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铝矿石中氧化锰(磷、钾、钠)的测定

   日期:2010-09-18     浏览:1705    评论:0    
核心提示:用氢氟酸-硫酸溶矿后应注意赶尽氟离子,以免侵蚀玻璃,使结果偏高。基于同一原因,制备成溶液后,宜尽快进行火焰光度测定。在系统分析中用氢氟酸-硫酸溶矿制备的溶液同时测定锰、磷、钾、钠颇为方便,与取二氧化硅滤液测定锰和磷比较,可省去赶盐酸等操作。
 一、氧化锰
 
    高碘酸钾比色法
 
    在5%~15%硫酸介质中,用高碘酸钾作氧化剂,将二价锰(Mn2)氧化成紫红色的高锰酸。
 
    三价铁在硫酸介质中呈浅黄色,干扰测定。可加入磷酸掩蔽消除其影响。
 
    二价铁、硫化物、亚硝酸盐、溴化物、碘化物、氯化物、草酸盐以及其他还原性物质均干扰测定。可用硝酸或硝酸-硫酸混合酸蒸发冒烟除去。此时二价铁氧化为三价铁。
 
    砷酸盐、硼酸盐、氟离子、高氯酸盐以及焦磷酸盐均不影响测定。
 
    本法可测定0.005%~1%的锰。
 
    (一)试剂
 
    磷酸  1∶1。
 
    高碘酸钾  固体。
 
    氧化锰标准溶液  称取0.7745克电解金属锰,溶于100毫升3%的稀硫酸中,冷至室温。移入1000毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液1毫升含1毫克氧化锰。
 
    移取上述溶液25毫升,置于500毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液1毫升含50微克氧化锰。
 
    (二)标准曲线的绘制
 
    取0、50、100150、200、……500微克氧化锰标准溶液,分别置于150毫升烧杯中。加入1∶1磷酸5毫升,用水稀释至40毫升。加入高碘酸钾0.3克,煮沸3~5分钟,待显色完全再保温10分钟,冷却至室温。移入50毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。在光电比色计上,用绿色滤光片(或选用波长530毫微米)测量其吸光度,并绘制标准曲线。
 
    (三)分析手续
 
    吸取分离二氧化硅后的滤液25~50毫升,置于150毫升烧杯中。加入硝酸1毫升,煮沸1~2分钟并蒸发至3~5毫升。加入1∶1硫酸5毫升,继续加热蒸发至冒三氧化硫白烟以驱除氯离子和破坏动物胶(如溶液仍带黑色,可再加入硝酸反复蒸发,至动物胶完全破坏为止),取下冷却。加入1∶1磷酸5毫升,加入30毫升水,于电热板上加热使盐类溶解,取下,加入高碘酸钾0.3克,以下按标准曲线手续进行。
 
 
 
    式中:
         A-由标准曲线查得氧化锰的微克数;
         G-分取试样重(克)。
 
    二、五氧化二磷
 
    磷钒钼黄比色法
 
    在5%硝酸溶液中,加入钒钼酸铵与磷生成磷钒钼黄色络合物进行比色。
 
    (一)试剂
 
    钒钼酸铵溶液  称取钒酸铵1.35克和钼酸铵45克,置于1000毫升烧杯中,用500毫升热水(50~60°)溶解。冷却后加入120毫升硝酸(不含游离的氧化氮),然后用水稀释至1000毫升,摇匀。过滤后保存在棕色瓶中。
 
    磷标准溶液  称取烘干的基准磷酸二氢钾(KH2PO4)0.9585克,置于烧杯中,加水溶解。然后移入500毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,此溶液每毫升含1毫克五氧化二磷。
 
    吸取上述溶液10毫升,置于500毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液每毫升含20微克五氧化二磷。
 
    (二)标准系列的配制
 
    取0、10、20、30、……100微克五氧化二磷标准溶液,分别置于50毫升比色管中,加入无色硝酸2.5毫升,用水稀释至40毫升,摇匀。加入钒钼酸铵溶液5毫升,用水稀释至刻度,混匀。15分钟后比色。
 
    (三)分析手续
 
    吸取分离二氧化硅后的滤液25毫升,置于150毫升烧杯中,加入硝酸10毫升,于电热板上加热煮沸并蒸发至近干。再加入硝酸5毫升,蒸发至近干。取下,加入无色硝酸2.5毫升,用水稀释至约10毫升,加热溶解盐类,冷却。用水移至50毫升比色管中,加入钒钼酸铵溶液10毫升,用水稀释至刻度,混匀。放置15分钟,与标准系列进行比色。
   三、氧化钾、氧化钠
 
    火焰光度法
 
    钾、钠的测定广泛采用火焰光度法。
 
    火焰光度法是当含钾钠的溶液喷入火焰中时,钾、钠的原子受激发,其中的电子由基态跃迁至较高能级的轨道上。当电子从较高能级的轨道恢复到基态时,放出的能量以发射光谱的形式显示出来。通过对光能的测量而求得钾、钠含量。
 
    火焰光度法测定的灵敏度与下列因素有关:
 
