纸浆 羧基含量的测定

Pulps- Determination of carboxyl content

编辑：弗艾博纤维技术研究中心

 

 

                                           前言

本标准代替GB/T 10338—1989《纸浆羟基含量测定法》。

本标准与GB/T 10338-1989相比,主要变化如下:

——增加了前言;

——增加了原理、反应式、质量保证与控制、试验报告等章(本版的第3.4.10.11章);

——将引用标准修改为规范性引用文件(1989年版的第2章;本版的第2章),增加了引用标准,并对其他相关措辞进行了修改;

——按照GB/T20001.4—2001的要求,修改了试剂配制的内容(1989年版的第3章;本版的第5章);

——修改了仪器的内容,增加了湿浆解离器(1989年版的第4章;本版的第6章);

——修改了试样的制备,取消了干浆解离器磨碎过程(1989年版的第5章;本版的第7章);

——修改了试验步骤的内容,将试验过程分成五部分，修改了纤维解离过程(1989年版的第6章;本版的第8章);

——修改了结果的表述,完善了计算公式(1989年版的第7章;本版的第9章);

——修改了EDTA溶液浓度的标定方法,增加了试剂,改变了试验过程中的试剂量,相应地——修改了计算公式(1989年版的附录A;本版的附录A)。

本标准的附录A为规范性附录。

本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会归口。

本标准起草单位:中华人民共和国深圳出人境检验检疫局、中国制浆造纸研究院。

本标准主要起草人:徐嵘、江帆、顾浩飞、刘怡、杨左军。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为:

——GB/T 10338一1989。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会负责解释。

 

1范围

本标准规定了用钙离子交换和EDTA容量法确定纸浆中羧基含量的测定方法。

本标准适用于漂白浆及未漂浆羧基含量的测定。

 

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 462纸、 纸板和纸浆分 析试样水分的测定(GB/T 462—2008, ISO 287 :1985, ISO 638:1978, MOD)

GB/T 601化学试剂 标准 滴定溶液的制备

GB/T 740纸浆试样的 采取(GB/T 740—2003, ISO 7213:1981,IDT)

GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法(GB/T6682-2008,ISO3696:1987,MOD)

ISO5263-1纸浆实验室湿解离第1部分:化学浆解离

ISO5263-2纸浆实验室湿解离 第 2部分:机械浆解离(20 C)

ISO5263-3纸浆实验室湿解离 第 3部分:机械浆解离(≥85 C)

 

3原理

钙溶液经过纸浆纤维做成的滤饼，钙离子与纤维中的羧基发生反应,用EDTA滴定过滤前后的钙溶液,测定钙离子的消耗量,以计算纤维的阳离子交换能力，从而测定纸浆中的羧基含量。

 

4反应式

4.1钙与羧基反应的离子反应式

Ca²⁺+2R-COOH=Ca( RCOO)₂+ 2H⁺

溶液中的钙离子经过纤维滤饼,部分钙离子与纤维中的羧基发生反应。

4.2 溶液游离钙离子与EDTA的络合滴定的离子反应式

Ca²⁺+H₂Y^2-=2H⁺+CaY^2-

溶液中的钙离子与EDTA络合反应。

 

5试剂

除非另有说明,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

5.1 Mg²⁺-EDTA溶液,溶解0.5g乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠盐)(Na₂H₂Y••2H₂O)及0.0125 g氯化镁(MgCl₂••6H₂O)于1 000 mL的水中。将此溶液保存在聚乙烯塑料瓶中(浓度标定见附录A)。

5.2 氢氧化钙饱和溶液,称取0.5 g的氢氧化钙Ca(OH)₂,溶于100 mL的水中,过滤后获得氢氧化钙饱和溶液。

5.3钙储备液，称取1.58g无水乙酸钙，用水溶解，定容至100mL,此溶液浓度大约为

c[Ca(C₂H₃O₂)₂ ]≈0.1 mol/L。当溶液出现浑浊、沉淀、颜色变化等现象时,应重新制备。

5.4 钙工作溶液,用移液管移取1.7 mL钙储备液(5.3)用水定容至1 L,此溶液浓度大约为c[Ca(C₂H₃O₂)₂]≈0.17 mmol/L。用氢氧化钙饱和溶液(5. 2)调节,使溶液最后的pH为6.5~7.0(用

pH计测定)。

5.5稀盐酸溶液,c(HCL)≈0.1 mol/L,用量筒量取8.5 mL的浓盐酸(p=1.18 g/m,质量分数36 % ~

38%),用水定容至1L。

5.6 氨-氯化铵(NH₃-NH₄CI)缓冲溶液,溶解67.5 g氯化铵(NH₄C1)于570 mL的28%氢氧化铵

(NH₄ 0H)中,再加水稀释至1 L,此溶液pH≈10。

5.7 铬黑T指示剂溶液,5 g/L,溶解0.5 g铬黑T及4.5 g盐酸羟铵于100 mL乙醇中。

 

6仪器

一般实验室仪器及

6.1 离子交换反应装置,见图1。

6.2湿浆解离器,结构见ISO5263-1,也可用能完全解离并对纤维损伤最小的高速搅拌器替代。

 

1——分液漏斗;

2——层析玻璃柱;

3——玻璃砂芯(可用2号砂芯);

