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水泥中SnFeAlCaMg的含量测定一、实验目的•1、掌握控制溶液的酸度来进行多种金属离子连续滴定的方法和原理。•2、进一步了解控制溶液的酸度、温度在络合滴定中的重要性。•3、了解磺基水杨酸钠、PAN指示剂在滴定铁、铝中的应用及终点颜色的变化。•4、掌握在硅、铁、铝共存的溶液中测定钙、镁含量的方法二、实验原理•由于铁、铝与都能与EDTA形成稳定的络合物，而且生成的络合物稳定常数相差很大（lgKFeY=25.13，lgKAlY=16.17），因此可以利用控制溶液的酸度的不同在同一溶液中进行连续滴定来分别测定铁、铝的含量。•1、Fe2O3的测定原理•控制酸度为PH=2～2.5以前，先加入数滴浓硝酸，以氧化Fe2+。因为Fe3+与EDTA络合反应缓慢，故需加热至60～70℃后进行滴定，以磺基水杨酸钠为指示剂，终点时，溶液由紫红色变为亮黄色。•Fe3++SSal2-=〔Fe（SSal）〕-•（无色）（紫红色）•〔Fe（SSal）〕++EDTA=Fe-EDTA+SSal2-•（紫红色）（亮黄色）2、Al2O3的测定原理在滴定Fe3+之后的同一溶液中进行Al2O3的测定，由于Al3+与EDTA络合速度很慢，故不能直接滴定，加入过量的EDTA，PH在2～3，加热至60～70℃左右，此时络合反应较快，Al3+大部分与EDTA络合，此时钛也定量络合，调PH=4.2左右，加热煮沸1～2分钟，此时Al3+全部与EDTA定量络合，取下稍冷至90℃左右，以PAN为指示剂，以硫酸铜标准溶液滴定过量的EDTA至紫红色不变为止。加EDTAAl3++EDTA=Al-EDTACuSO4滴定EDTA+Cu2+=Cu-EDTA（过量部分）（绿色）终点时Cu2++PAN=Cu-PAN（黄色）（紫红色）由于PAN及Cu-PAN络合物都不易溶于水，为增大其溶解度在加热条件下滴定，一般80～90℃终点较明显。采用回滴法时，因PH=2～3，温度在60～70℃时，Al3+、Ti4+都能与EDTA络合，所以测定结果是铝、钛滴合量，严格测定时应同时测定TiO2的含量，用差减法算出Al2O3的含量（此法适用于氧化锰含量在0.5%以下的样品）。3、CaO测定原理：用EDTA络合滴定Ca2+时，溶液中Fe3+、Al3+和Mg2+等离子也能和EDTA发生络合反应，因此必须排除这些离子的干扰。加入三乙醇胺（1﹕2）掩蔽Fe3+、Al3+。用三乙醇胺与Fe3+和Al3+分别生成稳定的络合物而不与EDTA络合。加入定量KOH（20%）使PH﹥12.5，此时Mg2+生成Mg（OH）2白色沉淀。滴定钙，可用钙指示剂（NN），在PH=12～13时其呈兰色,它能与Ca2+络合生成酒红色Ca–NN络合物：NN+Ca2+=Ca-NN（纯兰色）（酒红色）用EDTA滴定，EDTA会与Ca2+络合，生成无色络合物：Ca+Y=CaY（无色）过量1滴EDTA会夺取Ca–NN中的Ca2+，使NN游离出来：EDTA+Ca–NN=CaY+NN（酒红色）（纯兰色）溶液由酒红色变为纯兰色，即为终点。3、CaO测定原理：用EDTA络合滴定Ca2+时，溶液中Fe3+、Al3+和Mg2+等离子也能和EDTA发生络合反应，因此必须排除这些离子的干扰。加入三乙醇胺（1﹕2）掩蔽Fe3+、Al3+。用三乙醇胺与Fe3+和Al3+分别生成稳定的络合物而不与EDTA络合。加入定量KOH（20%）使PH﹥12.5，此时Mg2+生成Mg（OH）2白色沉淀。滴定钙，可用钙指示剂（NN），在PH=12～13时其呈兰色,它能与Ca2+络合生成酒红色Ca–NN络合物：NN+Ca2+=Ca-NN（纯兰色）（酒红色）用EDTA滴定，EDTA会与Ca2+络合，生成无色络合物：Ca+Y=CaY（无色）过量1滴EDTA会夺取Ca–NN中的Ca2+，使NN游离出来：EDTA+Ca–NN=CaY+NN（酒红色）（纯兰色）溶液由酒红色变为纯兰色，即为终点。三、试剂•1、0.02mol/LEDTA标准溶液•2、钙指示剂（NN）•3、NH3H2O—NH4Cl缓冲溶液（PH=10）•4、三乙醇胺（1﹕2）；•5、盐酸溶液（1﹕1）•6、硝酸：比重1.42。•7溴甲芬绿•8、0.02mol/LCuSO4标准溶液•9、氨水（1﹕1）•10、0.2%PAN指示剂•11、HAc—NaAc缓冲溶液（PH=4.2）•12、20%KOH溶液•13、0.01mol\LHCl•14、10%磺基水杨酸钠指示剂溶液。