石膏中三氧化硫快速容量法測定

1、第 2 6卷第 2 期 2 0 0 3年 3月 非金 屬礦 No n — M e t a l l i eM i n e sVO l _ 2 6NO ． 2M a J “ ． ． 2 0 0 3石膏 中三氧化硫快速容量法測定 童 筠( 浙江 萬馬 集團(tuán)檢 測中心， 臨安 3 1 1 3 0 0 )摘 要 三氧化硫測定方法較經(jīng)典的是重量法， 但重量法操作比較繁瑣， 不適于生產(chǎn)中的快速測定。通過實(shí)驗(yàn)得出了快速容量測定法此法所用儀器 設(shè)備 簡單

2、． 試 劑也較 普遍， 適于野外及 中小型企業(yè) 的石膏 中 S O3 快速測定。關(guān)鍵{ 司無機(jī)非金屬材料 石膏 三氧化硫 容量法測定石 膏 中三 氧 化 硫 的 測 定 ， 較 經(jīng)典 的方 法 是 硫 酸 鋇重量法。該法測定準(zhǔn)確度高， 但 由于沉淀靜置 需 要較 長 時(shí) 間， 過 濾 、 洗 滌 、 灼 燒 、 沉 淀 至 恒 重 也 較 費(fèi) 時(shí)， 且儀器分析設(shè)備投資大， 不適用于中小企業(yè)和礦 山。為在數(shù)小時(shí)內(nèi)及時(shí)提 出與重量法準(zhǔn)確度相

3、當(dāng)?shù)姆?析結(jié) 果 ， 我 們摸 索 出三 氧 化 硫 的 容 量 法 測 定 。此 法采用鹽酸溶解試樣， 以 E D T A掩蔽鎂、 鋁 、 鐵 等干 擾離子 ； 以碘量法 滴 定過剩 的 K 2 C r 2 0 7 ， 間接 算得 S O 3 的含量。此法使 用儀器簡單、 所需試劑普通 、 操 作 方法 也 不繁 瑣 ， 且 3 h內(nèi)就 可提 交 分析 結(jié) 果 。1 基本原理 試樣經(jīng)鹽酸溶解， 在較強(qiáng)的鹽 酸介質(zhì) 中( p H=1 )

4、 三 氧化硫 以硫酸 根 的形 式 與過 量 的氯 化鋇形 成 硫 酸鋇沉淀， 剩余 的鋇離子在弱酸性的條件下( p H=5～ 6 ) 與過量的重鉻酸鉀反應(yīng)， 生成鉻酸鋇沉淀。過 量 的重 鉻酸 鉀在 酸 性條 件 下 與碘 化鉀 定 量 生成碘 分 子， 用硫代硫酸鈉 滴定 碘， 間接 算 出三氧化 硫的含 量 。化 學(xué)反 應(yīng)方 程式 ：C a S O4 。 2 } I 2 O +2 HC 1 =C a C 1 2 +H2 S O 4

5、 +2 H2 OH 2 S O 4 +B a C 1 2 ( 過 量 ) =B a S O 4( 白) +2 HC l2 B a C 1 2 ( 剩余) +K 2 C r 2 0 7 ( 過量 ) + H E O=2 Ba Cr O4( 黃 ) + 2 K C 1 + 2 H C 1K 2 C r 2 0 7 ( 剩余) + 6 K I +1 4 H C 1 =2 C r C 1 3 + 3 I 2 +7 H 2 O+8 KC lI 2

6、 +2 Na 2 S 2 03 =2 Na I +Na 2 S 4O62 實(shí)驗(yàn) 試劑 2 ． 10 ． I NB a ( 二 l 2 標(biāo) 準(zhǔn)溶 液 稱取 1 2 ． 2 2 g分析純 B a C 1 2 于 4 0 0 ml 燒杯 中， 加 入 約 2 0 0 ml 蒸餾 水和 少 量 濃 H C 1 ， 加熱使其全溶， 配成 1 L溶液。標(biāo)定， 從略。2 ． 20 ． 1 NK 2 C r 2 0 7標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 稱 取 分 析

