硅酸鹽中三氧化二鋁測定方法知識點解說

1、硅酸鹽中三氧化二鋁含量測定方法知識要點一、硅酸鹽中三氧化二鋁測定方法簡述鋁的測定方法很多，有重量法、滴定法、光度法、原子吸收分光光度法和等離子體發(fā)射光譜法等。重量法的手續(xù)繁瑣，已很少采用。光度法測定鋁的方法很多，出現(xiàn)了許多新的顯色劑和新的顯色體系，特別是三苯甲烷類和熒光酮類顯色劑的顯色體系的研究很活躍。原子吸收分光光度法測定鋁，由于在空氣-乙炔焰中鋁易生成難溶化合物，測定的靈敏度極低，而且共存離子的干擾嚴重，因此需要笑氣-乙炔焰，這限制了它的普遍應(yīng)用。在硅酸鹽中鋁含量常常較高，多采用滴定分析法。如試樣中鋁含量很低時，可采用鉻天青S比色法。二、配位滴定法鋁與EDTA等氨羧配位劑能形成穩(wěn)定的配合物

2、（Al-EDTA的Pk=16.13；Al-CYDTA的Pk=17.6），因此，可用配位滴定法測定鋁。但是由于鋁與EDTA的配位反應(yīng)較慢，鋁對二甲酚橙、鉻黑T等指示劑有封閉作用，故采用EDTA直接滴定法測定鋁有一定困難。在發(fā)現(xiàn)CYDTA等配位劑之前，滴定鋁的方式主要有直接滴定法、返滴定法和置換滴定法。其中，以置換滴定法應(yīng)用最廣。1. 直接滴定法直接滴定法的原理是：在pH=3左右的制備溶液中，以Cu-PAN為指示劑，在加熱條件下用EDTA標(biāo)準溶液滴定。加熱是為了加速鋁與EDTA的配位反應(yīng)，但卻使操作更加麻煩。滴定劑除EDTA外，還常采用CYDTA。由于Al-CYDTA的穩(wěn)定常數(shù)很大，而且CYDTA

3、與鋁的配位反應(yīng)速率比EDTA快，因此，在室溫和大量鈉鹽的存在下，CYDTA能與鋁定量反應(yīng)，并且能允許試液中含有較高量的鉻和硅。無論采用何種滴定方法，酸度是影響EDTA與Al3+ 進行配位反應(yīng)的主要因素。鋁與EDTA的配位反應(yīng)將同時受酸效應(yīng)和水解效應(yīng)的影響，并且這兩種效應(yīng)的影響結(jié)果是相反的。因此，必須控制好適宜的酸度。按理論計算，在pH為34時形成配位離子的百分率最高。但是，返滴定法中，在適量的EDTA存在下，溶液的pH可大至4.5,甚至6。然而，酸度如果太低，Al3+將水解而生成動力學(xué)上惰性的鋁的多核羥基配合物，從而妨礙鋁的測定。為此，可采用如下方法解決：在pH=3左右，加入過量EDTA，加熱

4、促使Al3+與EDTA的配位反應(yīng)進行完全。加熱的時間取決于溶液的pH、其他鹽類的含量、配位劑的過量情況和溶液的來源等。在酸性較強的溶液中（pH為01）加入EDTA，然后用六亞甲基四胺或緩沖溶液等弱堿性溶液來調(diào)節(jié)試液的pH為45，而不用氨水、NaOH溶液等強堿性溶液。在酸性溶液中加入酒石酸，使其與Al3+形成配合物，即可阻止羥基配合物的生成，又不影響Al3+與EDTA的配位反應(yīng)。2. 返滴定法在含有鋁的酸性溶液中加入過量的EDTA，將溶液煮沸，調(diào)節(jié)溶液pH至4.5，再加熱煮沸使鋁與EDTA的配位反應(yīng)進行完全。然后，選擇適宜的指示劑，用其他的金屬的鹽溶液返滴定過量的EDTA，從而得出鋁的含量。用鋅

5、鹽返滴時，可選用二甲酚橙或雙硫腙為指示劑；用銅鹽返滴時，可選用PAN或PAR為指示劑；用鉛鹽返滴時，可選用二甲酚橙作指示劑。返滴定法的選擇性較差，需預(yù)先分離鐵、鈦等干擾元素。因此，該法只適用于簡單的礦物巖石中鋁的測定。返滴定劑的選擇，在理論上，只要其金屬離子與EDTA的配合物的穩(wěn)定性小于鋁與EDTA的配合物的穩(wěn)定性，又不小于配位滴定的最低要求，既可用作返滴定劑，例如Mn2+、La3+、Ce3+等鹽。但是，由于錳與EDTA的配位反應(yīng)在pH5.4時不夠完全，又無合適的指示劑，因而不適用；同時，La3+、Ce3+等鹽的價格較貴，也很少采用。相反，鈷、鋅、鉻、鉛、銅等鹽類，雖然其金屬離子與EDTA形成

