1 前言
铁矿石中全铁含量的测定普遍采用的是三氯化钛-重铬酸钾法。该方法具有简单、快速、准确等优点,在原理上易理解,但是具体的操作条件不容易掌握,在操作过程中也易造成操作误差。本文参照国标,采用电位滴定的方式进行,以标准铁的含量作参考,避免了颜色判定可能产生的误差,节省了时间和试剂,为全铁含量的测定提供了一定的方法依据。
1 实验部分
1.1 仪器
GT50全自动电位滴定仪、 铂复合电极、
10mL 滴定管单元、电热板
1.2 试剂
相关配制见附录。
重铬酸钾溶液(约 0.25mol/L),盐酸溶液(1+1)、二氯化锡溶液(6%)、钨酸钠溶液(5%)、二苯胺磺酸钠溶液(0.2%)、氟化钠溶液(4%)、三氯化钛溶液(40g/L)、硫磷混酸溶液(1.5:1.5:7)、重铬酸钾(0.05mol/L),高纯铁(99.98%)
2 实验方法
2.1 实验步骤
称取约 0.2g(精确至 0.001g)标准铁或样品置于滴定杯中,加入盐酸溶液 50mL,于电热板上加热至尽沸(300℃)溶解。待试样溶尽且溶液剩约 15-20mL 时,滴入二氯化锡溶液至淡黄色,冷却。加入 20 滴钨酸钠溶液,继续滴加三氯化钛至溶液呈稳定的钨蓝色。加入
20mL 硫磷混酸,摇匀,用 0.05mol/L 的重铬酸钾溶液滴至无色,用重铬酸钾溶液(0.25mol/ L)进行滴定至终点。
空白实验不加二氯化锡溶液。
2.2 参数设定
滴定模式:动态滴定 | 搅拌速度:5 |
电极平衡时间:4s | 预搅拌时间:10s |
电极平衡电位:1mv | 滴定速度:标准 |
最小添加体积:0.005mL | 预滴定添加体积:13.0mL |
结束体积:20mL | 预滴定后搅拌时间:8s |
电位突跃量:700 | 预控 mv 值:450 |
3 结果与讨论
3.1 实验结果
空白体积:0.01 mL。
3.1.1 标准铁
编号 | 取样量 (g) | 滴定体积 (mL) | 重铬酸钾浓度 (mol/L) | 平均浓度 (mol/L) | RSD (%) |
1 | 0.2001 | 14.320 | 0.2503 | 0.2504 | 0.07 |
2 | 0.2001 | 14.322 | 0.2503 |
3 | 0.2001 | 14.326 | 0.2502 |
4 | 0.2001 | 14.303 | 0.2506 |
计算公式:
式中:
C --重铬酸钾滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V --滴定试样所消耗的重铬酸钾滴定溶液的体积,单位为毫升(mL); V0 --滴定空白液所消耗的重铬酸钾滴定溶液的体积,单位为毫升(mL); m --试样的称样量,单位为克(g);
0.9998 --高纯铁的含量;
55.85 --铁的摩尔质量,单位为(g/mol)。
4.1.1 铁粉
空白体积:0.01mL。
编号 | 取样量 (g) | 滴定体积 (mL) | 含量 (%) | 平均值 (%) | RSD (%) |
D9 | 0.2000 | 14.143 | 98.82 | 98.79 | 0.05 |
0.2000 | 14.133 | 98.75 |
D5 | 0.2000 | 14.142 | 98.82 | 98.77 | 0.07 |
0.2000 | 14.128 | 98.72 |
D6 | 0.2000 | 14.158 | 98.93 | 98.81 | 0.16 |
0.2000 | 14.148 | 98.86 |
0.2000 | 14.15 | 98.87 |
0.2000 | 14.108 | 98.58 |
计算公式:
式中:
X --铁含量,单位为%;
V --滴定试样所消耗的重铬酸钾滴定溶液的体积,单位为毫升(mL); V0 --滴定空白液所消耗的重铬酸钾滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
C --重铬酸钾滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L); m --试样的称样量,单位为克(g);
55.85 --铁的摩尔质量,单位为(g/mol)。
4.3 结论
本文采用电位滴定的方式改进了铁粉中全铁含量的测定方法,为全铁测定提供了一定的参考依据。实验数据证明 T960 电位滴定仪测定结果精确度较高,稳定性良好,小于仪器的误差参数(0.2%),能够满足分析工作的需要。
参考文献
[1] GB/T 223.7-2002 铁粉 铁含量的测定 重铬酸钾滴定法[S].
注意事项
样品的测定间隔尽量缩短,以保证结果的重复性;试样溶解完全后可能会出现白色片状沉淀,是由溶液体积变少导致氟化钠析出引起的,不影响实验结果;滴加三氯化钛后保证至少稳定 30s 不褪色;若使用自动进样器,需搭配防扩散头,防止每次清洗后管路头上出现气泡影响结果。
附录
①重铬酸钾溶液(0.25mol/L):配制与标定按国标 GB/T 601-2016 化学试剂 标准滴定溶液的制备。
②二氯化锡溶液(6%):将 6g 二氯化锡加热溶于 15mL 浓盐酸中,用水稀释至 100mL。
③钨酸钠溶液(5%):将 5g 钨酸钠溶于适量水中,加入 10mL 磷酸,用水稀释至 100mL。
④氟化钠溶液(4%):将 4g 氟化钠溶于适量水中,用水稀释至 100mL。
⑤三氯化钛溶液(40g/L):吸取 3.4mL 浓三氯化钛溶液(1.192g/mL),用盐酸(1+1)稀释至 100mL。
⑥硫磷混酸溶液(1.5:1.5:7):将 150mL 浓硫酸注入 400mL 水中,然后边搅拌边缓慢加入 150mL 磷酸,冷却后用水稀释至 1L。