7、純 K2 C r 2 075 g于 2 5 0 ml 燒 杯 中， 加 入蒸 餾 水 ， 使其 完全 溶解后( 加熱溶解) 配成 1 L溶液。標(biāo)定， 從略。2 ． 30 ． 1 NNa 2 S 2 03標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 稱 取 2 5 g分 析 純 Na 2 s 2 0 3 于 4 0 0 ml 燒 杯 中， 加 入 0 ． 1 gNa 2 C O 3 ， 加 入 蒸餾水， 充分?jǐn)嚢瑁?待 溶解后配成 1 L溶液， 放置一 星期后進(jìn)行標(biāo)定

8、。標(biāo)定， 從略。2 ． 4其 它 2 N HC 1 溶 液 ( 1 ： 5 ) ， 1 ： 1氨 水 ( 分 析 純) ， 1 0 ％冰 乙酸溶液， 0 ． 5 ％淀粉溶液( 現(xiàn)配現(xiàn)用) ，0 ． 1 ％酚 酞 指示劑 ， 固體 碘 化 鉀 ( 分 析 純 ) ， 固體 乙 酸 銨 ( 分析純 ) ， 濃 H C 1 ( 分析 純 ) ， 固體 E D T A( 分析 純 ) 。3 條件 試驗(yàn) 3 ． 1 樣品取用量 容量分析， 一般

9、要求滴定消耗標(biāo) 準(zhǔn)溶液的體積數(shù) 2 0 ～3 0 m l 為宜。此時(shí)滴定管的讀 數(shù)誤 差 小， 且操 作方 便 。沉淀劑 用量 由試液 中欲測 定的含量來決 定， 而 組份 的 含量 則是 由試樣 的 量 來決 定 的。 石膏試 樣 中 一 般 S O3 含量 在 3 0 ％ ～5 0 ％ ， 如控制 S O 3 量在 0 ． 1 0～ 0 ． 1 6 g之 間。我 們 采 用 的 試 樣 量 為 0 ． 3 g ～0 ． 4 g ，此

10、時(shí) B a C 1 2和 K 2 C r 2 0 7沉 淀 劑 用 量 都 可 固 定在 5 0 ． 0 0 m l ， 滴定劑 N a 2 S 2 0 7 用量可控制在 2 0 ml 左右。這樣 既方 便 操作 ， 又 提 高 了測 量 的準(zhǔn) 確度 和精 密度 。3 ． 2 試樣分解的酸 用量準(zhǔn)確稱取 5 份 0 ． 3 g 標(biāo)準(zhǔn) 試樣于 2 5 0 ml 燒 杯 中， 潤 濕 后 分 別 加 入 1 0 、 2 0 、 3 0 、4

11、 0 、 5 0 m l2 NH C 1 ， 加熱 煮沸、 充分溶解， 以蒸餾水 沖洗表 皿和 杯 壁 ， 以下 操 作 同實(shí)驗(yàn) 步 驟 ， 結(jié)果 見表 1 。表 1 溶樣酸用量實(shí)驗(yàn) 2 NH C l 用 量／ ml1 02 03 04 05 0測 定 結(jié) 果 S O3 ／ ％4 1 ． 7 54 3 ． 3 54 5 ． 6 44 5 ． 4 34 6 ． O 3標(biāo) 準(zhǔn)樣含量 S O3 ／ ％4 5 ． 7 5從上可看 出， 當(dāng) 2

12、NH C 1 小于 3 0 m l 時(shí)， 試樣分 解不完全； 當(dāng) 2 NH C 1 用量大于 3 0 ml 時(shí)， 試樣分解 就可滿足要求?？紤] 到不 同樣 品的實(shí)際情況， 為確 保試樣分解 完全， 我們以 5 0 m l2 NH C 1 分解試樣。3 ． 3 沉淀 條件 在 定 量 測 定 中， 為 獲 準(zhǔn) 確 結(jié) 果 ， 要 一 3 6 — 維普資訊 http://www.cqvip.com s

13、一和 c一形成 的化合物都 易溶于水， 故對前 面沉淀 階段 沒什 么影 響， 后 面 的滴定 階段 主 要是 F e 0的 影 響 。 F e 0具 有 氧 化 性 ， 其 電 對 電 位 為 F e 3／ F e 2= +0 ． 7 7 ( V) ， 大 于 電對 I 2 ／ i 一= +0 ． 5 4( V) 的電位， 故干擾可以消除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ： ①M(fèi) 和 的存在， 對測定沒什 么影響 ； ②F e的存在 使實(shí)驗(yàn)結(jié) 果偏 低，

