炭素材料硫含量的测定 (determination of sulfur content of carbon material)

测定炭素材料中的硫含量。炭素材料(包括炭素原料和炭素制品)中硫含量主要以有机硫、硫化物和硫酸盐等形式存在，要求测定的是总的含硫量。测定方法主要有4种：埃士卡法、燃烧法、燃烧一电解法、氧弹法。前两种方法简便易行，被广泛采用。

埃士卡法 试样与埃士卡试剂一同装入瓷坩埚中混合，在高温炉中燃烧，使试样中的有机硫和硫化物中的硫被氧化为三氧化硫，与碳酸钠生成亚硫酸钠，继而氧化成硫酸钠，用氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀，用重量法测定。燃烧法将粉状试样放入瓷舟中，再将瓷舟推入温度为1200℃之管式炉中，试样中的硫在高温下与通人的氧气反应，生成三氧化硫，与此同时试样中的碳即被氧化成二氧化碳，用碱溶液吸收。用淀粉溶液和碘作指示剂，以容量法测定硫。测定装置见图。

试剂碘标准溶液：分别称取3g碘化钾和0.4000g碘放入1L棕色容量瓶中，以蒸馏水稀释至标线。氢氧化钾:40%水溶液。浓硫酸:重度1.84g/cm3。硫标准试样:含硫0.05%以下的标样。吸收液：称取可溶性沉粉3g缓缓倒入装沸水750mL的烧杯中，搅拌煮沸2min，加碘化钾0.8g，摇匀。

测定方法 将管式炉升温至1200℃，检查燃烧管路是否漏气和有没有还原性物质。先在吸收杯中加入约30mL吸收液，吸收杯与燃烧管出气口相连，此时塞上入气口胶塞，通入氧气，往吸收杯中逐滴加入碘标样液，如溶液褪色，继续滴加，直至浅蓝色不褪为止。将盛有试样的瓷舟推入燃烧管中央，立即堵住管口，预热半分钟后，通入氧气，吸收液开始褪色，迅速滴加碘标准液至浅蓝色不变为止，记录消耗碘标准溶液的毫升数。称取试样0.02～0.5g，按以上方法操作，只是通氧时间适当延长(试样完全燃烧为止)，记录碘标液消耗的毫升数。按下式计算硫的百分含量：

S=Va/Gxl00%

式中S为硫含量，%；V为滴定时消耗碘标准溶液，ml；a为1mL碘标准溶液相当于硫的克数(它是由作标准试样测定时算出的)，g/Lm;G为试样质量，g。

燃烧-电解法 高温燃烧分解试样是自动测硫仪广泛采用的方法，中国北京煤化学研究所和徐州分析仪器厂等单位合作，于1980年研制成功ZCL型自动测硫仪。该仪器由空气预热处理和输送单元、温度程控单元、燃烧炉、电解池搅拌器和库伦积分单元组成。

测定原理 仪器以空气作为助燃气，以三氧化钨作催化剂，以碘为库仑滴定剂，数字显示出试样中硫含量相对应的库仑数，再按法拉第电解定律计算出试样中的硫含量。在1150℃和有催化剂存在的条件下，试样中各种形态的硫与通入的空气流(经净化预热)燃烧，生成二氧化硫和少量三氧化硫而逸出，反应如下：

式中Me代表两价金属。生成的二氧化硫和三氧化硫[微量]被空气带到电解槽内与水化合生成亚硫酸和硫酸。碘与碘化钾电离的电位平衡破坏，仪器立即自动电解碘化钾溶液，以析出的碘来氧化亚硫酸。在1100～1150℃，硫酸的生成量很少，可忽略不计。以双铂电极指示终点。电极反应如下：

电解产生碘所耗电量由积分仪显示，根据法拉第电解定律，由电量算出硫含量。全硫含量按下式计算：

St=S/Gxl00

式中St为全硫含量，mg；S为仪器显示的硫量，mg；G为试样的质量，mg。

测定方法将试样放入瓷舟中，上面盖一薄层三氧化钨，将瓷舟放在仪器的石英托盘上，启动温控按钮，试样随托盘自动进入燃烧炉，按规定升温程序，试样充分燃烧后，库仑滴定自动进行，记取积分仪显示的硫含量读数。

氧弹法 将试样于氧弹内燃烧，使试样中的硫变成硫的氧化物，溶于弹内的水中，将此溶液用重量法或容量法测定硫含量。