一种测煤灰中三氧化二铝成份的简便方法

沈元奇+陈凯松+杨南军

摘 要：对于煤灰中三氧化二铝成份的分析，现在是用GB/T 1574-2007进行测定，此方法采用氟盐置换方法，滴定度的测定要走分析流程，分析流程长，环节多，带来的误差相对增多。论文主要介绍另外一种氟盐置换的简便方法，方法主要基于被置换EDTA和Zn2+与Al3+三者之间的等摩尔关系的特点而设计，从而使得煤灰中三氧化二铝成份的测定过程不需要三氧化二铝标准工作液，锌盐对三氧化二铝的滴定度根据标准溶液配制的数据直接计算出来，非常方便，整个测试中间环节减少，提高了分析的工作效率。

关键词：煤灰；三氧化二铝；简便方法

中图分类号：TQ520.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0075-02

1 测定煤灰中的三氧化二铝含量方法的简单介绍[1]

1.1 分析试剂

（1）盐酸：（比重1.19）；

（2）氢氧化钠：（粒状）；

（3）氨水：（1：1）；

（4）盐酸溶液：（1：1）；

（5）二甲酚橙溶液：（0.2%）；

（6）EDTA标准溶液：（0.02M）；

（7）乙酸锌标准溶液：（0.01M）；

（8）乙酸锌溶液：（0.02M）；

（9）乙酸-乙酸钠缓冲溶液（PH=5.9）；

（10）三氧化二铝标准溶液：（1毫克/毫升）；

（11）氟化钾溶液（10%）；

（12）冰乙酸（1：3）。

1.2 分析步骤

（1）称取经1050C烘干的试样0.10克于银坩埚中，加入无水乙醇数滴，氢氧化钠4-5克，盖上坩埚盖，置于马弗炉中，从低温升起在650-7000C熔融10-15分钟，取下冷却，放入盛有100毫升沸水的250毫升烧杯中，加表面皿使熔块完全溶解，用极少量1+1盐酸洗净坩埚和坩埚盖，一次加入盐酸25毫升，置于电炉上加热煮沸至试液清亮为止，冷却后移入250毫升容量瓶中，用水稀释至刻度线，摇匀，备用。

（2）从容量瓶中吸取50毫升试液于250毫升锥形瓶中，加水稀释至约100毫升，加EDTA溶液10毫升，加二甲酚橙指示剂2滴，用氨水溶液中和至刚出现浅藕色，再加冰乙酸至浅藕色消失，然后，加缓冲溶液10毫升，于电炉上微沸3～5分钟，取下，冷至室温。

加入二甲酚橙指示剂2滴，立即用乙酸锌溶液滴定至近终点，再用乙酸锌标准溶液滴定至橙红色，不计读数。加入氟化钾溶液10毫升，煮沸2～3分钟，冷至室温，加入二甲酚橙指示剂2滴，用乙酸锌标准溶液滴定至橙红色，即为终点，记下所用的乙酸锌标准溶液的毫升数，计算铝钛合量。

1.3 计算

2 当时想改进此方法的考虑

（1）可以看出，锌盐对铝的滴定度计算过程要走分析流程，比较长，也复杂，中间环节多。

（2）不难看出以上的方法是采用氟盐置换法，我注意到最后锌盐滴定的是EDTA，而EDTA与被测的铝是等摩尔的，能否像EDTA溶液滴钙、镁那样，使得滴定度的测定简单点。

3 改进此方法的过程

为解决问题先了解一下络合滴定的方式：

（1）络合滴定的方式：[2]

1）直接滴定法。这是络合滴定中的基本方法，这种方法是将试样处理成溶液后，调节至所需要的酸度，加入必要的其他试剂和指示剂，直接用EDTA滴定。

2）返滴定法。返滴定法是在试液中加入已知过量的EDTA标准溶液，用另一种金属盐类的标准溶液滴定过量的EDTA，根据两种标准溶液的浓度和用量，即可求得被测物质的含量

3）置换滴定法。是利用置换反应，置换出等当量的另一金属离子，或置换出等当量的EDTA，然后滴定，它可分为两类：①置换出金属离子；②置换出EDTA。

4）间接滴定法。有些金属离子和非金属离子不与EDTA络合或生成的络合物不稳定，这时可以采用间接滴定法，间接滴定法手续较繁，引入误差的机会也比较多，故不是一种理想的方法。

（2）由于Al3+與EDTA络合缓慢，用EDTA直接滴定Al3+不好控制，上述GB/T 1574-2007分析法是用置换滴定法测定三氧化二铝。

（3）改进后的分析方法：

1）试剂。

固体NaOH（分析纯）；

盐酸（分析纯）；

EDTA（2%）；

氨水1：1；

乙酸-乙酸钠缓冲液PH=5.9；

二甲酚橙溶液0.2%；

氟化钾溶液20%；

浓硝酸锌溶液：取3克锌片加硝酸溶解定容至2000毫升。

标准硝酸锌溶液：取1.2824克基准锌片加硝酸溶解定容至2000毫升。

2）分析步骤。

称取0.1000克样品于银坩埚中，加入3-5克氢氧化钠后放入马弗炉中从低温升起至700℃熔融30分钟，取出放冷，在250毫升中用50毫升热水提取，洗净坩埚，加入10毫升浓盐酸，在低温电炉上微沸数分钟，冷却后移入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，加热至30-40℃，取下放冷，加水至50-70毫升，加二滴二甲酚橙指示剂，用1：1氨水调至酒红色后，再用1：1盐酸调至红色消失，再过量一滴，加入乙酸-乙酸钠缓冲液10毫升，煮沸3-5分钟，取下放冷，补加二甲酚橙指示剂2滴先用浓硝酸锌溶液滴加，后用稀的标准硝酸锌容液滴至溶液由黄色到酒红或橙红色，不计读数，加入20%氟化钾溶液10毫升，煮沸2-3分钟，取下放冷，补加二甲酚橙指示剂2滴，用标准硝酸锌容液滴定至酒红色或橙红色即为终点，记下读数，计算铝钛合量。

3）计算。

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

4）可以看出来方法改进后，滴定度直接计算出来，又使最后的结果计算简化。我们实验室在后来的应用中，效果很好，标准样品的比对实验也很理想。

4 结语

由于含量四个九的铝片不好买，利用滴定中被氟盐置换EDTA和滴定溶液中的Zn2+与被测的Al3+之间的等摩尔关系，用四个九的锌片准确配置硝酸锌标准溶液，直接算出对Al2O3的滴定度，这是一种巧妙的运用。相对于原来的分析方法来说，不用带到分析流程中去计算滴定度T，这显然简便，并且减少了误差来源，结果的计算简化多了。其实这个简便方法对于其他非金属矿中三氧化二铝的测定也有借鉴作用。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准GB/T 1574-2007.煤灰成分分析方法.2007-11-01发布，2008-06-01实施.

[2]武汉大学主编.分析化学.北京：高等教育出版社，1982，330-334页.