一、原理
动物胶是一种富含氨基酸的蛋白质,在水中形成亲水性胶体。由于其中氨基酸的氨基和羧基并存,在不同酸度条件下,它们既可接受质子,又可放出质子,从而显示为两性电解质。当pH=4.7时,其放出和接受的质子数相等,动物胶粒子的总电荷为零即体系处于等电态。在pH<4.7时,其中的氨基-NH2与H生铁铸造+结合成-NH3+而带正电荷;pH>4.7时,其中的羧基电离,放出质子,成为-COO-,使动物胶粒子带负电荷。
在硅酸介质中,由于硅酸胶粒带负电荷,动物胶质点带正电荷,可以发生相互吸引和电性中和,使硅酸胶体凝聚。另外,由于动物胶是亲水性很强的胶体,它能从硅酸质点上夺取水分,以破坏其水化外壳,促使硅酸凝聚。
用动物胶凝聚硅酸时,其完全程度与凝聚时的酸度、温度及动物胶的用量有关。由于试液的酸度越高,胶团水化程度越小,它们凝聚能力越强,因此在加动物胶之前应先把试液蒸发至湿盐状,然后加浓盐酸,并控制其酸度在8mol/L以上。凝聚温度控制在60~70oC,在加入动物胶并搅拌100次以后,保温10min。温度过低,凝聚速度慢,甚至不完全,同时吸 附杂质多;温度过高,动物胶会分解,使其凝聚能力减弱。过滤时应控制试液温度在40 oC,以降低水合二氧化硅的溶解度。动物胶用量一般控制在25~100mg,少于或多于此量时,硅酸将复溶或过滤速度减慢。
二、检测流程
三、试剂配制
1.动物胶溶液(1%):取动物胶1g溶于100mL热水(用时配制)。 2.盐酸洗液:比重1.19 g/cm3、5%
3.氢氧化钠:(固体粒状,分析纯)
四、操作要点
1.熔样
称取在105℃烘干过的试样0.5000g于镍坩埚中,加入NaOH 3~4g,然后放入已升至400℃的马弗炉中,继续升至700℃,熔融10分钟(熔融物呈透明体状)取出稍冷,移入250mL烧杯中,加入热水20mL(立即盖上表面皿)并洗净镍坩埚(可用少许盐酸清洗坩埚)。
2.测定
在提取溶液中加20~30mL盐酸,将烧杯移至水浴上(或低温电热板上)蒸干,蒸干后取下加盐酸20mL,以少许水吹洗烧杯壁,在60~70℃保温10分钟,加入新配制的动物胶溶液(1%)10mL,充分搅拌后再保温10分钟取下,加25mL热水,以中速定量滤纸过滤,滤液收集在250mL容量瓶中,以(3+97)热盐酸的洗液洗烧杯4~5次,并将沉淀全部移入滤纸内,然后用一小片滤纸擦净烧杯,也移入漏斗内,沉淀继续用(3+97)盐酸洗液洗至无铁的黄,以后即用热水洗涤至无氯离子(用热水洗8~10次),滤液以水稀释至250mL刻度,摇匀,供测Fe、Al、Ti、Ca、Mg、Mn、P等用。
将滤纸连同沉淀一起移入已恒重的瓷坩埚中,低温灰化(马弗炉中的温度不得高于400℃)后继续升温至900~950℃灼烧1小时取出,稍冷,放入干燥器中,冷却半个小时,称重再灼烧至恒重。
3.数据处理
SiO2生产H(%)=
式中:G1—坩埚+沉淀重(g)
G2-坩埚重(g)
G—试样重(g)
硅酸盐中二氧化钛含量测定方法知识要点
一、硅酸盐中二氧化钛测定方法简述
钛的测定方法很多。由于硅酸盐试样中含钛量较低,例如TiO2在普通硅酸盐水泥中的含量为0.2~0.3%,在黏土中为0.4~1%,所以通常采用光度法测定。钛(IV)有数百种有机显剂可用于光度法测定,常用的是过氧化氢光度法、二安替比林甲烷光度法和钛铁试剂光度法等。另外,钛的配位滴定法通常有苦杏仁酸置换-铜盐溶液返滴定法和过氧化氢-铋盐溶液返滴定法。
二、过氧化氢光度法
