膨潤(rùn)土中鐵含量的測(cè)定

黃世明 劉曉玲

摘 要：采用碳酸鈉-過(guò)氧化鈉熔融，以鹽酸分解試樣，以氯化亞錫還原大部分鐵，加三氯化鈦還原剩余的鐵，以重鉻酸鉀氧化過(guò)剩的還原劑，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

關(guān)鍵詞：膨潤(rùn)土；鐵含量；重鉻酸鉀滴定法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.005

0 前言

膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，國(guó)外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24個(gè)領(lǐng)域100多個(gè)部門中應(yīng)用，有300多個(gè)產(chǎn)品，因而人們稱之為“萬(wàn)能土”。其主要化學(xué)成分是三氧化二鋁、二氧化硅、水及鐵、鎂、鈣等元素。目前國(guó)內(nèi)測(cè)礦石中鐵量的方法主要有比色法、光譜法和滴定法。檢測(cè)鐵含量現(xiàn)行的方法有：鐵礦中鐵量的測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用重鉻酸鉀氧化還原滴定法，重晶石、高嶺土、黏土鐵量的測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用比色法、EDTA絡(luò)合滴定法。比色法測(cè)定鐵，主要測(cè)定低含量的鐵。EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)鐵，過(guò)程繁雜，不易控制。重鉻酸鉀氧化還原滴定法，是經(jīng)典而廣泛采用測(cè)定鐵的方法，其準(zhǔn)確度高、精密度好，其運(yùn)用范圍廣，是目前理化分析普遍使用的方法。本文根據(jù)膨潤(rùn)土的特點(diǎn)，采用碳酸鈉-過(guò)氧化鈉熔融，以鹽酸分解試樣，以氯化亞錫還原大部分鐵，三氯化鈦還原剩余的鐵，以稀重鉻酸鉀氧化過(guò)剩的三氯化鈦，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算全鐵的質(zhì)量。通過(guò)精密度、加標(biāo)回收率等試驗(yàn)，建立了重鉻酸鉀氧化還原滴定法測(cè)定膨潤(rùn)土中鐵的分析方法。

試驗(yàn)證明，用本法測(cè)定鐵量，方法精密度高，準(zhǔn)確度好，結(jié)果穩(wěn)定可靠，方法精密度（RSD值為）為0.267%～0.963%，回收率在97.12%～102.89%之間，完全滿足膨潤(rùn)土中鐵量的測(cè)定要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

SX2-5-12 高溫爐（上海實(shí)焰電爐廠）；MS204S 電子天平（Switzerland（瑞士））；10mL數(shù)字瓶口滴定器（BRAND）。

1.2 試劑

除非另有說(shuō)明，在分析中使用分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當(dāng)純度的水。

（1）無(wú)水碳酸鈉。

（2）過(guò)氧化鈉。

（3）鹽酸（ρ約1.19g/mL）。

（4）磷硫混酸（3+3+4）。

（5）氯化亞錫溶液（60g/L：每100 mL溶液加入20mL鹽酸）。

（6）二苯胺磺酸鈉指示劑（2g / L）。

（7）重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液（c（1/6K2Cr2O7）=0.05000mol/L）。

注：稱取2.4515g預(yù)先140-150℃烘2h的重鉻酸鉀基準(zhǔn)試劑，溶于適量水中，移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

（8）稀重鉻酸鉀溶液（標(biāo)準(zhǔn)滴定液（7）稀釋10倍）

（9）鎢酸鈉溶液（25g鎢酸鈉溶于少量水中，加入5mL磷酸，加水至100mL）。

（10）三氯化鈦溶液（2mLTiCl3+5mLHCl，加水至30mL）。

（11）稀鹽酸（1+1）。

（12）三氧化二鐵（高純?cè)噭?/p>

1.3 試驗(yàn)方法

在30mL剛玉坩堝中加入0.5g無(wú)水碳酸鈉（1）墊底，稱取0.20g膨潤(rùn)土（精確至0.0001g）試樣，加入剛玉坩堝中，再加入3g過(guò)氧化鈉（2）。將剛玉坩堝放入高溫爐內(nèi)，從室溫開(kāi)始升溫，于750℃±10℃熔融10min，取出冷卻。將剛玉坩堝移入盛有60 mL熱水的250mL燒杯中，以熱水浸取。將燒杯置于電熱板上，用玻棒不斷攪拌，加熱至微沸并保持3min，取下，稍冷，緩慢加入20mL鹽酸（3）至燒杯中，待反應(yīng)結(jié)束，迅速用熱水洗出剛玉坩堝。一邊攪拌一邊滴加氯化亞錫（5）至溶液顏色變淺，保持試液呈微黃色，冷卻至室溫，加入1mL鎢酸鈉（9）指示劑，滴加三氯化鈦（10）還原剩余的Fe3+至試液變成藍(lán)色，滴加稀釋10倍的重鉻酸鉀溶液（8）至藍(lán)色剛好消失，加入6滴二苯胺磺酸鈉指示劑（6），立即用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（7）滴定，至溶液轉(zhuǎn)變?yōu)樽霞t色為終點(diǎn)，記下滴定體積V 。隨同試料作空白試驗(yàn)。

1.4 分析結(jié)果的計(jì)算

2 結(jié)果與討論

2.1 助熔劑的選擇

經(jīng)查閱滴定法測(cè)鐵的資料及高嶺土、黏土、膨潤(rùn)土等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，本文最終采用先加入0.5g無(wú)水碳酸鈉墊底，再使用無(wú)水碳酸鈉-過(guò)氧化鈉熔融試樣，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果反饋，該試劑能滿足試驗(yàn)要求。

2.2 熔融溫度

分別對(duì)三個(gè)膨潤(rùn)土分別進(jìn)行了750℃熔融10min，800℃、825℃及850℃熔融10min。進(jìn)行熔融溫度試驗(yàn)，結(jié)果（見(jiàn)表1）標(biāo)明：熔融溫度在750℃熔融10min，800～850℃熔融10min，所得檢驗(yàn)結(jié)果一致，但熔融溫度在800～850℃時(shí)，熔塊不易浸取，因此本方法使用熔融溫度為750℃，熔融時(shí)間為10 min。

2.3 加標(biāo)回收試驗(yàn)

分別稱取0.2g5個(gè)不同的膨潤(rùn)土試驗(yàn)樣，加入同量的三氧化二鐵（12）0.01g，按照1.3試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。另外，分別稱取0.2g膨潤(rùn)土試驗(yàn)樣1#，加入不同的三氧化二鐵（12），按照1.3試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表3。在擬定的試驗(yàn)條下，鐵加標(biāo)回收率在97.12%～102.89%之間，結(jié)果令人滿意。

2.4 精密度試驗(yàn)

將5個(gè)膨潤(rùn)土試樣分別稱取11份，按上述分析方法測(cè)定鐵量，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

以表4結(jié)果可以看出，對(duì)膨潤(rùn)土試樣平行測(cè)定11次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 0.267%～0.963%，滿足分析要求。

3 結(jié)論

通過(guò)條件試驗(yàn)，建立的本分析方法—重鉻酸鉀氧化還原滴定法測(cè)定鐵量，選擇的條件合理，精密度高、準(zhǔn)確度好，方法簡(jiǎn)便可靠，適用范圍廣，完全滿足膨潤(rùn)土中鐵量的測(cè)定要求。

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