硅酸盐材料中EDTA分析



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  实验部份
            (一) 试剂
      1. 乳酸溶液(1:2):一份乳酸与二份水混匀。
      2. 氨水(1:1):一份浓氨水加一份水混匀
      3. 醋酸--醋酸钠缓冲溶液(PH=4):120ml冰醋酸加无水醋酸钠32克,用水稀释至一升。
      4. 六次甲基四胺(固体)。
      5. 氧化铝标准溶液(5mg/ml):称取纯度为98.5% Al(NO3)3·9H2O 37.373克溶于水中,稀释至一升。
      6. 硝酸铅标准溶液:称6.2克Pb(NO3)2溶于水中,过滤,稀释至一升。
      标定:用滴定管放入10ml EDTA标准溶液于250ml三角烧杯中,用水稀释至100毫升左右,加入3克六次甲基四胺,以二甲酚橙为指示剂,用硝酸铅标准溶液滴定至橙红色。以毫升数计算出换算系数:
      K = VEDTA / V Pb(NO3)2
      一般K值取0.5
      7. EDTA标准溶液:称取14.88克EDTA溶于水中,过滤,稀释至一升。
      标定:用氧化铝标准溶液标定其对氧化铝的滴定度
      T A1203/EDTA=2mg/ml
      8. 二甲酚橙:0.2%水溶液。
      9. 氢氧化钾:固体(粒状)
      10. 盐酸(1:1):一份浓盐酸加一份水混匀。
      以上试剂纯度均不得低于二级纯(A。R。),水为蒸馏水。
      (二) 条件试验
      1. EDTA与氧化铝络合时的温度试验
      试验时于7只三角烧杯中分别加入25mg Al2O3、5mgTiO2、3ml乳酸。变化测定时的温度。结果如表-1所示。
     

表—1   温度对测定氧化铝的影响

温度(℃)

加入铝量(mg)

回收铝量(mg)

绝对误差(mg)

相对误差(%)

10

25

25.20

+0.20

+0.8

15

25

25.10

+0.10

+0.4

20

25

25.15

+0.15

+0.6

25

25

24.95

-0.05

-0.2

30

25

25.15

+0.15

+0.6

35

25

25.20

+0.20

+0.8

40

25

25.15

+0.15

+0.6


      由表-1可知,温度在10~40℃时,所测结果相当一致。未进行低于10℃和高于40℃的试验。这是考虑到一般化验室即使在冬季温也不会低于10℃,同时,温度越高,对氧化铝与EDTA的络合反应也越有利。
      2. 乳酸用量试验
      乳酸用量要适当。加多了,由于乳酸对氧化铝有微弱的络合能力,能慢慢置换A1-EDTA中的EDTA,使铝盐回滴褪色很快。加的越多,褪色越快。而乳酸用量不足,又不能将二氧化钛完全掩蔽。通过试验发现,溶液中含二氧化钛1~5mg,加乳酸(1:2)1~3ml比较合适。在一般硅酸盐试验中,我们选取加2ml。
      3. 乳酸掩蔽二氧化钛时的最佳酸度试验
      取7只三角烧杯,各分别加入25mg氧化铝、3mg二氧化钛和3ml乳酸(1:2),变化测定时的PH值:PH分别为4.0,4.5,5.0,5.5,6.0, 6.5,7.0。试验结果表明,PH 5.5 ~ 6.0均能取得最佳结果。
      4.酒石酸、苦杏仁酸作为钛掩蔽剂试验
      据资料介绍[4],除乳酸外,酒石酸、苦杏仁酸、甘油酸和苹果酸等都是钛的良好掩蔽剂,由于未购买到后两种,我们仅对乳酸、酒石酸和苦杏仁酸掩蔽钛的情况进行了试验。试验结果表明,酒石酸掩蔽钛和乳酸一样,终点亦褪色,而苦杏仁酸却优于上述二者,因为它不与氧化铝络合,不能置换A1-EDTA络合物中的EDTA,终点稳定。但由于它价格贵,我们没有选用它,又因为乳酸在常下是液体,配制方便,故一般情况下我们选用乳酸,当无乳酸时,也可用酒石酸代替。
      (三) 矿样对比分析
     

表—2            矿样对比分析

样品名称

Al2O3%

绝对误差

(%)

相对误差

(%)

标准值

本法测定值

本法平均

长石

18.44

18.51,18.31

18.21

18.34

-0.10

-0.5

焦宝石

45.12

45.09,44.99

44.89

44.99

-0.13

-0.3

由表-2可以看出,分析结果完全能达到准确度的要求。
      (四)分析方法
      精确称取0.5克试样,用氢氧化钾于银坩锅中熔融,用冷水提取,浓盐酸酸化,得透明溶液后转移至250ml容量瓶中,冷却并稀释至标线,摇匀备用。
      移取25ml上述试样溶液于250ml三角烧杯中,加2~3ml乳酸(1:2),放入二小片刚果红试纸,用氨水(1:1)中和至试纸由蓝色变成蓝紫色(为了避免用氨水(1:1)中和时造成局部溶液PH过高,使部份Al3+水解生成各级多羟络合物,最好用PH=4.0的醋酸--醋酸钠缓冲溶液代替氨水(1:1)),此时PH≈3。加入过量一倍的EDTA标准溶液,再加入2.5克六次甲基四胺,摇动,待六次甲基四胺全部溶解后,滴加3~4滴二甲酚橙(0.2%),用硝酸铅标准溶液回滴至溶液由黄变红即为终点。近终点时,要逐滴加入,且不能中断。计算公式:
      Al2O3=[(V1-KV2)×T×A ÷(G×100)]×100-Fe2O3%×0.638

(五)结果与讨论
      1. 高氧化数的金属离子(Al3+即是),即使酸度较高,也难免有水解倾向,当酸度不高时,水解倾向更强,水解时生成一系列多羟络合物[5,6],如Al(OH)2+,Al(OH)2+等。这些铝的多羟络合物,与EDTA反应缓慢。当pH<3.5,如下图所示[6],溶液中大部份是以Al3+存在,Al(OH)2+的存在量较少。并且,只要有过量EDTA存在,即使在常温下,这少量的也会较快地转变成ALY络合物,因此,当EDTA与铝络合时,应使PH≤3.5。
      2. 乳酸和酒石酸等的作用,除了起掩蔽钛的作用外,就是它能与铝和EDTA生成一种混合配位三元络合物[7],从而大大加快铝与EDTA的反应速度,在这里,乳酸和酒石酸起一种"活化剂"作用。
      3. 若以适量的乳酸掩蔽钛后,用DCTA(环已烷二胺四乙酸)回滴法测定铝,因DCTA络合铝的能力比EDTA强,乳酸不会置换络合铝的DCTA,故终点稳定,不褪色。但因DCTA试剂购买不到,未能进行试验。
      4. 对于硅酸盐分析来说,一般铁是必测项目。为了加快氧化铝的测定速度,在测定铁的含量后,用差减法求得氧化铝含量,这就要求铁含量的测定尽量准确,否则将影响氧化铝含量的准确。若对铁的测定结果有怀疑,也可用氟化物析出法直接测定氧化铝的含量。
      5. 本法适用于含量在10%以下的硅酸盐试样中氧化铝的测定,操作简便迅速,误差能达到允差要求。

信息来源:中国陶瓷信息资源网