重量法检测三氧化硫应注意的问题

重量法检测三氧化硫应注意的问题

中国质量新闻网 2008-6-26

摘要本文探讨了重量法检测普通硅酸水泥产品中三氧化硫应注意的几个问题：掌握沉淀硫酸钡的条件；注意过滤、洗涤要求；掌握沉淀的灰化、灼烧及称量要点。

关键词重量法硫酸钡普通硅酸水泥

三氧化硫是判断普通硅酸水泥产品是否合格的重要理化指标之一。目前用重量法检测普通硅酸水泥产品中三氧化硫含量是最普通的检测方法。根据多年工作经验，笔者认为在检测中应注意以下几个问题：

掌握沉淀硫酸钡的条件

硫酸钡结晶初生成时比较细小，应严格遵守晶形沉淀的条件，以便获得相对大的晶形沉淀，便于过滤和洗涤。为了得到相对大的颗粒结晶，必须减小沉淀开始时溶液中硫酸钡的相对过饱和度，使沉淀剂与溶液中SO42-相遇的瞬间，生成较少的晶核，才能使较少的晶核渐渐增大成为较大的晶体。如果相对过饱和度大，瞬间生成很多晶核，在此后加入沉淀剂时，各晶体竞相生长，必然得到极多的极细小的晶体，甚至成为无定形沉淀，将很难过滤和洗涤，检验结果会有误差。

要取得理想的晶形沉淀，必须满足以下沉淀条件：

1.在稀溶液中进行沉淀。试验溶液及沉淀剂溶液均应为适当的稀溶液，以减小沉淀反应开始时溶液中硫酸钡的相对过饱和度。在测定水泥试样中三氧化硫时，0.5g试样最后制成约200ml溶液，沉淀剂为10%氯化钡溶液。但溶液也不能过稀，以免BaSO4沉淀溶解损失增大。

2.在热溶液中进行沉淀。试验溶液应在微沸条件下用氯化钡溶液进行沉淀。在热溶液中BaSO4的溶解度略有增大，从而降低了溶液的相对过饱和度。同时，在热溶液中还可减小BaSO4沉淀对杂质的吸附作用。沉淀完毕后冷却至室温，可减少BaSO4沉淀在热溶液中的溶解损失。

3.慢慢滴加沉淀剂。可用滴支吸取后慢慢加入热溶液中，切不可将10mlBaCL2溶液一次性全倒入试验溶液中。

4.在不断搅拌下加入氯化钡溶液，防止因试验溶液中氯化钡局部过浓而生成过多晶核。

在上述条件下沉淀完毕后，还要对沉淀进行陈化处理，即将沉淀连同溶液一起在温热处放置4h以上或过夜。陈化可使小晶体不断溶解，大晶体不断长大。因为小晶体的溶解度比大晶体大，在同一溶液中，对大晶体为饱和溶液时，对小晶体则为未饱和溶液。因此，小晶体就要溶解，溶解到一定程度时，溶液对小晶体为饱和溶液，对大晶体则为过饱和溶液，沉淀就在大晶体上析出，直至饱和为止。此时溶液对小晶体又不饱和了，于是小晶体继续溶解。如此反复进行，小晶体逐渐消失，大晶体不断长大。陈化作用不仅使沉淀颗粒长大，而且使沉淀变得更加净化，因为小晶体吸附和包藏的杂质在陈化过程中被排除到溶液中，大晶体总表面积小，吸附的杂质也减少。

注意过滤、洗涤要求

在过滤中要严防漏滤现象的发生，以免测定结果不准确。所谓漏滤，是指沉淀从滤纸上或从滤纸与漏斗壁接触处漏到滤液中去。发生漏滤现象的原因主要是：

1.滤纸和漏斗壁之间接触不密实，沉淀从滤纸和漏斗之间的缝隙滑落，漏到滤液中去。这种情况的外观特征是，滤纸和漏斗壁间有气泡存在，如发现这种情况，应设法排除滤纸和漏斗壁之间的气泡，使滤纸紧贴在漏斗壁上，再重新过滤，具体办法为，可用手指轻轻压紧滤纸，排除滤纸和漏斗壁上的气泡，再用洗涤液冲净手指即可。

2.滤纸选用不合理，过滤所用滤纸与沉淀性质不匹配。

重量分析中，应根据沉淀的性质选用合适的滤纸。一般来说，快速滤纸纸张组织松轻，过滤速度最快，适用于保留粗度沉淀物，如非晶形沉淀Fe(OH)3、AL(OH)3等，均可选用较为疏松的快速滤纸，以免过滤速度太慢。中速滤纸纸张组织较紧密，过滤速度适中，适用于保留中等细度沉淀物，如水泥中二氧化硅沉淀的过滤，选用的就是中速滤纸。慢速滤纸纸张组织最为紧密，过滤速度最慢，适用于保留细度沉淀物，如CaS2O4、BaSO4等细晶形沉淀。另外，根据灰分的多少，滤纸又可分为定性滤纸和定量滤纸两种，定性滤纸含有较多的灰分，所以多用于沉淀或残渣不需要进行灼烧称量的过滤，而定量滤纸经过了盐酸和氢氟酸处理，蒸馏水洗涤，灼烧后灰分极少，可忽略不计。因此，BaSO4沉淀应选用慢速定量滤纸进行过滤。

沉淀陈化后，会粘附在烧杯壁上，洗涤的时候，可用带橡皮管的玻棒洗烧杯，然后用热蒸馏水洗涤直至用1%AgNO3溶液检验，无白色AgCL沉淀为止。用同样方法检验滤纸是否洗净，洗涤次数不可过多，因为BaSO4沉淀有一定的溶解度，洗涤次数过多会因BaSO4溶液而使结果偏低。

掌握沉淀的灰化、灼烧及称量要点

1.将沉淀连同滤纸放入已恒重的坩埚内，斜盖上坩埚盖，置于电炉上，用低温小心烘去水分，待滤纸干燥后再提高温度灰化，使滤纸灰化完全。灰化时特别注意不要使滤纸着火，否则会因气流的强烈流动使沉淀飞失。如已着火，应立即切断电炉电源，并将坩埚盖盖上，让其自行熄灭后再继续灰化，切忌用嘴吹灭火焰，以防沉淀飞失。

2.沉淀灰化后应放入800~850℃高温炉内进行灼烧。沉淀灼烧好后，将坩埚取出放在石棉板或耐火瓷板上，在空气中稍冷后再放入干燥器中，坩埚放入干燥器时，应预先使干燥器与盖子间留有一条缝，以放出热空气，稍候再关闭，至室温后称量。恒量空坩埚和恒量沉淀时，掌握的条件如灼烧温度、冷却时间应保持一致，反复灼烧的时间，应控制在15min左右。

（作者单位：广东省茂名市质量计量监督检测所）