一種測煤灰中三氧化二鋁成份的簡便方法

沈元奇+陳凱松+楊南軍

摘 要：對于煤灰中三氧化二鋁成份的分析，現在是用GB/T 1574-2007進行測定，此方法采用氟鹽置換方法，滴定度的測定要走分析流程，分析流程長，環節多，帶來的誤差相對增多。論文主要介紹另外一種氟鹽置換的簡便方法，方法主要基于被置換EDTA和Zn2+與Al3+三者之間的等摩爾關系的特點而設計，從而使得煤灰中三氧化二鋁成份的測定過程不需要三氧化二鋁標準工作液，鋅鹽對三氧化二鋁的滴定度根據標準溶液配制的數據直接計算出來，非常方便，整個測試中間環節減少，提高了分析的工作效率。

關鍵詞：煤灰；三氧化二鋁；簡便方法

中圖分類號：TQ520.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0075-02

1 測定煤灰中的三氧化二鋁含量方法的簡單介紹[1]

1.1 分析試劑

（1）鹽酸：（比重1.19）；

（2）氫氧化鈉：（粒狀）；

（3）氨水：（1：1）；

（4）鹽酸溶液：（1：1）；

（5）二甲酚橙溶液：（0.2%）；

（6）EDTA標準溶液：（0.02M）；

（7）乙酸鋅標準溶液：（0.01M）；

（8）乙酸鋅溶液：（0.02M）；

（9）乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（PH=5.9）；

（10）三氧化二鋁標準溶液：（1毫克/毫升）；

（11）氟化鉀溶液（10%）；

（12）冰乙酸（1：3）。

1.2 分析步驟

（1）稱取經1050C烘干的試樣0.10克于銀坩堝中，加入無水乙醇數滴，氫氧化鈉4-5克，蓋上坩堝蓋，置于馬弗爐中，從低溫升起在650-7000C熔融10-15分鐘，取下冷卻，放入盛有100毫升沸水的250毫升燒杯中，加表面皿使熔塊完全溶解，用極少量1+1鹽酸洗凈坩堝和坩堝蓋，一次加入鹽酸25毫升，置于電爐上加熱煮沸至試液清亮為止，冷卻后移入250毫升容量瓶中，用水稀釋至刻度線，搖勻，備用。

（2）從容量瓶中吸取50毫升試液于250毫升錐形瓶中，加水稀釋至約100毫升，加EDTA溶液10毫升，加二甲酚橙指示劑2滴，用氨水溶液中和至剛出現淺藕色，再加冰乙酸至淺藕色消失，然后，加緩沖溶液10毫升，于電爐上微沸3～5分鐘，取下，冷至室溫。

加入二甲酚橙指示劑2滴，立即用乙酸鋅溶液滴定至近終點，再用乙酸鋅標準溶液滴定至橙紅色，不計讀數。加入氟化鉀溶液10毫升，煮沸2～3分鐘，冷至室溫，加入二甲酚橙指示劑2滴，用乙酸鋅標準溶液滴定至橙紅色，即為終點，記下所用的乙酸鋅標準溶液的毫升數，計算鋁鈦合量。

1.3 計算

2 當時想改進此方法的考慮

（1）可以看出，鋅鹽對鋁的滴定度計算過程要走分析流程，比較長，也復雜，中間環節多。

（2）不難看出以上的方法是采用氟鹽置換法，我注意到最后鋅鹽滴定的是EDTA，而EDTA與被測的鋁是等摩爾的，能否像EDTA溶液滴鈣、鎂那樣，使得滴定度的測定簡單點。

3 改進此方法的過程

為解決問題先了解一下絡合滴定的方式：

（1）絡合滴定的方式：[2]

1）直接滴定法。這是絡合滴定中的基本方法，這種方法是將試樣處理成溶液后，調節至所需要的酸度，加入必要的其他試劑和指示劑，直接用EDTA滴定。

2）返滴定法。返滴定法是在試液中加入已知過量的EDTA標準溶液，用另一種金屬鹽類的標準溶液滴定過量的EDTA，根據兩種標準溶液的濃度和用量，即可求得被測物質的含量

3）置換滴定法。是利用置換反應，置換出等當量的另一金屬離子，或置換出等當量的EDTA，然后滴定，它可分為兩類：①置換出金屬離子；②置換出EDTA。

4）間接滴定法。有些金屬離子和非金屬離子不與EDTA絡合或生成的絡合物不穩定，這時可以采用間接滴定法，間接滴定法手續較繁，引入誤差的機會也比較多，故不是一種理想的方法。

（2）由于Al3+與EDTA絡合緩慢，用EDTA直接滴定Al3+不好控制，上述GB/T 1574-2007分析法是用置換滴定法測定三氧化二鋁。

（3）改進后的分析方法：

1）試劑。

固體NaOH（分析純）；

鹽酸（分析純）；

EDTA（2%）；

氨水1：1；

乙酸-乙酸鈉緩沖液PH=5.9；

二甲酚橙溶液0.2%；

氟化鉀溶液20%；

濃硝酸鋅溶液：取3克鋅片加硝酸溶解定容至2000毫升。

標準硝酸鋅溶液：取1.2824克基準鋅片加硝酸溶解定容至2000毫升。

2）分析步驟。

稱取0.1000克樣品于銀坩堝中，加入3-5克氫氧化鈉后放入馬弗爐中從低溫升起至700℃熔融30分鐘，取出放冷，在250毫升中用50毫升熱水提取，洗凈坩堝，加入10毫升濃鹽酸，在低溫電爐上微沸數分鐘，冷卻后移入100毫升容量瓶中，定容，放置澄清。分取25毫升于300毫升三角瓶中，加入2%EDTA 15毫升，加熱至30-40℃，取下放冷，加水至50-70毫升，加二滴二甲酚橙指示劑，用1：1氨水調至酒紅色后，再用1：1鹽酸調至紅色消失，再過量一滴，加入乙酸-乙酸鈉緩沖液10毫升，煮沸3-5分鐘，取下放冷，補加二甲酚橙指示劑2滴先用濃硝酸鋅溶液滴加，后用稀的標準硝酸鋅容液滴至溶液由黃色到酒紅或橙紅色，不計讀數，加入20%氟化鉀溶液10毫升，煮沸2-3分鐘，取下放冷，補加二甲酚橙指示劑2滴，用標準硝酸鋅容液滴定至酒紅色或橙紅色即為終點，記下讀數，計算鋁鈦合量。

3）計算。

（2×65.38×2000）=0.5毫克/毫升，其中，65.38是鋅的原子量，101.96是Al2O3分子量。）

4）可以看出來方法改進后，滴定度直接計算出來，又使最后的結果計算簡化。我們實驗室在后來的應用中，效果很好，標準樣品的比對實驗也很理想。

4 結語

由于含量四個九的鋁片不好買，利用滴定中被氟鹽置換EDTA和滴定溶液中的Zn2+與被測的Al3+之間的等摩爾關系，用四個九的鋅片準確配置硝酸鋅標準溶液，直接算出對Al2O3的滴定度，這是一種巧妙的運用。相對于原來的分析方法來說，不用帶到分析流程中去計算滴定度T，這顯然簡便，并且減少了誤差來源，結果的計算簡化多了。其實這個簡便方法對于其他非金屬礦中三氧化二鋁的測定也有借鑒作用。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準GB/T 1574-2007.煤灰成分分析方法.2007-11-01發布，2008-06-01實施.

[2]武漢大學主編.分析化學.北京：高等教育出版社，1982，330-334頁.