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1、重鉻酸鉀法測定鐵礦石中鐵的含量(無汞法)一.原理:經(jīng)典的重鉻酸鉀法測定鐵時(shí),每一份試液需加入飽和氯化汞溶液10mL,這樣約有480mg的汞排入下水道,而國家環(huán)境部門規(guī)定汞的允許排放量是0.05mg·L-1,因此,實(shí)驗(yàn)中的排放量是大大超過允許排放量的。實(shí)際上,汞鹽沉積在底泥和水質(zhì)中,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,有害于人的健康。近年來研究了無汞測鐵的許多新方法,如新重鉻酸鉀法,硫酸鈰法和EDTA法等。本法是新重鉻酸鉀法。新重鉻酸鉀法是在經(jīng)典的有汞重鉻酸鉀法的基礎(chǔ)上,去掉氯化汞試劑,采用鎢酸鈉作為指示劑指示Fe3+還原Fe2+的方法。試樣用硫-磷混酸溶劑后,先用氯化亞錫還原大部分F
2、e3+,繼而用三氯化鈦定量還原剩余部分的Fe3+,當(dāng)Fe3+定量還原成Fe2+之后,過量一滴三氯化鈦溶液,即可使溶液中作為指示劑的六價(jià)鎢(無色的磷鎢酸)還原為藍(lán)色的五價(jià)鎢化合物,俗稱“鎢藍(lán)”,故使溶液呈現(xiàn)藍(lán)色。滴入重鉻酸鉀溶液,使鎢藍(lán)剛好褪色,以消除少量還原劑的影響?!版u藍(lán)”的結(jié)構(gòu)式較為復(fù)雜。磷鎢酸還原為鎢藍(lán)的反應(yīng)可表示如下:定量還原Fe3+時(shí),不能單用氯化亞錫,因?yàn)樵诖怂岫认?,氯化亞錫不能很好的還原W(Ⅵ)為W(V),故溶液無明顯顏色變化。采用SnCl2-TiCl3聯(lián)合還原Fe3+為Fe2+,過量一滴TiCl3與Na2WO4作用即顯示“鎢藍(lán)”而指示。如果單用TiCl
3、3為還原劑也不好,尤其是試樣中鐵含量高時(shí),則使溶液中引入較多的鈦鹽,當(dāng)加水稀釋試液時(shí),易出現(xiàn)大量的四價(jià)鈦沉淀,影響測定。在無汞測定鐵實(shí)驗(yàn)中常用SnCl2-TiCl3聯(lián)合還原,反應(yīng)式如下:試液中Fe3+已經(jīng)被還原為Fe2+,加入二苯胺磺酸鈉指示劑,用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的紫色即為終點(diǎn)。二.試劑:(1)K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液c(1/6K2Cr2O7)=0.1000mol·L-1(2)硫磷混酸:將200mL濃硫酸緩慢加入到500mL去離子水中,再加入300mL濃磷酸中,充分?jǐn)嚢杈鶆?,冷卻后使用。(3)濃HNO3(4)HCl(1+1)(5)Na2WO425%
4、水溶液:稱取25gNa2WO4溶于適量水中(若渾濁則應(yīng)過濾),加入2~5mL濃H3PO4,加水稀釋至100mL。(6)SnCl2溶液10%:稱取10gSnCl2·2H2O溶于40mL濃的熱HCl,加水稀釋至100mL。(7)TiCl31.5%:量取10mL原瓶裝TiCl3溶液,用(1+4)的HCl稀釋至100mL。加入少量石油醚,使之浮在TiCl3溶液的表面上,用以隔絕空氣,避免TiCl3氧化。(8)二苯胺磺酸鈉指示劑0.2%:一.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液c(1/6K2Cr2O7)=0.1000mol·L-1的配制:采用固定稱量法。準(zhǔn)確稱取1.2258g
5、K2Cr2O7于一只干凈的小燒杯中,加水溶解,定量轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,充分搖勻。(2)準(zhǔn)確稱取0.15~0.2g試樣置于250mL的錐形瓶中,滴加幾滴水潤濕樣品,搖勻后,加入10mL硫磷混酸(如試樣含硫化物高時(shí)則同時(shí)加入濃硝酸1mL)置于電爐上加熱分解試樣。先用小火或低溫加熱,然后提高溫度,加熱至冒SO3白煙①。加入10mL(1+1)HCl,此時(shí),試液應(yīng)該清亮,殘?jiān)鼮榘咨驕\色時(shí)示試樣分解完全②。取下錐形瓶稍冷,趁熱滴加SnCl2溶液,使大部分的Fe3+還原為Fe2+,此時(shí)試液變?yōu)闇\黃色③,加入10滴Na2WO4溶液,再用TiCl3溶液滴至呈穩(wěn)定的
6、藍(lán)色(“鎢藍(lán)”30秒內(nèi)不褪色),再加入80mL去離子水,用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至“鎢藍(lán)”剛好褪盡(此時(shí)不計(jì)讀數(shù)),然后加入5滴二苯胺磺酸鈉指示劑,用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的紫色為終點(diǎn)。計(jì)算鐵含量。二.計(jì)算:鐵含量的計(jì)算:c——K2Cr2O7的濃度V——K2Cr2O7的體積MFe——鐵的摩爾質(zhì)量WS——試樣的質(zhì)量三.思考題:1.分解試樣時(shí),為什么要加入硫-磷混酸?2.先用SnCl2和TiCl3作還原劑的目的是什么?若不慎加入過量的SnCl2或TiCl3怎么辦?3.怎樣才能合理的配制SnCl2溶液?如要久置,則應(yīng)如何配制?注:①一定要冒白煙,因?yàn)榱蛩?/p>
7、的分解溫度338℃,比硝酸的分解溫度125℃高的多。只要開始冒白煙,則說明硝酸已趕盡了。但冒白煙不宜過長,否則磷酸易形成焦磷酸鹽粘底,包夾試樣,影響分析結(jié)果。②若試樣采用硫酸高鐵銨,則不必加入硝酸,也不必高溫加熱至冒白煙,亦可能沒有殘?jiān)霈F(xiàn)。③SnCl2溶液應(yīng)小心滴加至黃色明顯變淺,若過量則結(jié)果偏高。如不慎過量,可滴加2%高錳酸鉀溶液至淺黃色。