溶液5ml，加热至70℃左右继
续用0.1M EDTA溶液滴至红紫色消失。
以上分析方法广泛应用于工业压力容器特别是锅炉化学清洗时定量分析铁离子含量，以便准确地判定酸洗终点，是一比较成熟完善的分析方法。但是通过大量试验和多次现场化验分析表明，该方法在实际应用过程中有如下几个方面的问题值得进一步研究并引起注意，如果操作不当会造成测定结果偏差很大甚至测不出结果，下面就此提出几点探讨意见。
1 PH值的调节问题
本测定方法中控制酸度为PH＝2―3，用标准液作回收试验表明，溶液酸度控制得恰当与否对测定铁离子的结果影响很大。在PH<1.5时结果偏低；PH>3时，三价铁离子易形成红棕色氢氧化物，往往无滴定终点，共存的AI3+等其它离子的影响也显著增加。因此能否准确地调节待测液的PH值是本方法的关键之所在。但根据现场分析表明，方法中提供的用氨水和盐酸调节待测液的PH值有一定的难度，因PH值要求比较严格，范
围较窄（PH＝2--2.5），用1:1氨水和1:4盐酸要反复多次调节才能达到要求，比较麻烦，而酸洗液的酸度在酸洗过程中是不断变化的，氨水和盐酸无法定量，只能大体用试纸试验或估计。
实践试验表明，我们用一种方法可以调节待测液PH值且能够定量地进行，这个方法切实可行、快捷准确。具体方法是：滴定前，加入5滴0.05%溴甲酚绿（20%乙醇液）指示剂，该指示剂在PH>5.4时呈绿色，PH<3.8时呈黄色，因待测液是酸洗液，所以加入时溶液呈黄色，逐渐滴加1:1氨水使之呈绿色，再用1:4盐酸调至黄色，此时溶液的PH值为3.8，然后再加入1:4盐酸约4滴，此时溶液之酸度为PH＝2（可通过广范试纸检测确定或用酸度计测定）。然后加入磺基水杨酸指示剂，该指示剂与三价铁离子络合形成红紫色络合物，终点时EDTA夺取了该络合物中的铁离子，使磺基水杨酸指示剂游离出来，该指示剂在水溶液中是无色的，但是由于EDTA与三价铁离子的络合物是黄色的，所以终点时溶液颜色由红紫色变为黄色。
试验证明，溴甲酚绿指示剂与磺基水杨酸指示剂无反应，不相互影响，但是溴甲酚绿指示剂不宜多加，如加入多了，黄色的底色深，在铁离子的滴定中，对终点的颜色变化有影响。
值得一提的是，三价铁离子与EDTA络合过程中有H+产生：
所以在没有缓冲作用的溶液中，当铁离子含量较高时，滴定过程中所产生的酸度不容忽视，此时溶液PH值逐渐降低，难以准确测定铁离子含量。解决的方法是减少取样的量。
2 温度的调节
Fe3+与EDTA的络合反应进行较慢，故滴定过程中进行加热以加速反应，滴定时溶液的温度以60--70℃为宜，当温度低于50℃时，反应速度缓慢，不易得出准确的终点。当温度高于75℃，并有AI3+ 离子存在时，AI3+ 离子亦可能与EDTA络合，使滴定结果偏高。而且在加热时要防止温度过高或剧沸，否则Fe3+ 会水解形成Fe(OH)3 沉淀。在滴定过程中最好同时再加热，保证溶液温度在60--70℃，以加速反应。
3 滴定速度的把握
前面说过Fe3+ 与EDTA的络合反应进行较慢，要加热以加速反应，滴定速度慢，溶液温度降得低，不利于络合，但是如果滴得快，来不及络合，又容易滴过终点，较好
的办法是开始溶液呈红紫色时滴得稍快（注意也不能很快，防止过滴），当溶液呈淡红紫色时，滴定速度宜放慢，一定要加一滴，摇摇看看，然后再加一滴，最好同时再加热，
直至溶液变到淡黄色，即为终点。在实践过程中有兴趣的化学工作者不妨试验之。
结论:要准确地判断锅炉酸洗的终点，必须准确地检测酸洗液的铁离子含量，在实际操作中准确检测铁离子含量必须准确地调节溶液的PH值、溶液的温度控制适当、并且要适度把握滴定速度。