专利名称：一种钒电池电解液酸度pH滴定定量测定方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及钒电池电解液酸度定量测定领域，特别是涉及一种钒电池电解液酸度的PH滴定定量测定方法及其应用。
背景技术：
全钒氧化还原液流电池是一种新型的电化学储能系统，与传统的蓄电池相比，具有可快速、大容量充放电、自放电率低和电池结构简单等特点，在应用于再生能源的固定储能装置方面，展示了很大的优势。钒电池的正负极电解液分别是含有ν( V )/V(IV)、 V(III)/V( II)钒化合物的硫酸溶液，它不仅是导电介质，更是实现能量存储的电活性物质， 是钒电池储能及能量转化的核心。溶液中的硫酸主要有两个作用作为导电物质和作为支持电解质。由于全钒液流电池用电解液中硫酸浓度较高，普通PH计不能满足测定要求，电解液酸度直接影响电解液的稳定性，所以准确测定电解液酸度意义重大。目前，测定分析钒电池电解液酸度的方法主要有1、重量法。测出溶液中含有SO42-的总量，然后从中扣除与钒离子结合的SO42-量， 依此计算溶液的酸度。但该方法的操作过程繁琐，不利于简单、快速的分析钒电解液浓度。2,5mol/LK0H 滴定 2mol/L V0S04+3mol/L H2SO4,该方法滴定过程中有 K2SO4 晶体析出，且产生大量的钒沉淀，反应剧烈放热明显，影响滴定终点的平衡，准确度有待于提高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种钒电池电解液酸度PH滴定定量测定方法及其应用，解决现有技术中存在的操作过程繁琐、准确度不够等问题。本发明的技术方案为一种钒电池电解液酸度pH滴定定量测定方法，包括以下步骤(1)热重法确定硫酸氧钒结晶水个数和硫酸的纯度，作为标准样品；标准样品中， 硫酸氧钒结晶水个数为3. 06，硫酸的纯度为98wt% ；(2)煮沸的超纯水配制NaOH溶液，用邻苯二甲酸氢钾标定其准确浓度，计算公式为NaOH溶液摩尔浓度CNaQH= 1000*m/(V*204. 22)，其中m代表邻苯二甲酸氢钾的质量，单位g ；V代表NaOH溶液的体积，单位ml ；NaOH溶液作为滴定剂；(3)以H2SO4水溶液作为酸性溶剂，准确配制VOSO4的H2SO4水溶液，形成钒电池电解液，移取已知浓度的所述溶液于锥形瓶中；所述钒电池电解液中，VOSO4的摩尔浓度为 0. 1 5mol/L，H2SO4 的摩尔浓度为 0. 1 6mol/L ；(4)用步骤⑵已知浓度的NaOH溶液滴定，用事先标定好的pH计测定至pH = 3. 00为滴定终点；(5)计算溶液中硫酸的摩尔浓度Ch2sq4 (mol/L) = C_*V_/2VH2SQ4，其中C_代表 NaOH溶液摩尔浓度，单位mol/L ；VNa0H代表NaOH溶液的体积，单位ml ；Vh2so4代表H2SO4溶液的体积，单位ml ；
(6)按上述步骤进行三组平行实验。所述的钒电池电解液酸度的pH滴定定量测定方法，滴定终点的确定过程如下(1)根据酸碱中和定量关系，计算出消耗步骤(3)锥形瓶中的酸所需NaOH溶液体积的理论计算量
权利要求
1.一种钒电池电解液酸度PH滴定定量测定方法，其特征在于，包括以下步骤(1)热重法确定硫酸氧钒结晶水个数和硫酸的纯度，作为标准样品；标准样品中，硫酸氧钒结晶水个数为3. 06，硫酸的纯度为98wt% ；(2)煮沸的超纯水配制NaOH溶液，用邻苯二甲酸氢钾标定其准确浓度，计算公式为 NaOH溶液摩尔浓度CNaQH= 1000*m/(V*204. 22)，其中m代表邻苯二甲酸氢钾的质量，单位 g ；V代表NaOH溶液的体积，单位ml ；NaOH溶液作为滴定剂；(3)以H2SO4水溶液作为酸性溶剂，准确配制VOSO4的H2SO4水溶液，形成钒电池电解液， 移取已知浓度的所述溶液于锥形瓶中；所述钒电池电解液中，VOSO4的摩尔浓度为0. 1 5mol/L，H2SO4 的摩尔浓度为 0. 1 6mol/L ；(4)用步骤(2)已知浓度的NaOH溶液滴定，用事先标定好的pH计测定至pH= 3. 00为滴定终点；(5)计算溶液中硫酸的摩尔浓度Ch2sq4(mol/L) =C_*V_/2VH2SQ4，其中C_代表NaOH 溶液摩尔浓度，单位mol/L ；VNa0H代表NaOH溶液的体积，单位ml ；Vh2so4代表H2SO4溶液的体积，单位ml ；(6)按上述步骤进行三组平行实验。