14、 這是 因?yàn)?沉淀 B a C r O 4 時(shí)， 要先將溶液 p H 值調(diào)到 中性， 再用 NI - h A c - HAc緩 沖 溶 液 將 p H 控 制 在 5～ 6附 近 ，F(xiàn) e 0在此條件下 主要是 以( O H) 3 沉淀的形式存 在。測定結(jié)果偏低 ， 可能是 F e ( 0 H) 3 對 c一 有一 定的吸附作 用， 使溶液 中 c一濃 度降低， 從而直 接影響 測定結(jié) 果。 當(dāng)溶 液 中加 入 E D T A后， 由于

15、 E D T A與 F e的絡(luò)合能力極強(qiáng)， F e ( O H )沉淀定 向吸附在 E D T A上， 而將 c一置換 出來， 從而消除 了干擾 。~E DT A 必 須 在 B a C r O 4沉 淀 完 全 后 再 加 入， 否 則 E D T A 與 B a 2也 有 一 定 的 絡(luò) 合 作 用 ， 使 測 定結(jié)果不準(zhǔn)確。④E D T A的加 入量可視 F e的含 量而 定 ， 一般 控制 在 0 ． 1 ～0 ． 5 g 左

16、右 。4 實(shí)驗(yàn)步驟 準(zhǔn)確稱取 0 ． 3 g 左右試樣于 2 5 0 m l 燒杯中， 加水 潤濕 ， 放入玻璃攪棒， 蓋上表皿。在燒杯中緩慢加入 2 NHC l5 0 ml ， 在 電爐 上 加 熱 ， 并 充 分?jǐn)?拌 到 試 樣 溶 解， 沖洗表皿及杯壁， 煮沸溶液。趁熱在不停攪拌下 準(zhǔn) 確加 入 0 ． 1 NB a C l 2 標(biāo) 準(zhǔn)溶 液 5 0 ． 0 0 ml 。在 電爐上 靜置半小時(shí)后滴加酚酞指 示劑 ， 用 l ：

17、l 氨水 中和 至 溶 液 為粉 紅色 ， 再 加 入 5 g固體 NH4 Ac 和 l 0 ％HA c5 r a l ， 加熱 煮沸 溶液 ， 再 趁熱 在 不停 攪 拌 下 準(zhǔn) 確加 入 0 ． 1 NK 2 C r 2 O 7標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 5 0 ． 0 0 m l 。 電爐 上 靜 置 2 0 mi n后 ， 加 入 0 ． 1 ～0 。 5 g固體 E D T A( 可視 F e 3含 量而定) 充分?jǐn)嚢?， 再 靜置 l

18、O m i n 。冷 卻至室溫后，將沉淀連同溶液無損失轉(zhuǎn)移至 2 5 0 ml 容量 瓶中， 用蒸餾水稀釋刻度， 搖勻 。將溶液用定性 濾紙干過濾 于 2 5 0 m l 三角燒瓶中。用 1 0 0 m l 移液管準(zhǔn)確移取濾 液 1 0 0 ． 0 0 m l 于 3 0 0 m l 三角燒瓶 中， 加入 2 gK I ， 搖 勻后加入濃 H C 11 0 m l 搖勻， 立即置 暗處反應(yīng) 5 mi n ，取 出 以蒸 餾 水 沖洗 燒

19、 瓶 壁， 并 以 蒸餾 水 稀 釋 至 2 0 0 m l 左右 ， 用 0 ． I NN a 2 S 2 0 3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴 定至淺黃 色后， 加 入 2 m l 新 鮮 配 制 的淀 粉 溶 液， 再 繼 續(xù) 用 0 ． I NN a 2 s 2 O 3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 至紫色消失。記下滴 定管讀數(shù)。 由滴定 消耗 N a 2 s 2 O ， 的體積 算 出 S O 3百分含量。s O含量計(jì)算式 ：S 0( ％) ：{ [ V l

