作者:宋檢 時間:2022-10-18 來源:互聯網
莫來石是Al2O3–SiO2系列耐火材料中**穩定的化合物,其中鋁的含量直接影響到澆注料的理化性能。目前莫來石中鋁的測定沒有統一的國家標準,一般采用銅鹽返滴定法分析[1],而銅鹽返滴定需在熱溶液中進行,操作條件難以控制,同時在基體復雜干擾元素較多的情況下終點難以判斷。筆者利用鉛鹽選擇性好的特點,通過分離干擾元素,采用鉛鹽返滴定法,該法的建立提高了分析的準確度和精密度。
1實驗部分
1.1主要試劑
硝酸:ρ=1.42g/mL,優級純;氫氧化鈉溶液:50%,優級純;二甲酚橙指示劑:0.2%水溶液;乙酸銨溶液:優級純,50%,優級純;EDTA標準溶液:0.01mol/L;硝酸鉛標準溶液:0.01mol/L,優級純;氟化鈉溶液:50%,優級純;乙酸–乙酸鈉緩沖溶液:pH5.5;硅鋁鋇鐵合金標準物質:25.44%(編號YSB14608–2001),32.24%(編號YSB14607–2001),32.82%(編號YSB14606–2001),36.67%(編號YSB14609–20),吉林鐵合金廠。
1.2分析方法
稱取試樣0.2000g,以堿熔融,鹽酸浸取,再滴加硝酸3~5滴氧化,移入250mL容量瓶中,加水至刻度并搖勻,作為試液。
吸取50mL試液于250mL容量瓶中,加水至約150mL,加1~2滴酚酞指示劑,在搖動下滴加氫氧化鈉溶液至溶液變紅后再加15mL,于60~70℃水浴上保持30min,取下,冷卻至室溫,加水至標線并搖勻。放置10min,用中速濾紙干過濾于250mL燒杯中。
吸取上述溶液50mL,置于500mL錐形瓶中,加水20mL,投入一小塊剛果紅試紙,用鹽酸中和至試紙由紅變蘭,準確加入EDTA標準溶液25mL,搖勻。加乙酸銨溶液3mL,煮沸3min,取下冷卻。加乙酸–乙酸鈉緩沖溶液10mL,二甲酚橙指示劑4~5滴,用硝酸鉛標準溶液回滴過量的EDTA,直至溶液由黃色變為橙紅色為終點(不計數,但不能過量)。然后加氟化鈉2g,煮沸2~3min,冷卻。補加二甲酚橙1滴,用硝酸鉛標準溶液滴定至溶液恰呈紅色為終點,消耗硝酸鉛標準溶液體積為V。
1.3計算公式
鋁含量按式(1)計算:
2結果與討論
2.1EDTA加入量
如果EDTA加入量不足,用鹽酸調節酸度時,Al配位不完全,形成Al(OH)3沉淀使溶液發生混濁現象。由于沒有莫來石標樣,用與莫來石基體相近鋁含量為32.82%的硅鋁合金標準樣品按照分析步驟進行EDTA加入量試驗,試驗結果見表1。
由表1數據可知,如果EDTA加入量不足,Al絡合不完全,導致分析結果偏低;如果加入量過多,增加了鉛鹽的消耗,使分析結果偏高。一般在鉛鹽滴定剩余的EDTA時消耗硝酸鉛溶液的量不參與結果計算,可以不計數,但對測定結果有影響,硝酸鉛溶液以0~15mL為宜。
2.2酸度的影響
取分液后用鹽酸調節酸度時,要控制剛果紅試紙剛好由紅變為蘭色,如果酸度過大,指示劑終點不呈現橙紅色,終點由黃色到難辨認的藍紫色,乃至無終點,從而導致實驗失敗;在酸度過大的鹽酸介質中,溶液煮沸時鋁會產生逸散,使測定結果偏低;如
果酸度過小,溶液渾濁,滴定無終點。本方法選擇pH值約為5.5為絡合滴定酸度[2],橙紅色終點突變明顯,結果精密度好。
2.3共存元素干擾的消除
鐵、鈣等干擾元素以沉淀形式存在,由于沉淀對鋁產生一定的吸附作用,在分離沉淀時使鋁損失而影響測定結果,故要先取分液再進行分離,以減少沉淀的產生,實驗證明在沉淀時加入大量的NaCl可有效抑制吸附。
2.4精密度試驗
目前市場上沒有莫來石標準樣品,筆者利用與莫來石基體相近的硅鋁鋇鐵合金標準樣品,進行重復性試驗,測定結果見表2。
2.5準確度試驗
在選擇的分析條件下,對與莫來石基體結構相近的硅鋁鋇鐵合金標樣進行準確度和加標回收試驗,測定結果見表3。
由表2數據可知,該檢測方法準確度高,能夠滿足試驗研究或企業的質量檢測要求。
3結語
采用鉛鹽返滴定法測定莫來石中的鋁含量,該法易掌握,可操作性強,測定數據準確可靠,除應用在高鋁基耐火材料分析外,可以延伸到鋁合金及硅鋁合金中鋁的分析。該方法具有較好的推廣和應用價值。
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