2.根据权利要求1所述的钒电池电解液酸度的PH滴定定量测定方法，其特征在于，滴定终点的确定过程如下(1)根据酸碱中和定量关系，计算出消耗步骤⑶锥形瓶中的酸所需NaOH溶液体积的理论计算量VNaOH=2xc^4 XVhiS。4，其中VNaffl代表NaOH溶液体积，单位ml ·ψ 代表H2SO4溶液L NaOHH2SO4体积，单位ml ；CffJ04代表H2SO4溶液的摩尔浓度，单位mol/L ；CNa0H代表NaOH溶液摩尔浓度， 单位mol/L ；(2)利用返推法，用步骤(2)标定好的NaOH溶液进行滴定，至NaOH溶液体积％_等于所述理论计算量，此时用事先标定好的PH计测量，pH计显示pH = 3. 00，则认为此pH值为滴定终点。
3.根据权利要求2所述的钒电池电解液酸度的pH滴定定量测定方法，其特征在于将步骤(3)所述溶液进行充电，正负极分别制得的含有V( V )和/或V( IV )钒化合物的硫酸溶液、含有V(III)和/或V( II )钒化合物的硫酸溶液作为标准样品；按照上述操作步骤分别用标定好的NaOH溶液进行滴定，使正负极钒化合物的硫酸溶液至VNa。H等于理论计算量，此时用事先标定好的PH计测量，pH计均显示pH = 3. 00，则认为此PH值为滴定终点。
4.根据权利要求1所述的钒电池电解液酸度的pH滴定定量测定方法，其特征在于所述钒电池电解液中，含有V( V )、V(IV)、V(III)和V( II )中一种或一种以上混合钒离子。
5.根据权利要求1所述的钒电池电解液酸度的pH滴定定量测定方法，其特征在于所述步骤(3)移取已知浓度的钒电池电解液于锥形瓶后，通过加水稀释使钒电池电解液中， 钒化合物VOSO4的摩尔浓度在0. 001 lmol/L，酸性溶剂H2SO4的摩尔浓度为0. 001mol/L lmol/L0
6.根据权利要求5所述的钒电池电解液酸度的pH滴定定量测定方法，其特征在于将步骤(5)溶液中硫酸的摩尔浓度乘以相应的稀释倍数，即为待测钒电池电解液中硫酸的摩尔浓度。
7.根据权利要求1所述的钒电池电解液酸度的PH滴定定量测定方法，其特征在于所述步骤(2)的NaOH溶液中，NaOH的摩尔浓度为0. 01 5mol/L。
8.根据权利要求1所述的钒电池电解液酸度的pH滴定定量测定方法，其特征在于所述的滴定剂能与酸定量反应生成中性物质，并对PH测定无影响，滴定剂NaOH溶液或者采用 KOH溶液代替。
9.一种如权利要求1所述的钒电池电解液酸度PH滴定定量测定方法在钒电池正极电解液酸度的测定、含有V ( V )、V(IV)、V(III)和V( II )中一种或一种以上混合钒离子酸性的酸浓度分析的应用。
全文摘要
本发明涉及钒电池电解液酸度定量测定领域，特别是涉及一种钒电池电解液酸度的pH滴定定量测定方法及其应用，解决现有技术中存在的操作过程繁琐、准确度不够等问题。该方法通过将待测电解液稀释一定倍数，再用已知浓度的NaOH溶液滴定，用事先标定好的pH计测量，滴定至pH＝3.00为滴定终点，计算出相应的酸度，再乘上稀释倍数，即为未知溶液中酸的浓度。本发明测定结果准确、操作过程简单、便捷，可用于钒电池电解液酸度的测定、含有V(Ⅴ)、V(Ⅳ)、V(Ⅲ)和V(Ⅱ)中一种和多种混合钒离子酸性溶液的酸浓度分析。
文档编号G01N1/18GK102288726SQ20111023578
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者严川伟, 刘建国, 李享荣, 秦野 申请人:中国科学院金属研究所