20、—b (2 — 2 ． 5 口 V 3 ) ] T× 1 0 0 } ／ G式中 ： V l ， 0 ． I NB a C l 2 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 加 入 體 積 數(shù)／ m l ；V 2 ， 0 ． I NK 2 C r 2 0 7標(biāo)準(zhǔn) 溶 液加 入體 積 數(shù)／ m l ； V 3 ，0 ． I NN a 2 s 2 0 3 標(biāo)準(zhǔn)溶 液滴定消耗體積 數(shù)／ m l ； 2 ． 5 ，溶 液 取 用 量 校 正 系 數(shù)；口 ， 體

21、 積 比 B a C 1 2 ／ m l ／Na 2 s 2 0 3 ／ ml ； b ， 體 積 比 B a C 1 2 ／ ml ／ K 2 C r 2 ( ) 7 ／ ml ； T，滴定 度 S O 3 ／ g ／ B a C 1 2 ／ ml ； G， 試 樣重／ g 。5 試樣測定結(jié)果對比 我 們 分 別 對 南 京 石 膏 ( 準(zhǔn) 確 含 S 0為 4 7 ． 1 4 ％) ； 青海石膏 ( 準(zhǔn)確 含 S O 3 為 3 5

22、 ． 6 7 ％， 附著 水 0 ． 6 4 ％， 結(jié)晶水 1 0 ． 9 2 ％) ； 棗莊石膏( 準(zhǔn)確含 S 0 3為 2 8 ． 6 3 ％) ； 標(biāo) 準(zhǔn) 石 膏 ( 準(zhǔn) 確 含 S O 3 為 4 5 ． 7 5 ％) 進(jìn) 行 了三次平行測定， 其結(jié)果見表 4 。從表 4 看， 其絕 對誤 差 均 小 于 1 ％， 相 對 誤 差 基 本 保 持 在 0 ． 5 ％ 以 內(nèi)?？?見對 于快 速 測定 來說 ， 此法 比較 可靠

23、。表 4 試樣測定結(jié)果對比 測 定 值 標(biāo) 準(zhǔn) 值 平 均 值 絕 對 誤 差相 對 誤 差 樣 品 煽 號 S O ／ ％S O ／ ％ X ％％14 7． 0 5南 京 24 7． 2 347． 1 44 7． 1 1— 0． 03—0． 06石 膏 34 7． 0 413 4． 7 8青 海 23 5． 9 13 5． 6 73 5． 6 9— 0． 02+0． 06石 膏 33 6 ． 0112 8

24、． 6 7棗 莊 22 8． 5 62 8． 6 328． 58—0． 0 5—0． 1 7石 膏 328． 5 214 5． 56標(biāo) 準(zhǔn) 24 5． 6 94 5． 5 74 5． 89十 0． 1 4+0． 3 1石 膏 34 6． 41． 6 討論 1 ． 本法是工業(yè)快速分析較理想 的方法， 它不僅 克服 了硫 酸鋇重 量 法 測定 的 缺點(diǎn) ， 而 且精 密 度 、 準(zhǔn) 確 度都較高， 測定誤差完全符合定量分析的要求。2

25、 ． 本法 B a C 1 2標(biāo) 準(zhǔn)溶 液 的標(biāo) 定 采 用 重 量法 ， 這 樣 可減 少 測定 中 的系 統(tǒng)誤 差 。3 ． 本法測定儀器都是化學(xué)分析 中最常用的， 操 作也較方便、 簡單， 適于小、 中型廠礦， 可節(jié)約成本。4 ． 本法適用于石膏中 s O的測定， 但若在試樣 分解及干擾消除方 面多做些工作， 還可推廣到其它 物質(zhì)中 S O的測定。5 ． 本法若操作熟練， 測定誤差還可以減小。參考 文 獻(xiàn) 1武漢 大學(xué)編 ． 分析

26、化學(xué)【 M] ． 北京： 高等教育 出版社， 2 0 0 12 ?；塾?， 白桂蓉煽 ． 北 京： 簡明分析化 學(xué)手冊 【 M】 ． 北京 ： 北 京大學(xué)出版 社， 1 9 8 33 鄧勃 編 ． 數(shù)理統(tǒng)計(jì) 方法在分析 測試中的應(yīng) 用【 M]北 京： 化 學(xué)工業(yè) 出 版 社 ． 1 9 9 94 巖石礦物編寫組 ． 巖石礦物 分析【 M] ． 北京 ： 地質(zhì) 出版社， 1 9 7 45 趙明 良 ． 燃 燒法測礦物中硫 f1 ] ．分析化