在酸性条件下,TiO2+与H2O2形成黄的[TiO(H2O2)]2+配离子,其lgK=4.0,λmax=405nm,ε=704L/()。过氧化氢光度法简便快速,但灵敏度和选择性较差。
该方法应注意以下问题。
1.显反应可以在硫酸、硝酸、高氯酸或盐酸介质中进行,一般在折叠式集装箱5%~6%的硫酸盐溶液中显。
显反应的速率和配离子的稳定性受温度的影响,通常在20~25℃显,3min可显示完全,
稳定时间在1d以上。过氧化氢的用量,以控制在50mL以上显体积中加3%过氧化氢2~3ml铜锌合金为宜。
2.为了防止铁(III)离子黄所产生的正干扰,需加入一定量的磷酸。但由于PO43-与钛(IV)能生成配离子而减弱[TiO(H2O2)]2+配离子的颜,因此必须控制磷酸浓度在2%左右,并且在标准系列中加入等量的磷酸,以减少其影响。
3.铀、钍、钼、钒、铬和铌在酸性溶液中能与过氧化氢生成有配合物,铜、钴和镍等离子具有颜,他们含量高时对钛的测定有影响。F-、PO43-与钛形成配离子而产生负误差。大量碱金属硫酸盐(特别是硫酸钾)会降低钛与过氧化氢配合物的颜强度,可以采取提高溶液中硫酸浓度至10%,并在标准中加入同样的盐类,以消除其影响。用NaOH或KOH沉淀钛,可有效分离钼和钒;用氨水沉淀钛、铁,可使铜、钴、镍分离;试样本身存在一定量铝(或加入),与F-形成稳定的[AlF6]3-,可消除F-的干扰。
三、二安替比林甲烷光度法
二安替比林甲烷光度法灵敏度较高,而且易于掌握,重现性和稳定性较好。
显反应的速率随酸度的提高和显剂浓度的降低而减慢。反应介质选用盐酸,因硫酸溶液会降低配合物的吸光度。比溶液最适宜的盐酸酸度范围为0.5~1mol/L。如果溶液的酸度太低,一方面很容易引起TiO2+的水解;另一方面,当以抗坏血酸还原Fe3+时,由于TiO2+与抗坏血酸形成不易破坏的微黄配合物,而导致测定结果的偏低。如果溶液浓度达1mol/L以上,有溶液的吸光度将明显降低。当显剂的浓度为0.03mol/L电解阳极板时,1h可显完全,并稳定24h以上。
四、钛铁试剂光度法
钛铁试剂光度法不仅灵敏度高,而且可用于微量钛、铁的连续测定。
钛铁试剂(又称试钛灵)的化学名称为1,2-羟基苯-3,5-二磺酸钠,也称为邻苯二酚-3,5-二磺酸钠。在pH为4.7~4.9时,钛铁试剂与钛形成黄配合物,λmax=410nm,ε=1.5×104L/()。在试样溶液中加入显剂后30~40min既可显完全,并稳定4h以上。线性范围为0~200ug/50mL。
在同样条件下,铁(III)与钛铁试剂能形成蓝紫配合物,最大吸收波长为565nm,可进行铁
的测定。显然,铁对钛的测定将产生影响。可通过加入还原剂抗坏血酸或亚硫酸钠来还原Fe3+,使蓝紫消失,既消除铁对钛的干扰。所以,有时可进行铁和钛的连续滴定。
五、苦杏仁酸置换-铜盐溶液返滴定法
在pH=4时,过量的EDTA可定量配位铝和钛,然后用铜盐回滴剩余的幻听的中药EDTA。再加入苦杏仁酸,将EDTA-Ti配合物中的钛取代配位,用铜盐滴定释放的EDTA。该法多应用于生料、熟料、黏土等TiO2+的含量小于1%试样,由于可以同铁、铝在同一份溶液中连续滴定,十分简便。
再测定完铁后的溶液中,先在pH为3.8~4.0的条件下,以铜盐标准滴定溶液返滴定法测定Al3++TiO2+的合量,然后加入苦杏仁酸溶液,则苦杏仁酸夺取TiOY2-配合物中的TiO2+,与之生成更稳定的苦杏仁酸配合物,同时释放出与TiO2+等物质的量的EDTA,然后仍以PAN为指示剂,以铜盐标准滴定溶液返滴定释放出的EDTA,从而求的TiO2的含量。