實驗四.水泥綜合分析目的要求了解小體積沉淀分離方法。學(xué)習(xí)復(fù)雜樣品中不同含量組分的測定方法的選擇。掌握化學(xué)分析、光度分析、原子吸收和原子發(fā)射(ICP)的基本原理和操作。方法提要在固體氯化銨存在下，將試樣用酸分解，其中有硅酸脫水凝聚，形成不溶于水的沉淀，經(jīng)過濾分離后，以重量法測定SiO2含量。濾液中的鐵、鋁、鈣、鎂、鉻、鉛和鎘再分別進行測定。先用EDTA溶液滴定Fe3+、Al3+總量。Al3+與EDTA的絡(luò)合作用進行得較慢，因此一般采用回滴法。本實驗以PAN為指示劑，用CuSO4標準溶液回滴。測得Fe3+、A13+總量減去鐵量，即求得試樣中鋁的含量。少量鐵用比色法測定。在堿性溶液中(pH8—11.5氨性溶液)，F(xiàn)e3+與磺基水楊酸生成黃色三磺基水楊酸鐵絡(luò)合物Fe(SSal)33-。絡(luò)合物的吸光度與鐵含量關(guān)系符合比爾定律。此時試樣中鈣、鎂不與磺基水楊酸絡(luò)合，鋁則形成無色絡(luò)合物Al(SSal)33-，僅消耗試劑而已。鈣的測定是基于用三乙醇胺掩蔽鐵、鋁后，在pH12—12.5條件下使鎂成為Mg(OH)2沉淀，然后，直接用EDTA標準溶液滴定溶液中的鈣。最后用酒石酸鉀鈉和三乙醇胺聯(lián)合掩蔽鐵、鋁，在pH?10時滴定鈣、鎂總量，減去鈣量后，即可求得鎂的含量。還可用原子吸收分光光度法測定鎂以及錳的含量，即：以鍶鹽消除硅、鋁、鈦等對鎂、錳的抑制干擾，在空氣乙炔火焰中，分別于285.2nm和279.8nm處測定吸光度。作為影響環(huán)境的鉻、鉛、鎘等微量元素，用等離子發(fā)射光譜法同時測定。三.試劑1、氯化銨固體2、濃鹽酸(比重~1.19)，1:1鹽酸3、濃硝酸（比重~1.40）4、氫氟酸5、硝酸銀0.1mol/L水溶液6、稀鹽酸3%水溶液TOC\o"1-5"\h\z7、硫酸1:48、鹽酸1:19、氨水1:110、焦硫酸鉀固體11、磺基水楊酸鈉10%水溶液12、氨水25%水溶液13、EDTA溶液0.02mol/L稱取7.4gEDTA二鈉鹽，溶于1000ml蒸餾水，搖勻后備用。14、標準鋅溶液0.02mol/L準確稱取基準物質(zhì)金屬鋅0.33g左右于150ml小燒杯中，蓋上表面皿，從燒杯口處小心加入5ml1:1鹽酸，待鋅溶解。必要時用小火加熱溶解。冷卻后，加入適量蒸餾水稀釋。將此溶液定量轉(zhuǎn)入250ml溶量瓶，稀釋至標線，搖勻備用，并計算此溶液的濃度。15、二甲酚橙指示劑0.2%水溶液16、PAN指示劑0.2%乙醇溶液17、六次甲基四胺20%水溶液18、對硝基苯酚0.2%水溶液19、硫酸銅溶液0.02mol/L溶解2.5gCuSO4-5H2O于500ml蒸餾水中，并加1mol/LH2SO42ml酸化之，其濃度與EDTA標準溶液相比較求得。20、醋酸一醋酸鈉緩沖溶液(pH=4.5)64gNaAc?3H歹溶于適量蒸餾水中，加入冰醋酸48ml,以蒸餾水稀釋至于1000ml。21、氨一氯化銨緩沖溶液(pH-10)將54g氯化銨溶于適量蒸餾水中，加濃氨水410ml，用蒸餾水稀釋至于1L。22、三乙醇胺1:2水溶液23、氫氧化鉀20%水溶液24、酒石酸鉀鈉10%水溶液25、甲基百里酚藍指示劑1g甲基百里酚藍與50g氯化鉀研細混勻，貯于磨口試劑瓶中，并保持干燥。26、酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑（簡稱K-B指示劑）稱取酸性鉻藍K0.2g,萘酚綠B0.5g,硝酸鉀35g于研缽中研細混勻，貯于磨口瓶中，保持干燥。27、鐵標準溶液40pg/ml準確稱取NH4Fe（SO4）2-12H2O0.3454g于小燒杯中，加入20ml1:1鹽酸和少量蒸餾水，溶解后，定量轉(zhuǎn)移至1L容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。28、氧化鎂標準溶液A含MgO1000pg/ml，準確稱取1.000g氧化鎂（巳在先600°C灼燒1.5h），置于250ml燒杯中，加入50ml水，再緩緩加入20ml1:1鹽酸，低溫加熱至全部溶解，冷卻后，移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。29、鍶溶液5%水溶液（W/V）稱取15.22g氯化^（SrCl2-6H2O）置于燒杯中，加適量水溶解，再用水稀釋至于100ml，搖勻30、鉻、鉛、鎘各標準液，分別用相應(yīng)的金屬或鹽類配制，濃度均為1.00mg/ml。