•15、NH4Cl固体四、分析步骤•试样—2g•CaO·SiO2、MgO·SiO2、CaO·Al2O3、•CaO·Al2O3·Fe2O3+8g固体NH4Cl+12mL浓HCl+4滴浓HNO3SiO2·nH2OSiO2·nH2O水溶胶Fe3+(黄沙浴上蒸干色)、Al3+(无色)、Ca2+(无色)、Mg2+(无沙浴上蒸干+热水40mL溶解连同沉淀转移到500mL容量瓶定容，放置1~2h,虹吸管取溶液溶液Ⅰ含Fe、Al、Ca、Mg等元素溶液Ⅰ25mL于250mL锥形瓶Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+。+10滴磺基水杨酸+10mLPH=2的缓冲溶液用EDTA标准溶液滴定酒红色变无色平行标定3次记下EDTA体积Fe2O3的含量滴定铁含量后的溶液+1滴溴甲酚绿用氨水（1：1）调至黄绿色+15mL过量的EDTA标液加热煮沸1min+10mLPH=3.5的缓冲溶液+4滴PAN指示剂用CuSO4标准溶液滴定至茶红色为终点平行标定3次记下CuSO4体积Al2O3的含量2、CaO和MgO含量的测定：溶液Ⅰ100mL于200mL烧杯Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+。+氨水（1：1）至红棕色↓+2mol/LHCl至沉淀溶解+20mL尿素溶液加热20min搅拌，Fe3+、Al3+完全沉淀热过滤，滤液无Cl-冷却转移至250mL容量瓶定容，摇匀溶液Ⅱ含Ca、Mg元素溶液Ⅱ25mL于250mL锥形瓶Ca2+、Mg2++2mLGBHA指示剂+200g/LNaOH至微红色+10mLPH=12.6的缓冲溶液+20mL水用EDTA标准溶液滴定红色变亮黄色平行标定3次记下EDTA体积CaO的含量滴定钙含量后的溶液+2mol/LHCl至黄色褪去+15mLPH=10的氨缓冲溶液+0.1g铬黑T指示剂用EDTA标准溶液滴定红色变纯蓝色平行标定3次记下EDTA体积MgO的含量1.三氧化铁的百分含量计算如下WFe2O3=0.5*（CV1）EDTA*MFe2O3*20ms2.三氧化二铝的百分含量计算如下0.5*[(CV2)EDTA-(CV)CuSO4]*MAl2O3*20msWAl2O3=3、CaO的百分含量计算测定WCaO=(CV3)EDTA*MCaOms4.MgO的百分含量计算测定WMgO=(CV4)EDTA*MMgOms五。数据处理：1.三氧化铁的百分含量数据：次数数数数据项目1123VEDTA标准溶液1.90ml1.921.90WFe2O3)3.040%3.072%3.040%WFe2O3(平均)3..051%drWFe2O30.011%0.021%0.011%SrWFe2O30.5%2.三氧化二铝的百分含量计算数据：次数数数数据项目1123VCUSO4标准溶液9.909.809.80WAl2O35.202%5.304%5.304%WAl2O3(平均)5.270%drWAl2O30.068%0.034%0.034%SrWAl2O30.8%3、CaO的百分含量计算数据次数数数数据项目1123VEDTA标准溶液53.2053.1053.20WCaO59.58%59.47%59.58%WCaO(平均)59.54%drWCaO0.0400%0.0700%0.0400%SrWCaO0.1%4、MgO的百分含量计算数据次数数数数据项目1123VEDTA标准溶液5.205.155.22WMgO4.160%4.120%4.176%WMgO(平均)4.152%drWMgO0.008%0.032%0.024%SrWMgO0.5%六、实验问题与讨论：1、测Fe2O3的注意事项有哪些？（1）滴定时应严格掌握PH，测铁时，PH﹤1.5结果偏低，PH﹥3时，Fe3+开始出现棕红色水合物，往往滴定无终点，因此，PH=1.8～2.5较合适。（2）滴定温度大于75℃时，由于Al3+被滴定结果易偏高，滴定温度小于50℃时，则反应缓慢，在60～70℃滴定时，能得到良好的终点。2、测Al2O3的注意事项有哪些？（1）铜盐回滴法测铝时，为防止生成Al（OH）3，必须先在PH=2～3、60～70℃时，使大部分铝与EDTA络合，然后调至PH=4.2。（2）一般加EDTA过量10ml左右为宜，过量多，由于Cu-EDTA络合物呈绿色，对滴定终点时生成的红色有一定的影响，使终点为兰紫色甚至兰色；过量少时，终点基本是红色，所以EDTA过量适当才能得到敏锐好看的紫红色终点。3、测CaO的注意事项有哪些？（1）滴定钙时溶液中应避免引入酒石酸，因酒石酸与镁微弱络合后抑制氢氧化镁的沉淀，少量未形成氢氧化镁沉淀的镁离子亦同时被滴定。（2）当PH调至大于12.5后，应迅速滴定，以免溶液表面的Ca2+吸收空气中CO2形成非水溶性的碳酸钙，引起结果偏低。4、测MgO的注意事项有哪些？（1）滴定时溶液的PH应近似于10，PH低则指示剂变色不太明显，PH高（如PH大于11）则形成氢氧化镁沉淀，使镁的分析结果偏低。（2）滴定接近终点时，要慢滴快搅拌，以免滴过量。