6、的配合物的穩(wěn)定性比鋁與EDTA形成的配合物接近或稍大，但由于Al-EDTA不活潑，不易被他們所取代，故常用作返滴定劑。特別是鋅鹽和銅鹽應(yīng)用較廣。而鉛鹽，由于其氟化物和硫酸鹽的溶解度較小，沉淀的生成將對滴定終點的觀察產(chǎn)生一定的影響。3. 氟化銨置換滴定法氟化銨置換滴定法單獨測得的氧化鋁是純氧化鋁的含量，不受測定鐵、鈦滴定誤差的影響，結(jié)果穩(wěn)定，一般適于鐵高鋁低的試樣（如鐵礦石等）或含有少量有色金屬試樣。此法選擇性較高，目前應(yīng)用較普遍。向滴定鐵后的溶液中，加入10mL100g/L的苦杏仁酸溶液掩蔽TiO2+，然后加入EDTA標(biāo)準滴定溶液至過量1015mL(對鋁而言)，調(diào)節(jié)溶液pH=6.0，煮沸數(shù)分鐘

7、，使鋁及其他金屬離子和EDTA配合，以半二甲酚橙為指示劑，用乙酸鉛標(biāo)準滴定溶液回滴過量的EDTA。再加入氟化銨溶液使Al3+與F-生成更為穩(wěn)定的配合物AlF63-,煮沸置換Al-EDTA配合物中的EDTA，然后再用鉛標(biāo)準溶液滴定置換出的EDTA，相當(dāng)于溶液Al3+的含量。該方法應(yīng)注意以下問題： 由于TiO-EDTA配合物也能被F-置換，定量的釋放出EDTA，因此若不掩蔽Ti，則所測結(jié)果為鋁鈦合量。為得到純鋁量，預(yù)先加入苦杏仁酸掩蔽鈦。10mL100g/L的苦杏仁酸溶液可消除試樣中2%5%的TiO2的干擾。用苦杏仁酸掩蔽鈦的適宜pH為3.56。 以半二甲酚橙為指示劑，以鉛鹽溶液返滴定剩余的EDT

8、A恰至終點，此時溶液中已無游離的EDTA存在，因尚未加入NH4F進行置換，故不必記錄鉛鹽溶液的消耗體積。當(dāng)?shù)谝淮斡勉U鹽溶液滴定至終點后，要立即加入氟化銨溶液且加熱，進行置換，否則，痕量的鈦會與半二甲酚橙指示劑配位形成穩(wěn)定的橙紅色配合物，影響第二次第定。 氟化氨的加入量不宜過多，因大量的氟化物可與Fe3+-EDTA中的Fe3+反應(yīng)而造成誤差。在一般分析中，100mg以內(nèi)的Al2O3,加1 g氟化銨（或其10mL100g/L的溶液）可完全滿足置換反應(yīng)的需要。三、酸堿滴定法綜述在pH5左右時，鋁(III)與酒石酸鉀鈉作用，生成酒石酸鉀鈉鋁配合物，再在中性溶液中加入氟化鉀溶液，使鋁生成更穩(wěn)定的氟鋁配合

9、物，然后用鹽酸標(biāo)準溶液滴定，即可確定鋁的含量。其主要反應(yīng)如下：KOH+HClKCl+H2O該法可直接單獨測定鋁，操作較簡便，但必須注意以下問題。1. 本法存在非線性效率，即鋁量達到某一數(shù)值時，HCl消耗量與鋁不成線性。鋁量越高，結(jié)果越偏低。因此，必須用不同濃度的鋁標(biāo)準溶液來標(biāo)定HCl標(biāo)準溶液的濃度，最好做出校正曲線，并使待測樣品的鋁量處于曲線的直線部分。2. SiO32-、CO32-和銨鹽對中和反應(yīng)起緩沖作用，應(yīng)避免引入。氟因嚴重影響鋁與酒石酸形成配合物的效力，對測定有干擾。小于10mg的Fe（III）不干擾測定。凡是能與酒石酸及氟形成穩(wěn)定配合物的離子均有正干擾，例如，釷、鈦、鈾（IV）、鋇和

10、鉻的量各為2mg時，將分別給出相當(dāng)于0.5mg、0.5mg、0.35mg、0.36mg、0.05mgAl2O3的正誤差。四、鉻天青S比色法鋁與三苯甲烷類顯色劑普遍存在顯色反應(yīng)，且大多在pH為3.56.0的酸度下進行顯色。在pH為4.55.4的條件下，鋁與鉻天青S（簡寫為CAS）進行顯色反應(yīng)生成1:2的有色配合物，且反應(yīng)迅速完成，可穩(wěn)定約1h。在pH=5.4時，有色配合物的最大吸收波長為545nm，其摩爾吸光系數(shù)為4104L/(mol.cm)。該體系可用于測定試樣中低含量的鋁。該方法應(yīng)注意以下問題：1. 在Al-CAS法中，引入陽離子或非離子表面活性劑，生成Al-CAS-CPB或Al-CAS-CTMAB等三元配合物，其靈敏度和穩(wěn)定性都顯著提高。例如，Al-CAS-CTMAB的顯色條件為pH5.56.2，max=620nm，620=1.3105L/（mol.cm），配合物迅速生成，能穩(wěn)定4h以上。2 鈹（II）、銅（II）、釷(IV)、鋯（IV）、鎳（II）、鋅、錳（II）、錫（IV）、釩（V）、鉬（VI）和鈾存在時干擾測定。氟的存在，與