四、實驗步驟1、二氧化硅的測定（氯化銨重量法）準確稱取約0.8g水泥試樣，置于100—150ml燒杯中，加5g氯化鉉，用玻棒充分混勻，滴加濃鹽酸約4ml及濃硝酸4--5滴，將試樣全部潤濕，仔細攪勻，使試樣充分分解，直至無小黑粒為止。將蒸發(fā)皿置于沸水浴上，皿上放一玻璃三角架，再蓋上表面皿。待蒸發(fā)至近干（約15min，時間不宜過短，但也不可超過30min），取下蒸發(fā)皿，加20ml熱的3%鹽酸，攪拌，使可溶性鹽類溶解。以中速定量濾紙過濾，用膠頭淀帚以熱3%鹽酸【約10ml】擦洗玻棒及蒸發(fā)皿，并用熱水洗滌沉淀10-20次【約150ml】，直至濾液中無氯離子。將濾液及洗滌液收集于500ml容量瓶中備用。在沉淀上加數(shù)滴1:4硫酸，然后將沉淀連同濾紙一并移入鉑坩堝中，先以低溫烤干，再升高溫度使濾紙充分灰化。然后于950—1000°C的高溫爐內(nèi)灼燒40min，取出坩堝，置于干燥器中冷卻30—35min，稱量。如此反復(fù)灼燒，直至恒重。向坩堝中加數(shù)滴水潤濕沉淀，并加3—4滴1:4硫酸和8—10ml氫氟酸，置于砂浴上緩緩加熱揮發(fā)，至開紿逸出三氧化硫白煙時將坩堝取下。稍冷，再加3—4滴1:4硫酸和4—7ml氫氟酸，繼續(xù)加熱揮發(fā)至三氧化硫的白煙完全逸盡。將坩堝放在950—1000°C的高溫爐內(nèi)灼燒30min，然后取出坩堝，放在干燥器中冷卻30—35min，稱量。如此反復(fù)灼燒，直至恒重。坩堝內(nèi)殘渣以0.5g焦硫酸鉀熔融，用熱水和數(shù)滴1:1鹽酸溶出，并入分離二氧化硅的濾液中，然后加水稀釋至標線，搖勻。此溶液供測定三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂用。2、三氧化二鐵的測定（吸光光度法）（1）標準曲線繪制分別吸取鐵標準溶液（Fe40pg/ml）0、1、2、3、4、和5ml于【50ml】容量瓶中【濃度分別為：0.8、1.6、2.4、3.2、4.0pg/ml】，加入1:1鹽酸5ml，10%磺基水楊酸鈉3.0ml，搖勻后，逐滴加入25%氨水至溶液由紅變黃并不再變深，再過量1ml,以蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，在分光光度計上，用1cm比色皿，以試劑溶液為參比，于430nm波長處測量吸光度，以鐵量為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。（2）試樣中Fe2O3量的測定吸取濾液2.0ml于50ml小燒杯中，加入5ml水和2滴濃硝酸，小心煮沸，冷卻后轉(zhuǎn)移入50ml容量瓶中，按步驟（1）的同樣方法顯色并測量吸光度，根據(jù)標準曲線求出試液中鐵的含量，并計算試樣中Fe2O3的含量。3、三氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂的測定（滴定分析法）（1）EDTA溶液濃度的標定用25ml移液管移取鋅標準溶液三份于250ml錐形瓶中，加入二甲酚橙指示劑2—3滴，用20%六次甲基四胺溶液調(diào)至溶液呈現(xiàn)紫紅色【顏色判斷困難，可先用25%氨水中和至紫色，再用1:1鹽酸回滴至澄清，然后再加二甲酚橙指示劑和六次甲基四胺溶液至溶液呈現(xiàn)紫紅色。溶液酸性呈亮黃色，堿性呈紫紅色】，再過量5ml。用EDTA溶液【約22?24ml】滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色即為終點。根據(jù)滴定用去的EDTA毫升數(shù)和鋅溶液的濃度，計算EDTA溶液的濃度。⑵EDTA標準溶液與CuSO4溶液體積比（K）的測定由滴定管準確放出15ml左右EDTA標準溶液于250ML錐形瓶中，加HAc-NaAc緩沖溶液15ml，加熱至約80°C，加PAN指示劑5滴。用硫酸銅溶液【約14?16ml】滴定至紫紅色出現(xiàn)為止【顏色判斷容易，滴定過程由亮黃色-綠色T紫紅色】。K=EDTA溶液體積偵l）-CuSO4溶液體^（ml）

