Al2O3含量的测定

摘要硅酸是一种很弱的无机酸，在水溶液中绝大部分以溶胶状态存在在用浓

酸和加热蒸干等方法处理后，能使绝大部分硅酸水溶胶脱水成水凝胶析出，因此可以利用沉淀分离的方法把硅酸与水泥中的铁、铝、钙、镁等其他组分分开重量法测定SiO2 的含量，Fe2O3 、Al2O3 、CaO和MgO的含量以EDTA配位滴定法测定

关键字：SiO2、Fe2O3 、Al2O3 、CaO和MgO、EDTA

1.前言：

硅酸盐水泥中Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO含量的测定水泥熟料中碱性氧化物占60%以上，因此易为酸所分解。反应方程式如下：

2 CaO·SiO2+4HCl2CaCl2+H2SiO3+H2O

3CaO·SiO2+6HCl 3CaCl2+ H2SiO3+2 H2O

3CaO·Al2O3+12HCl 3CaCl2+2AlCl3+6 H2O

4CaO·Al2O3·Fe2O3+20HCl

4CaCl2+2AlCl3+4FeCl3+10 H2O

方案：

2.材料与方法

2.1试剂

1、0.02mol/L EDTA标准溶液

2、钙指示剂（NN）

3、NH3H2O—NH4Cl缓冲溶液（PH=10）

4、三乙醇胺（1﹕2）；

5、盐酸溶液（1﹕1）

6、硝酸：比重1.42。

7溴甲芬绿

8、0.02mol/L CuSO4标准溶液

9、氨水（1﹕1）

10、0.2%PAN指示剂

11、HAc—NaAc缓冲溶液（PH=4.2）

12、20%KOH溶液

13、0.01mol\LHCl

14、10%磺基水杨酸钠指示剂溶液。

15、NH4Cl固体

2.2实验原理

由于铁、铝与都能与EDTA形成稳定的络合物，而且生成的络合物稳定常数相差很大（lgK FeY=25.13，lgK AlY=16.17），因此可以利用控制溶液的酸度的不同在同一溶液中进行连续滴定来分别测定铁、铝的含量。

2.21、Fe2O3的测定原理

控制酸度为PH=2～2.5以前，先加入数滴浓硝酸，以氧化Fe2+。因为Fe3+与EDTA络合反应缓慢，故需加热至60～70℃后进行滴定，以磺基水杨酸钠为指示剂，终点时，溶液由紫红色变为亮黄色。

Fe3+ + SSal2-= 〔Fe（SSal）〕-

（无色）（紫红色）

〔Fe（SSal）〕+ + EDTA = Fe-EDTA + SSal2-

（紫红色）（亮黄色）

2.22Al2O3的测定原理

在滴定Fe3+之后的同一溶液中进行Al2O3的测定，由于Al3+与EDTA络合速度很慢，故不能直接滴定，加入过量的EDTA，PH在2～3，加热至60～70℃左右，此时络合反应较快，Al3+大部分与EDTA络合，此时钛也定量络合，调PH=4.2左右，加热煮沸1～2分钟，此时Al3+全部与EDTA定量络合，取下稍冷至90℃左右，以PAN为指示剂，以硫酸铜标准溶液滴定过量的EDTA至紫红色不变为止。

加EDTA

Al3+ + EDTA = Al-EDTA

CuSO4滴定

EDTA + Cu2+ = Cu- EDTA

（过量部分）（绿色）

终点时

Cu2+ + PAN = Cu-PAN

（黄色）（紫红色）

由于PAN及Cu-PAN络合物都不易溶于水，为增大其溶解度在加热条件下滴定，一般80～90℃终点较明显。

采用回滴法时，因PH=2～3，温度在60～70℃时，Al3+ 、Ti4+都能与EDTA 络合，所以测定结果是铝、钛滴合量，严格测定时应同时测定TiO2的含量，用差减法算出Al2O3的含量（此法适用于氧化锰含量在0.5%以下的样品）。

2.23、CaO测定原理：

用EDTA络合滴定Ca2+时，溶液中Fe3+、Al3+和Mg2+等离子也能和EDTA 发生络合反应，因此必须排除这些离子的干扰。

加入三乙醇胺（1﹕2）掩蔽Fe3+、Al3+。用三乙醇胺与Fe3+和Al3+分别生成稳定的络合物而不与EDTA络合。

加入定量KOH（20%）使PH﹥12.5，此时Mg2+生成Mg（OH）2白色沉淀。

滴定钙，可用钙指示剂（NN），在PH=12～13时其呈兰色,它能与Ca2+络合生成酒红色Ca – NN络合物：

NN + Ca2+ = Ca - NN

（纯兰色）（酒红色）

用EDTA滴定，EDTA会与Ca2+络合，生成无色络合物：

Ca + Y = CaY

（无色）

过量1滴EDTA会夺取Ca – NN中的Ca2+，使NN游离出来：

EDTA + Ca – NN = CaY + NN

（酒红色）（纯兰色）

溶液由酒红色变为纯兰色，即为终点。

2.24、MgO的测定原理

在PH=10时，Ca2+与Mg2+同时与EDTA以1﹕1定量络合，因此，消耗的EDTA体积为Ca、Mg总量，从总体积中减去上面测CaO所消耗的EDTA体积，即为MgO消耗的EDTA体积，可求得MgO含量。

加入酒石酸钾钠与三乙醇胺联合掩蔽铁、铝，效果较好。

滴定时，用酸性络兰K—萘酚绿B（简称KB）指示剂。反应过程如下：加入指示剂KB与Ca2+、Mg2+形成紫红色络合物：

Ca2+（Mg2+）+ KB = Ca（Mg）- KB

（紫红色）用EDTA滴定时：

Ca2+（Mg2+）+ Y = Ca（Mg）Y

过量1滴EDTA，会夺取Ca（Mg）- KB中的Ca2+、Mg2+，使

KB游离出来：

Ca（Mg）- KB+ Y= Ca（Mg）Y+ KB

（紫红色）（兰绿色）

溶液由紫红色变为兰绿色为终点。

实验报告：

2.3实验步骤

2.3.1、[1]Fe2O3和Al2O3含量的测定：