    (一)高温时容易电离为离子的元素,一般测定的灵敏度均较低。在碱金属中,钠和锂在火焰中很难成为离子,因而灵敏度较K,RB和Cs为高。
 
表  碱金属检出界限
元素
波长(毫微米)
检出界限(p.p.m.)
Li
Na
K
Rp
Cs
670.8
589.0
766.5
780.0
852.1
0.0001
0.0001
0.001
0.05
1.0
                                    
    为了提高易电离元素的测定灵敏度,在溶液中应相对地增加较待测元素更易离解的另一元素的量,使火焰中待测元素的受激发原子数目比例相对提高,从而提高测定灵敏度。
 
    (二)溶液中盐的性质及酸度对灵敏度有很大影响。游离酸抑制火焰的强度,游离硫酸的影响更甚于硝酸及盐酸。磷酸根对钾的辐射强度有阻碍作用。碳酸根和碳酸氢根对钠的辐射强度有抑制作用。此外待测元素自身的浓度过高,由于产生自吸收现象,也影响测定的灵敏度。
 
    (三)仪器的性能:例如光电管或光电池的效应,检流计的灵敏度等均直接影响测定灵敏度。
  (四)测定时应根据实际情况,选择仪器工作的适宜条件。例如使用不同的燃料改变火焰的温度,选择适宜的狭缝宽度,调节适合的空气压、燃料气压以及燃料及空气的比例以提高灵敏度。
 
    钾、钠原子被火焰的热能激发,发射出具有固定波长的辐射线。钾的火焰为暗红色,波长766毫微米;钠的火焰为黄色,波长589毫微米。可分别用765~770毫微米(钾)和588~589毫微米(钠)的滤光片将钾、钠的辐射线分离出来后,投射于光电池或光电管上产生光电流。其光电流的大小取决于钾、钠在火焰中激发所产生的辐射线强度,而辐射线的强度则与钾、钠的含量有关。由此,借检流计测量光电流的大小,与标准曲线进行比较,求出钾、钠的含量。
 
    盐酸、硫酸、硝酸的浓度在0.4N以下时,对测定钾、钠的影响均不大,但在硝酸溶液中测定时,分析结果重现性较好。
 
    干扰元素的影响程度与滤光片质量有关,当使用性能好的干涉滤光片时,500p.p.m.的氧化铝、氧化铁、氧化镁和氧化钙,对钾、钠测定均无影响;当干涉滤光片性能较差时,100p.p.m.,以上的氧化钙的存在,使测定钠时辐射强度急剧增加,可加入3.4%硫酸铝溶液10毫升抑制钙的辐射以消除干扰。但是当称取试样较对且样品中含铁、钙等较高时,可用草酸或碳酸铵分离钙及用尿素分离铁后再用火焰光度法测定。
 
    氯根、硫酸根、碳酸氢根、碳酸根、硝酸根及草酸根等对钾、钠测定均无影响。磷酸根对测定钾有负影响,可于标准溶液中加入相应量的磷酸盐以抵消其影响。
 
    由于自吸现象,钾、钠相互影响,可使结果偏高,但当钾、钠含量相差不太悬殊时,其相互影响不大,可忽略不计。当精确分析或样品中钾、钠含量较为悬殊时,则应按样品中钾、钠比例配制相应的标准溶液,绘制标准曲线进行比较。
  用氢氟酸-硫酸溶矿后应注意赶尽氟离子,以免侵蚀玻璃,使结果偏高。基于同一原因,制备成溶液后,宜尽快进行火焰光度测定。在系统分析中用氢氟酸-硫酸溶矿制备的溶液同时测定锰、磷、钾、钠颇为方便,与取二氧化硅滤液测定锰和磷比较,可省去赶盐酸等操作。
 
    本法可测定0.05%~10%氧化钾和氧化钠。
 
    1、试剂
 
    氧化钾标准溶液  称取在500~600°灼烧过的氯化钾(基准试剂)1.5830克,溶于水中后移入1升容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀后备用(1毫升含1毫克氧化钾)。
 
    氧化钠标准溶液  称取在500~600°灼烧过的氯化钠(基准试剂)1.8859克,溶于水中后移入1升容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀后备用(1毫升含1毫克氧化钠)。
 
    2、标准曲线的绘制
 
    分别吸取10、20、30、40、……100毫升上述氧化钾和氧化钠的标准溶液,放于1升容量瓶中,各加入1∶1硝酸20毫升,用水稀释至刻度,摇匀。此标准系列分别为10、20、……100p.p.m.氧化钾和氧化钠,分别取出部分溶液进行火焰光度测定,绘制标准曲线。
 
    3、分析手续
 
    称取0.1克试样,放于铂(或塑料)坩埚中,用少许水润湿,加入1∶1硫酸10滴及氢氟酸5~10毫升,低温加热分解样品,蒸发至冒白烟,升高温度使白烟冒尽。取下冷却,加入1∶1硝酸2毫升和15~20毫升水,煮沸使盐类溶解。取下,冷却,移入100毫升容量瓶中,用水洗净坩埚并稀释至刻度,摇匀。如溶液不清应干过滤,取部分清液分别用钾滤光片及钠滤光片进行火焰光度测量。
 
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