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SN/T 2087.2-2024 煤中氯的測定 第2部分：自動電位滴定法

范圍
本文件規定了煤中氯的測定氧彈燃燒-自動電位滴定法和高溫燃燒水解-自動電位滴定法。
本文件適用于煤中氯的測定，測定范圍0.03%~0.30%。

術語和定義
本文件沒有需要界定的術語和定義。

方法A: 氧彈燃燒-自動電位滴定法
方法提要
一定量的煤樣在充有過量氧氣的氧彈中燃燒，釋放的氯被碳酸銨溶液吸收。用水淋洗氧彈，使吸收液全部轉移至燒杯中，用硝酸酸化，以復合銀電極為測量電極，以硝酸銀標準溶液進行自動電位滴定測定氯的含量。

試劑和材料
除非另有規定，本文件僅使用優級純的試劑和符合 GB/T 6682 規定的一級水。
硝酸(ρ=1.42g/mL)。
碳酸銨。
硝酸銀。
氯化鈉，基準試劑。
碳酸銨溶液(100g/L)：稱取100g優級純碳酸銨溶解于1000mL水中，混勻，轉移至試劑瓶中。用時現配。
硝酸銀標準溶液[c(AgNO₃)=0.02500mol/L]：準確稱取預先在110°C干燥1h的優級純硝酸銀4.2472g，溶于少量水中，再移入1000mL棕色容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻；或直接使用有證標準物質。
氯化鈉標準溶液(氯離子濃度為0.20mg/mL)：準確稱取預先在(500~600)°C灼燒1h的基準氯化鈉0.3298g，溶于少量水中，再移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻；或直接使用有證標準物質。
氧氣：純度99.5%，不含可燃成分，不允許使用電解氧。

儀器及設備
氧彈燃燒裝置：包括氧彈、燃燒皿、點火絲、冷卻水浴等，應符合 GB/T 213 的規定。
分析天平：感量0.1mg。
自動電位滴定儀：應配有計算機控制及數據處理系統，銀量滴定用復合銀電極，自動攪拌器和加液器裝置。

樣品
按照 GB/T 474 將樣品縮制成粒度小于0.2mm(80目)的一般分析試驗煤樣。
如需換算成其他基態，在測定氯的同時，應按照 GB/T 212 測定樣品的空氣干燥基水分。

分析步驟
樣品溶液的制備
稱取1g一般分析試驗煤樣(精確到0.0001g)，置于燃燒皿中，將燃燒皿放到氧彈架上，連接點火絲，裝入已預先加入5mL碳酸銨溶液的氧彈內，小心擰緊氧彈蓋。燃燒時不易燃燒完全的試樣，可提高充氧壓力至3.2MPa，或用擦鏡紙包裹已稱量好的試樣并用樣品勺壓實，最后放入燃燒皿中。
向氧彈中緩慢充入氧氣至(2.8~3.0)MPa，并保持15s以上。小心將氧彈放入冷水浴中，接通點火電路，開啟攪拌裝置，點火，并使氧彈在水浴中保持10min以上。將氧彈從水浴中取出，緩慢均勻地減壓，在不少于2min的時間，使壓力減為常壓。打開氧彈，檢查樣品是否燃燒完全或是否有樣品濺出，否則試驗作廢。
用熱水充分清洗氧彈、電極和坩堝等各部件，并將全部洗液收集于一個200mL的燒杯中，保持溶液的體積小于150mL。向燒杯中加入3mL硝酸和5.00mL氯化鈉標準溶液，搖勻，待測。
空白試驗
除不加樣品外，隨同樣品按以上做空白試驗。
測定
將硝酸銀標準溶液移入儀器儲液瓶中，開啟儀器，用該標準溶液沖洗加液器及其管路3次，并排盡管路中的氣泡。
儀器工作條件，見附錄A。
將盛有待測溶液的燒杯置于滴定臺上，插入攪拌裝置、復合銀電極及滴定頭。用硝酸銀標準溶液進行自動電位滴定，當電位出現最大突躍，即滴定達到等當點儀器自動停止滴定，并計算檢測結果。
結果計算
一般分析試驗煤樣中氯(Cl_ad)的質量分數w(％)按公式(1)計算：

式中：
c ——硝酸銀標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V ——樣品滴定消耗硝酸銀標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀——空白滴定消耗硝酸銀標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
m ——一般分析試驗煤樣的質量，單位為克(g)；
0.03545——氯的毫摩爾質量，單位為克每毫摩爾(g/mmol)。
每一樣品重復測定兩次，取兩次測定值的平均值作為測定結果。計算結果表示到小數后三位。
精密度
氯含量的兩次重復測定結果的絕對差值不大于其算術平均值的10%。

方法B: 高溫燃燒水解-自動電位滴定法
方法提要
一定量的煤樣在通有氧氣和水蒸氣的氣流中燃燒并水解，煤樣中的氯全部轉化為氯化物并全部溶解于水中。吸收液全部轉移至燒杯中，用硝酸酸化，以復合銀電極為測量電極，以硝酸銀標準溶液進行自動電位滴定測定氯的含量。

試劑和材料
除非另有規定，本文件僅使用優級純的試劑和符合 GB/T 6682 規定的一級水。
硝酸溶液：(1+1)，將1體積優級純濃硝酸緩慢加入1體積水中，混勻。
硝酸銀標準溶液[c(AgNO₃)=0.02500mol/L]：準確稱取預先在110°C干燥1h的優級純硝酸銀4.2472g，溶于少量水中，再移入1000mL棕色容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻；或直接使用有證標準物質。
氯化鈉標準溶液(氯離子濃度為0.20mg/mL)：準確稱取預先在(500~600)°C灼燒1h的基準氯化鈉0.3298g，溶于少量水中，再移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻；或直接使用有證標準物質。
氧氣：純度大于99.5%。
石英砂：粒度0.5mm~1.0mm。
石英舟：長77mm，高和寬均為10mm。

儀器及設備
高溫燃燒水解裝置：包括高溫爐、燃燒管、冷凝管、水蒸氣發生裝置及吸收器等，應符合 GB/T 3558-2014 中3.3.1的規定或其他相當的高溫燃燒水解裝置。
分析天平：感量0.1mg。
自動電位滴定儀：應配有計算機控制及數據處理系統，銀量滴定用復合銀電極，自動攪拌器和加液器裝置。

【實驗儀器制備，推薦使用】煤中氯的測定

京都電子KEM 電位滴定法自動電位滴定儀 AT-710S

自動電位滴定儀操作視頻：

樣品
按"樣品"方法準備試樣。

分析步驟
儀器準備
按照 GB/T 3558-2014 的要求裝配儀器。在兩個吸收瓶中分別加入約30mL、20mL水。將高溫爐升溫到1100°C，調節氧氣流量500mL/min，水蒸氣發生器水的蒸發量約2mL/min，檢查是否漏氣。
高溫水解樣品
準確稱取一般分析試驗煤樣0.5g(稱準至0.0001g)于石英舟中，再用適量石英砂鋪蓋在上面將石英舟置于燃燒管，通入氧氣和水蒸氣， 用推樣桿把石英舟前端推到300°C溫度區，在15min內分三段(300°C、600°C、800°C各停留5min)推進，最后將石英舟推到恒溫區并停留15min。
燃燒水解完成后，取下吸收器，停止通氧氣和水蒸氣，取出石英舟。
將兩個吸收瓶內的樣品溶液倒入200mL燒杯中，用水沖洗吸收瓶及導氣管，洗液直接沖入燒杯內加水至(140±10)mL。向燒杯中加入1mL硝酸溶液和5.00mL氯化鈉標準溶液，搖勻，待測。
空白試驗
除不加樣品外， 隨同樣品按以上做空白試驗。
測定
將硝酸銀標準溶液移入儀器儲液瓶中，開啟儀器，用該標準溶液沖洗加液器及其管路3次，并排盡管路中的氣泡。
儀器工作條件，見附錄A。
將盛有待測溶液的燒杯置于滴定臺上，插入攪拌裝置、復合銀電極及滴定頭。用硝酸銀標準溶液進行自動電位滴定，當電位出現最大突躍， 即滴定達到等當點，儀器自動停止滴定，并計算檢測結果。
結果計算
一般分析試驗煤樣中氯(Cl_ad)的質量分數w(％)按公式(2)計算：

式中：
c ——硝酸銀標準溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V ——樣品滴定消耗硝酸銀標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀——空白滴定消耗硝酸銀標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
m ——一般分析試驗煤樣的質量，單位為克(g)；
0.03545——氯的毫摩爾質量，單位為克每毫摩爾(g/mmol)。
每一樣品重復測定兩次，取兩次測定值的平均值作為測定結果。計算結果表示到小數后三位。
精密度
氯含量的兩次重復測定結果的絕對差值不大于其算術平均值的10%。