三氧化二鋁的測定(測Fe、Al總量)x皿96x202000x100吸取濾液25.00ml于250ml錐形瓶中，加入25ml蒸餾水【刪掉，不用加】|及4滴濃硝酸，并加熱煮沸。稍冷，準確加入0.02mol/LEDTA標準溶液15ml(V1),再加熱至60-70°C。加入對硝基苯酚指示劑1滴，滴加1:1氨水至溶液呈鮮黃色后，滴加1:1鹽酸至黃色剛消失，再過量1滴。加入HAc-NaAc緩沖溶液15ml,煮沸。稍冷后，加入25ml水及PAN指示劑5滴，以CUSOx皿96x202000x100V1-V2'eDTA-KVCuSOj?EDTA釋至標線，搖勻。此溶液含MgO5.0|ig/ml。吸取上述標準溶液0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00；【減半，分別為0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml】分別放入100ml【改成50ml】容量瓶中，各加入6ml鹽酸(3%)，2ml5%鍶溶液，用水稀釋至標線，搖勻。此系列標準溶液中MgO的濃度分別為0；0.20；0.40；0.60；0.80；1.00；1.20pg/ml【應(yīng)該是：0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50pg/ml或mg/L】。將原子吸收分光光度計調(diào)節(jié)至最佳工作狀態(tài)，在空氣-乙炔火焰中，于285.2nm處，以水校零，測定上述系列標準溶液的吸光度，扣除試劑空白后，以所得吸光度為縱坐標，氧化鎂的濃度為坐標，繪制工作曲線。(3)試樣測定分取一定量【1.00ml】制備好的試樣溶液，放入【50ml】容量瓶中(試樣溶液的分取量及容量瓶的容積，視氧化鎂的含量而定)。加入3ml左右1:1鹽酸及5%鍶溶液，使測定溶液中鹽酸的濃度為6%(V/V)；鍶濃度為0.1%(W/V)。用水稀釋至標線，搖勻。在與繪制工作曲線時相同的儀器操作條件下，測定試樣溶液的吸光度，扣除試劑空白后，在工作曲線上查出氧化鎂的濃度。氧化鎂的百分含量按下式計算：n?C-V-106MgO%=nCV10x100G式中：n----全部試樣溶液與所分取試樣溶液的體積比；C----在工作曲線上查得的氧化鎂濃度，pg/mlV----測定時溶液的體積，ml；G試樣重量，g。鉻、鉛、鎘微量元素的測定(等離子光譜法).混合標準溶液的配制吸取濃度為1.00mg/ml的Cr、Pb、Cd標準溶液各1.00ml于100ml容量瓶中，加濃HNO35ml，用去離子水定容，搖勻。該溶液含Cr、Pb、Cd各為10.0ug/ml。若體系中含有Cl-，則Pb液需單獨配制。.試液制備及測定將水泥試樣分解后所得試液稀釋10倍，直接上機測定。按操作規(guī)程開啟ICP光譜儀，并編制好分析控制表，將有關(guān)分析參數(shù)輸入電腦。吸入試液，曝光后，觀測待測元素掃描圖，確定合適的吸收峰波長及扣背景位置。分別吸入去離子水及混合標準液，對儀器進行標準化，然后，吸入試液，便可得分析結(jié)果。由電腦顯示或打印。再根據(jù)稱樣量及試液稀釋倍數(shù)，計算各元素在水泥樣品中的白分含量。五、實驗注解1、測定鋁時，加入EDTA的量要適宜，因為Cu-EDTA絡(luò)合物呈藍色，對滴定終點生成的紅色有一定的影響，其影響大小決定于EDTA過量的多少。如過量的多，則形成Cu-EDTA絡(luò)合物的藍色就深，終點為藍紫色甚至為藍色。而過量少時，終點基本上是紅色。所以EDTA過量適當才得到敏銳的紫紅色。本實驗中以加入15ml0.02mol/LEDTA溶液為宜。2、測定鈣時，如以甲基百里酚藍為指示劑，溶液pH應(yīng)控制在12-12.5，本實驗中加入20%KOH溶液2-2.5ml。若堿度過高，則該指示劑本身呈藍色，將嚴重影響滴定終點的正確判斷。3、以甲基百里酚藍為指示劑絡(luò)合滴定鈣時，終點后由于鎂與指示劑的反應(yīng)較靈敏，會出現(xiàn)終點返回現(xiàn)象，所以應(yīng)以第一次顏色明顯變?yōu)榈味ńK點。為使終點返回藍現(xiàn)象減輕，應(yīng)當注意：甲基百里酚藍指示劑的用量要少，以減少它與Mg2+的絡(luò)合；滴定過程可適當快一點，近終點前后避免強烈搖動。AlO%=*45-M樣品M樣品一樣品的質(zhì)量。V2—相當于與Fe+3作用的EDTA標準溶液毫升數(shù)。101.96—Al2O3的分子量(4)氧化鈣的測定吸取濾液25.00ml于250ml錐形瓶中，用蒸餾水稀釋至|100ml〔【不用加，刪掉！】，加三乙醇胺5ml,氫氧化鉀溶液2.5ml，充分搖勻(此時溶液pH約為12.5,可用精密pH試紙測試)。再加少許甲基百里酚藍指示劑，用標準EDTA溶液滴定至藍色變?yōu)闊o色或淺灰色，并在30s內(nèi)不“返藍”即為終點。(5)氧化鎂的測定吸