沉淀分離-連續(xù)滴定法測(cè)定電解液中氟硅酸和鉛

顧 麗

(韶關(guān)冶煉廠,廣東韶關(guān) 512024)

沉淀分離-連續(xù)滴定法測(cè)定電解液中氟硅酸和鉛

顧 麗

(韶關(guān)冶煉廠,廣東韶關(guān) 512024)

在電解液中加入硫酸鉀,使氟硅酸和鉛生成沉淀與其它元素分離,再將沉淀轉(zhuǎn)化為可滴定的溶液,用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定氟硅酸后,再用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定鉛。沉淀分離-連續(xù)滴定的方法準(zhǔn)確、快速,滿(mǎn)足生產(chǎn)分析要求。

電解液;氟硅酸;鉛;沉淀分離;連續(xù)滴定

鉛電解精煉是在氟硅酸和氟硅酸鉛電解液中進(jìn)行粗鉛或半精鉛電解精煉產(chǎn)出精鉛,并分離提純有價(jià)金屬的過(guò)程,電解液中鉛和氟硅酸的濃度高低直接影響到鉛提純精煉的效率[1],因此快速、準(zhǔn)確地分析電解液中氟硅酸和鉛的含量對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。EDTA滴定鉛的分析方法比較經(jīng)典[2],而氟硅酸和鉛的連續(xù)滴定分析較少見(jiàn)報(bào)道。本文采用沉淀方法使氟硅酸和鉛生成沉淀,與其它元素分離,再將沉淀轉(zhuǎn)化為可滴定的溶液進(jìn)行連續(xù)滴定分析,方法快速、準(zhǔn)確,精密度好,滿(mǎn)足生產(chǎn)分析要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

在硫酸鉀存在下,氟硅酸以K2SiF6形式沉淀,鉛也沉淀為K2SO4·PbSO4,經(jīng)過(guò)濾與雜質(zhì)元素分離后,將K2SiF6溶于熱水生成等物質(zhì)的量的HF,以NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定酸;滴定酸后的溶液,加入醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH≈5.8)溶解K2SO4·PbSO4,再用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定鉛。

1.2 主要試劑和溶液

1.2.1 主要試劑和溶液

硝酸(1+1)優(yōu)級(jí)純;硫酸鉀(飽和);酚酞指示劑(5 g/L);醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH≈5.8);氟硅酸溶液。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液

1.鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱(chēng)取5.000 0 g金屬鉛(99.99%)于400 mL燒杯中,加入20 mL硝酸(1+1),待劇烈反應(yīng)停止后,加熱溶解,冷卻后移入500 mL容量瓶中,以水定容,混勻。此溶液1 mL含10 mg鉛。

2.NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液:0.12 mol/L,稱(chēng)取5 g氫氧化鈉(優(yōu)級(jí)純)于預(yù)先煮沸并冷卻的二次水中,并用二次水定容至1 000 mL;標(biāo)定:準(zhǔn)確稱(chēng)取鄰苯二甲酸氫鈉(預(yù)先在105℃烘2 h,冷卻)1.0 g(精確到0.000 1 g)于250 mL燒杯中,溶于100 mL二次水中,加5滴酚酞指示劑,以NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定呈粉紅色為終點(diǎn)。

3.EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液:0.011 mol/L,稱(chēng)取4 g乙二胺四乙酸二鈉于燒杯中,加水加熱溶解,冷卻后移入1 000 mL容量瓶,以水定容;標(biāo)定:吸取10 mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液于250 mL燒杯中,加水50 mL,加少許抗壞血酸,5 mL硫脲,加1滴二甲酚橙指示劑,加六次甲基四胺使溶液顏色為紫紅色,加入20 mL醋酸-醋酸鈉緩沖溶液,以EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確吸取1.00 mL氟硅酸溶液和5.00 mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入40 mL飽和硫酸鉀,邊加邊攪拌,沉放30 min,用定量慢速濾紙過(guò)濾,用飽和硫酸鉀洗燒杯兩次,濾紙四次,將濾紙放回原燒杯,加入100 mL煮沸的熱水,攪拌使沉淀溶解,加10滴酚酞指示劑,趁熱用NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液呈粉紅色為終點(diǎn);接著在滴定溶液中加入30 mL醋酸-醋酸鈉緩沖溶液,加熱煮沸10 min,取下,加水至150 mL,加少許抗壞血酸,5 mL硫脲,加1滴二甲酚橙指示劑,以EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定由紫紅色變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)。同步做空白分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸鉀濃度的選擇

根據(jù)同離子效應(yīng),K2SiF6的溶解度隨硫酸鉀的濃度增大而減小。按實(shí)驗(yàn)方法,沉淀氟硅酸的硫酸鉀濃度分別為:20 g/L、50 g/L、100 g/L、飽和濃度,結(jié)果表明:K2SiF6在飽和硫酸鉀中溶解度小,且穩(wěn)定,本法選用飽和硫酸鉀沉淀電解液。

2.2 沉放時(shí)間的選擇

按實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)沉淀放置/min:10、20、30、40、50、60再過(guò)濾分析,結(jié)果表明:沉淀時(shí)間在20 min以上時(shí),結(jié)果穩(wěn)定,本法選用沉放30 min。

