折光法检测溶液中氯化钠的浓度

1  前言

我们看不到风，因为空气是无色透明的气体。同样的道理，水和白糖水都是无色透明的液体，我们也不可能看到静止的水和白糖水的内部流动情况。然而，在用冷开水调制白糖水时，沉在杯底的白糖周围，常常可以看到丝带飘动状的融化过程，这是不同含量的糖水对光线的折射率不同而引起的，糖融化完了，浓度均匀了，这种飘动也就消失了。

水中溶解进任何物质，都会改变它的折光率，溶解的物质越多，折光率的该变量也越大。根据溶液折光率随溶质浓度的变化规律，可以用折光仪简便的测出水溶液中溶质的浓度。

氯碱厂中通过电解饱和食盐水制取NaOH，其工艺流程示意图如下：

氯化钠的浓度决定了产生氢氧化钠和氯气的浓度。检测氯化钠浓度的方法有很多，可以使用电位滴定法检测氯离子的浓度进而得到氯化钠的浓度。由于电解所需的氯化钠的浓度会很大，基本上都是氯化钠的饱和溶液，若选用电位滴定法检测，需要对样品进行稀释且滴定剂为硝酸银，硝酸银属于价格较为昂贵的化学试剂，通过折光检测氯碱工业中氯化钠的浓度是一种方便快捷且准确度较高的方法。

2  测定原理及方法

配置一系列氯化钠标准溶液，通过测试其折光率绘制氯化钠浓度和折光的标准曲线，测定未知浓度的折光率后通过标准曲线得出该样品的浓度。

3  实验仪器

A650折光仪、100ml容量瓶、烧杯、玻璃棒、滴管

4  试剂

氯化钠、蒸馏水

5  实验步骤

仪器准备，开机后设定温度为20℃.

测定方法：称取10g,20g，25g,27.5g，30g氯化钠分别溶液100ml容量瓶中，配制成浓度为100g/L,200g/L,250g/L,275g/L,300g/L的标准溶液，摇匀后备用。待折光仪温度稳定在设定温度后用蒸馏水校准机器。分别测定标准溶液的折光率，并绘制标准曲线。

6  测试结果

1）实验数据

7  结果与讨论

从曲线可以看出，对于单一溶质的水溶液，其折光率与该溶质的浓度成正比，如果以字母N代表折光率，以C（%）代表该溶液中溶质的重量百分比浓度，则二者之间存在以下直线关系:

N=k.C

其中，系数K，也就是直线的斜率大小决定溶质的种类。

常用几种溶质的K值

把这介质的浓度与其折光率的关系做在图上，可得到一条直线。由于关系简单，在生产现场用折光仪测定单一溶质溶液的浓度非常方便。比如测定氯碱工业中氯化钠的浓度，上表中的相乘系数是K值的倒数，即1/K，将公式变为C=1/k*N，可用于从折光仪读数计算溶液的浓度。将测得的折光仪读数N乘上该溶质的相乘系数1/K，即得到所测溶液的浓度。