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燃燒-酸堿容量法

方法提要

試樣在1250~1300℃高溫氧氣流中燃燒,使硫轉化成二氧化硫,用過氧化氫溶液吸收並氧化成硫酸。以甲基紅-次甲基藍為混合指示劑,用氫氧化鈉標準溶液滴定至溶液由紫紅色變為亮綠色即為終點。測定範圍w(S)為0.1%~15%。

儀器裝置

高溫管式電爐最高溫度1350℃,常用溫度1300℃。

溫度自動控制器(0~1600℃)。

轉子流量計(0~2L/min)。

錐形燃燒管內徑18mm,外徑22mm,總長600mm。

瓷舟長88mm,使用前應在1000℃預先灼燒1h。

硫的測定裝置見圖63.1。

圖63. 1 燃燒 - 酸堿滴定法定硫圖

試劑

氫氧化鈉。

變色矽膠。

氧化銅,粉狀。

高純鉛粉w(Pb)≥99.99%。

硫酸。

硝酸。

高錳酸鉀-氫氧化鈉溶液稱取3.0g高錳酸鉀溶於100mL水中,加入l0g氫氧化鈉,溶解後裝入洗氣瓶中。

甲基紅-次甲基藍混合指示劑稱取0.12g甲基紅和0.08g次甲基藍(兩者均需研細),溶於10mL無水乙醇中。

過氧化氫吸收液移取100mL過氧化氫,加水稀釋至2000mL,加1mL混合指示劑。限壹周內使用。

硫酸鉛基準試劑的制備稱取20g鉛粉於500mL燒杯中,加入30mL(1+3)HNO3溶解,待反應完全後過濾除去懸浮物,加入20mL(1+1)H2SO4,沈降2h後用中速定量濾紙過濾,用蒸餾水洗至中性,在烘箱內烘幹,放到瓷坩堝中,於高溫爐780℃灼燒1h,取出稍冷放入幹燥器中。待室溫後取出放入研缽中研磨,再放入高溫爐780℃灼燒1h後取出,放入幹燥器中作基準物。

氫氧化鈉標準溶液c(NaOH)≈0.10mol/L將氫氧化鈉配制成飽和溶液,並在塑料瓶內放置至溶液澄清。移取50mL上層清液,用不含二氧化碳的水稀釋至10L,混勻。

標定:稱取0.4000g硫酸鉛基準試劑於瓷舟中,覆蓋0.5g氧化銅,進行標定,記錄消耗氫氧化鈉標準溶液的體積。

按下式計算氫氧化鈉標準溶液對硫的滴定度:

巖石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析

式中:T為氫氧化鈉標準溶液對硫的滴定度,g/mL;m為稱取硫酸鉛的質量,g;V0為滴定空白溶液所消耗氫氧化鈉標準溶液的體積,mL;V為滴定硫酸鉛消耗氫氧化鈉標準溶液的體積,mL;0.1057為硫酸鉛換算為硫的因數。

分析步驟

試樣在100~105℃烘1h後,置於幹燥器中冷至室溫。稱取0.20g(精確至0.0001g)試樣。均勻地置於瓷舟中,覆蓋0.5g氧化銅,放於幹燥器中。接通高溫管式電爐電源,分2~3次逐漸加大電壓,使爐溫升至l200~1250℃。在150mL的吸收瓶中加入80mL過氧化氫吸收液,使吸收液的液面距離氣體擴散管下端50mm。

在通氣的條件下檢查裝置的氣密性。調節氧氣流量為0.15~0.20L/min,滴加氫氧化鈉標準溶液至吸收液為亮綠色,不記讀數。用鎳鉻絲將盛有試樣的瓷舟迅速推入燃燒管溫度最高處,立即塞緊橡膠塞通入氧氣,調整氧氣流量在0.15~0.20L/min之間,吸收1min後,調整氧氣的流量在0.40~0.50L/min之間開始滴定。以氫氧化鈉標準溶液滴定至由紫紅色轉變成亮綠色為終點。

不論新舊燃燒管,開始測定前,均應在1200~1250℃充分燃燒,並預燒1~2個實驗試樣後,方可進行正式試樣的測定。

按下式計算硫的含量:

巖石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析

式中:w(S)為硫的質量分數,%;T為氫氧化鈉標準溶液對硫的滴定度,g/mL;V為測定試樣溶液消耗氫氧化鈉標準溶液的體積,mL;V0為滴定試樣空白溶液消耗氫氧化鈉標準溶液的體積,mL;m為稱取試樣質量,g。