4——接收瓶。

注:脱盐时用三角烧瓶或烧杯,钙离子交换时用250mL的容量瓶。

图1离子交换反应装置

 

 

7试样的制备

试样的采取按照GB/T 740的规定进行。

 

8试验步骤

8.1试样的称取

每个样品称取两份以上的试样。称取0.5g~1.0g的风干试样,精确至0.001g,试样质量应使钙离子的消耗量达到钙离子交换量的一半,否则交换将不完全。如果试样在0.5 g~1.0 g范围内,不能消耗钙离子一半左右,则可调节钙离子溶液的浓度。

同时,另称取试样,按照GB/T462测定试样的水分。

8.2试样解离

做两份试样的平行测定。

称量层析玻璃柱的质量(准确至0.1 g)。

将试样放人湿浆解离器(6. 2)中,加人少量水，解离至无大纤维束存在,或根据试样的类别参照ISO 5263-1、ISO 5263-2或ISO 5263-3进行湿解离,将全部纤维转移到层析玻璃柱中。将透过玻璃砂芯的细小纤维重新倾人层析玻璃柱中再过滤,以免损失。

8.3脱盐

关闭活塞B,加人50 mL的稀盐酸溶液(5.5),用玻璃棒搅拌,使纤维与酸充分接触。打开活塞B,滤去盐酸,用玻璃棒轻压将试样铺匀,做成一个牢固均匀的滤饼。

关闭活塞B,注人稀盐酸溶液(5.5),保持液面在滤饼以上20mm~30mm。装上盛有稀盐酸溶液(5. 5)的分液漏斗,开启活塞A及活塞B,以活塞B控制稀盐酸的流量约为4 mL/min(大约每分钟30滴)。滤饼上应保持液面高度20mm~30mm,如此连续处理,直至滤液不含有其他阳离子为止,一般约需250mL的稀盐酸。

用少量蒸馏水洗涤,洗涤时注意应将玻璃管上壁的盐酸洗净。开启活塞B,滤去积水，再次称量层析玻璃柱(内含试样)的质量,准确至0.1 g,以便计算试样吸水量。

8.4 离子交换

装上盛有钙工作溶液(5.4)的分液漏斗,按脱盐(8.3)操作进行离子交换。滤液用一干燥的250 mL的容量瓶接收,当溶液达到刻度后,关闭活塞B,取出容量瓶,摇匀。

8.5 滴定

分别吸取钙工作溶液(5.4)和离子交换后的钙离子滤液(8.4)各100 mL,加人4 mL氨氯化铵缓冲溶液(5.6)及5滴~6滴铬黑T指示剂溶液(5.7),溶液呈紫色,用Mg²⁺-EDTA溶液(5.1)滴定至溶液变为纯蓝色,即达到终点。

如果试样所消耗的钙离子未达到原溶液中钙离子含量的30%~70%,应调整试样质量或钙工作溶液(5.4)的浓度,重做8.1~8.5。

 

9结果的表述

试样的羧基含量以钙阳离子交换能力表述,即以100g绝干试样交换的钙阳离子毫摩尔数(mmol)表示,计算按式(1)。

 

10质量保证和控制

10.1应注意 脱盐(8.3)操作及钙离子交换(8.4)过程中流速的控制、钙溶液pH值的控制,这些参数均会影响测定结果。

10.2注意滴定终点的判定。

 

11 试验报告

试验报告应包括下列项目:

a)本标准的编号;

b)完整鉴定样品所必要的全部资料;

c)如果测定次数多于两次,应说明测定次数;

d)标准步骤变更的说明;

e)用数值表示结果;

f)试验中所观察到的任何异常现象;

g)本标准或规范性引用文件中未规定的,并可能影响结果的任何操作。

 

 

 

                                附录A

                           ( 规范性附录)

                     Mg²⁺-EDTA溶液浓度的标定方法

 

A.1试剂

除非另有说明,在分析中应使用确认为分析纯的试剂,试验用水应符合GB/T 6682中三级水的

规定。

A.1.1碳酸钙(CaCO₃),基准物质,120 °C干燥2 h,稍冷后置于干燥器中,冷却至室温后使用。

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

50 mL的水中。

A.1.3氨-氯化 铵缓冲溶液(NH₃-NH₄ CI)(pH≈10),溶解67.5 g氯化铵(NH₄C1)于570 mL 28%氢氧化铵(NH₄OH)中,再加水稀释至1 L。

A.1.4铬黑T 指示剂溶液,溶解0.5 g铬黑T及4.5 g盐酸羟铵于100 mL乙醇中。

A.2步骤

称取0.1 g碳酸钙(A.1.1),准确至0.0001 g。用少量水润湿并盖上表面血,缓慢加入1:1盐酸

(A.1. 2)5 mL,待完全溶解后将溶液转入250 mL容量瓶中。用水稀释至刻度摇匀,用移液管吸取5.00 mL，上述溶液于100 mL锥形瓶中。加入氨-氯化铵缓冲溶液(A.1.3)3 mL,滴入铬黑T指示剂(A.1.4)3滴~4滴,溶液呈紫红色,用Mg2+-EDTA溶液(5. 1)滴定至溶液变为纯蓝色,即到达终点。

Mg²⁺ -EDTA溶液(5.1)的摩尔浓度按式(A.1)计算: