孫玲梅 許 娟 馬文紅

炭黑在輪胎中起補(bǔ)強(qiáng)和填充作用， 補(bǔ)強(qiáng)作用的高低主要取決于炭黑的化學(xué)活性和粒徑的大小。化學(xué)活性大， 其補(bǔ)強(qiáng)作用大。炭黑的活性點(diǎn)存在于炭黑的表面上， 因此炭黑粒子越小， 比表面積就越大，相同質(zhì)量炭黑的活性點(diǎn)就越多， 就能更好地發(fā)揮炭黑對橡膠的化學(xué)結(jié)合和物理吸附的作用， 從而提高補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng)。測定炭黑粒徑的方法有多種， 其中碘吸附法最為快速、簡單。

從近幾年用戶反饋的數(shù)據(jù)看， 吸碘值產(chǎn)生偏差的現(xiàn)象較多。通過與用戶的交流， 問題集中在基準(zhǔn)試劑的選用上。炭黑生產(chǎn)企業(yè)習(xí)慣用碘酸鉀(KIO3)做基準(zhǔn)試劑， 而輪胎生產(chǎn)企業(yè)則習(xí)慣用重鉻酸鉀(K2Cr2O7)做基準(zhǔn)試劑。在炭黑樣品性能穩(wěn)定和質(zhì)量均勻的情況下， 這兩種基準(zhǔn)試劑標(biāo)定出來的 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液對炭黑吸碘值究竟有多大的影響， 本文就此問題進(jìn)行了試驗分析。

一、兩種基準(zhǔn)試劑的性質(zhì)對比

1﹒ 兩種試劑在同一溫度下的溶解度不同， 20℃時， 碘酸鉀為 8g， 重鉻酸鉀為 12g。

2﹒ K2Cr2O7 屬于重金屬鹽， 性質(zhì)穩(wěn)定， 配制好的基準(zhǔn)溶液可以保存很長時間﹔ 而 KIO3- KI 基準(zhǔn)溶液久置和受環(huán)境影響會發(fā)黃， 故配制過程中要求將KIO3- KI 溶液迅速轉(zhuǎn)入到容量瓶中， 防止在空氣中被氧化。這些不同的性質(zhì)有可能導(dǎo)致配制好的基準(zhǔn)試劑的濃度會有所偏差。

二、實(shí)驗過程及分析

1﹒ 標(biāo)定 Na2S2O3 溶液過程中使用兩種基準(zhǔn)試劑消耗同一瓶 Na2S2O3 溶液的體積對比見表 1。

從表 1 中可以看出， 兩種基準(zhǔn)溶液標(biāo)定同一瓶Na2S2O3 溶液時， KIO3- KI 基準(zhǔn)溶液消耗的 Na2S2O3溶液的體積數(shù)要少， 這說明 KIO3- KI 基準(zhǔn)溶液的濃度比 K2Cr2O7 基準(zhǔn)溶液的濃度偏低， 從而使標(biāo)定好的 Na2S2O3 溶液的濃度也相應(yīng)偏低， 再用此Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定出碘溶液的濃度也會相應(yīng)偏低。兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度同時偏低， 會給炭黑的吸碘值測定造成多大影響， 做了對比試驗。兩種基準(zhǔn)試劑分別標(biāo)定好Na2S2O3 溶液和碘標(biāo)準(zhǔn)溶液后， 對 6 種炭黑吸碘值的影響比對數(shù)據(jù)見表2。

從表 2 可以看出， 用 KIO3- KI 基準(zhǔn)試劑標(biāo)好的溶液所測出炭黑的吸碘值要稍微高一些， 這與兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是相關(guān)的。但兩種方法測出的結(jié)果均在國標(biāo)允許的誤差范圍內(nèi)。

具體使用過程是﹕ 輪胎廠對炭黑吸碘值的測定是批次檢驗， 碘標(biāo)準(zhǔn)溶液和 Na2S2O3 標(biāo)準(zhǔn)溶液使用頻率少， 用 K2Cr2O7 基準(zhǔn)試劑標(biāo)定 Na2S2O3 溶液時步驟繁瑣， 但是 K2Cr2O7 基準(zhǔn)試劑性質(zhì)穩(wěn)定適于長期保存使用， 只是在滴定過程中顏色變化不如 KIO3 好掌握， 且 K2Cr2O7 具有毒性， 長期使用會對人體造成傷害。

炭黑生產(chǎn)廠需要對炭黑質(zhì)量進(jìn)行定時不間斷的監(jiān)控， 溶液使用較頻繁，用 KIO3 做基準(zhǔn)試劑標(biāo)定溶液步驟簡單、快速， 而且測出的吸碘值更接近標(biāo)準(zhǔn)值。只是溶液放置的環(huán)境條件發(fā)生變化時易泛黃，所以必須按國標(biāo)要求的條件來保存基準(zhǔn)溶液。

2﹒ 此外， 還應(yīng)考慮到， 不論是優(yōu)級純還是分析純試劑， 由于包裝、運(yùn)輸、貯藏、使用和生產(chǎn)日期等因素的不同， 標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)溶液對炭黑吸碘值也會產(chǎn)生一定的影響。不同時期生產(chǎn)的 K2Cr2O7 基準(zhǔn)試劑標(biāo)定 Na2S2O3 標(biāo)準(zhǔn)溶液后對炭黑吸碘值的影響見表 3。

從表 3 可以看出， 不同時期生產(chǎn)的基準(zhǔn)試劑對炭黑吸碘值的影響是不容忽視的。因此筆者建議，在選用基準(zhǔn)試劑時， 最好使用正規(guī)廠家近期生產(chǎn)的。

叁、結(jié)論

這兩種方法在使用中雖然各有利弊， 但本質(zhì)上并沒有區(qū)別， 不管是用 K2Cr2O7 還是用 KIO3 做基準(zhǔn)試劑， 反應(yīng)機(jī)理是一樣的。具體如下﹕

即都是在酸性條件下析出等量的碘再與硫代硫酸鈉反應(yīng)， 這些都是不可逆的化還塬反應(yīng)， 因此用兩種基準(zhǔn)試劑標(biāo)定溶液并不是影響炭黑吸碘值精密度的主要塬因。而作為檢測人員在實(shí)際操作過程中， 更應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)， 盡可能地減少試驗過程中的系統(tǒng)誤差， 杜絕由于設(shè)備使用和操作不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐蓽y試結(jié)果不準(zhǔn)確的情況發(fā)生。