2.3 洗液和吹洗次數(shù)的選擇

按實(shí)驗(yàn)方法,選擇不同濃度硫酸鉀洗液和吹洗次數(shù),結(jié)果表明:低濃度硫酸鉀洗液會(huì)使K2SiF6沉淀少量溶解,因此洗液濃度也選用飽和;吹洗次數(shù)也不宜太少,也不宜太多,因此選擇吹洗燒杯兩次,沉淀四次。

2.4 指示劑的選擇

根據(jù)文獻(xiàn)[3],酸堿滴定的指示劑比較多,指示劑選擇不當(dāng)會(huì)影響變色的敏銳性。本法是用強(qiáng)堿滴定分析,應(yīng)選擇酸式色變?yōu)閴A式色時(shí),顏色變化明顯,易于辨別的指示劑,因此,按實(shí)驗(yàn)方法,選擇溴百里酚蘭、溴百里酚蘭+甲酚紅、酚酞、百里香酚酞、酚酞+百里香酚酞等指示劑,結(jié)果表明:溴百里酚蘭和溴百里酚蘭+甲酚紅指示劑因?yàn)轭伾兓牲S變綠再變藍(lán),顏色有過(guò)渡,不好判斷終點(diǎn);另三種指示劑變色敏銳,為與標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定平行,本法選擇酚酞為指示劑。

2.5 指示劑用量選擇

根據(jù)文獻(xiàn)[3],影響指示劑變色范圍的因素有溫度、溶劑、鹽類(lèi)和指示劑用量。本法中溫度、溶劑、鹽類(lèi)一致,指示劑用量選擇2滴、3滴、5滴、10滴、15滴、20滴,結(jié)果表明:指示劑用量太少,變色不敏銳;指示劑用量太多,使終點(diǎn)變色遲鈍且多消耗滴定劑,本法選10滴指示劑。

2.6 緩沖溶液用量選擇

滴定氟硅酸后的溶液,分別加入/mL:20、30、40、50醋酸-醋酸鈉緩沖溶液,加熱煮沸,滴定分析鉛,結(jié)果表明:緩沖溶液加入30 mL～50 mL,結(jié)果穩(wěn)定,本法選擇加入30 mL醋酸-醋酸鈉緩沖溶液。

2.7 煮鉛時(shí)間選擇

按實(shí)驗(yàn)方法,加入30 mL緩沖溶液后,分別加熱煮沸/min:2、5、10、20、30,結(jié)果表明:煮沸時(shí)間太短, K2SO4·PbSO4沉淀轉(zhuǎn)化不完全;煮沸時(shí)間太長(zhǎng),醋酸揮發(fā),結(jié)果偏低;因此選擇煮沸時(shí)間為10 min。

2.8 共存元素的影響

對(duì)常見(jiàn)的共存離子進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)。按實(shí)驗(yàn)方法,在電解液中加入下列元素:2 mg Zn2+、Cu2+、Cd2+;0.5 mg Ag+、Sb2+、Bi2+、Fe3+,結(jié)果表明:溶液中常見(jiàn)共存離子不干擾分析。

3 樣品分析

準(zhǔn)確吸取1.00 mL電解液于400 mL燒杯中,邊攪拌邊加入40 mL飽和硫酸鉀溶液,按實(shí)驗(yàn)方法分析樣品中氟硅酸和鉛的含量,測(cè)得氟硅酸和鉛的加標(biāo)回收率分別為:97.38%～101.6%;98.90%～101.2%;RSD(n=5)分別為0.0916%;0.211%,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 樣品中氟硅酸和鉛的測(cè)定

4 結(jié) 論

通過(guò)條件實(shí)驗(yàn)、精密度實(shí)驗(yàn)和回收率實(shí)驗(yàn)考核,證明應(yīng)用連續(xù)滴定法分析鉛電解液中氟硅酸和鉛,方法回收率為:氟硅酸:97.38%～101.6%;Pb: 98.90%～101.2%。方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確,能滿(mǎn)足鉛電解精煉生產(chǎn)分析的要求。

[1] 冉偉.淺析電解液成分對(duì)鉛電解的影響[J].甘肅冶金,2004, (4):27-30.

[2] 礦石及有色金屬分析手冊(cè)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1990.

[3] 分析化學(xué)[M].山東:高等教育出版社,1994.

Abstract:In the electrolyte with potassium sulfate,make fluosilicic acid and lead to precipitate and be separated from other elements,then settling into a solution which can be titrated with sodium hydroxide standard solution to determine fluosilicic acid content,and be titrated with EDTA standard solution to determine lead content.The precipitation separation-continuous titration method is accurate and rapid,and the accuracy and precision of the method could meet the demand of quality control in production.

Key words:electrolyte;fluosilicic acid;lead;precipitation separation;continuous titration

Determination of Fluosilicic Acid and Lead in Electrolyte by Precipitation Separation-Continuous Titration Method

GU Li
(Shaoguan S melter,Shaoguan512024,China)

O655

A

1003-5540(2011)06-0065-03

2011-11-24

顧 麗(1976-),女,工程師,主要從事工業(yè)分析工作。