专业材料分析综合实验指导书

棕刚玉的全分析

1 实验目的

1、学习棕刚玉的全分析方法。

2、学习分光光度法测定微量物质的原理和方法。

3、掌握分光光度计使用方法。

4、掌握试样的制备方法。

5、掌握棕刚玉试样分析试液的制备方法。

6、掌握配位滴定法测定棕刚玉中三氧化二铝的方法。

2 试样的制备

2.1块状磨料

先用锤子于一钢板上打碎到直径约为30mm 的小块，在小型鄂氏破碎机中，破碎至直径约5mm 的小块，用四分法缩分到40～50g ，再用钢研钵粉碎到直径小于2mm 和四分法缩分到10～15g ，继续用钢研钵或用刚玉研钵研细至全部通过100#筛，用磁力1～1.5kg 的磁铁吸出粉碎中带入的铁杂质。然后装入试样袋中，在105～110℃的烘箱中烘干1h ，取出、放入干燥器内，冷却，备用。

2.2粒状磨料

粗于10#粒度的试样，先用四分法缩分到10～15g ，用刚玉研钵研细至全部通过100#筛，混合均匀，装入试样袋中，烘干，备用。细于100#粒度的试样，用四分法缩分到15～20g ，装入试样袋中，烘干，备用。

3 分析试液的制备

准确称取样品0.5000g 于铂坩埚中，加入3g 混合熔剂，搅拌均匀后，再盖上混合熔剂1g ，加盖，将坩埚送入高温炉中于980～1100℃熔融2h ，取出，旋转坩埚，使熔融物附于坩埚内壁上，冷却后以水洗净坩埚外壁，放入已盛有近沸的100mL 15%盐酸的250mL 烧杯中，盖上表面皿，于砂浴上加热浸取，用水洗出坩埚及盖，移入250mL 容量瓶中，冷却后，以水稀释至刻度,摇匀，备用。

4 灼减的测定

4.1实验步骤

称取制备好的试样1g 于已经过980～1100℃灼烧至恒重的30mL 的铂坩埚中，加盖，盖微启置铂坩埚于高温炉中，980～1100℃灼烧1h 后取出，置于干燥器中，冷至室温，称量，重复灼烧，称量至恒重为止。

4.2计算：

灼减＝

12m m m

×100% 式中：m 1－灼烧前坩埚及样品质量，g ；

m ２－灼烧后坩埚及样品质量，g ；

m —灼烧前样品质量，g 。

4.3注

刚玉产品有时有灼烧增重现象，如系灼增，以下式计算：

灼增=21m m m

×100% 5 二氧化硅的测定

5.1 实验原理—— 硅钼蓝比色法

在0.08～0.32mol·L -1的盐酸介质中，硅酸与钼酸生成黄色的硅钼配合物，再用还原剂将其还原成为硅钼蓝，用比色法测定，其反应为：

H 4SiO 4 + 12H 2MoO 4 → H 8[Si(Mo 2O 7)6] + 10H 2O

M O2O 5

H 8[Si(M O2O 7)6]＋ [还原剂]＋H ＋→H 8 [Si ＜ ]＋[氧化剂]＋H 2O

(M O2O 7)5

5.2 试剂

1．硼砂—碳酸钠混合熔剂：2∶1

2．盐酸：15%

3．钼酸铵溶液：5%，加热溶解1g 钼酸铵于小烧杯中，以水稀释至20mL ，(放置24h

后过滤使用,如若出现沉淀，即应停止使用)。

4．酒石酸溶液：5%，称取5g 酒石酸于水中，以水稀释至100mL ，加热煮沸，否则放

久后会有絮状沉淀产生。

5．1.2.4-酸还原剂溶液：溶解1.2.4-酸(1-氨基-2-萘酚-4-磺酸)0.15g ，无水亚硫酸钠0.7g 、亚硫酸氢钠9g 于水中，以水稀释到100mL ，储存于塑料瓶中，该溶液一般可使用两周。若超过两周应停止使用。

6．二氧化硅标准溶液

准确称取经980～1000℃灼烧过1h 的二氧化硅(基准试剂)0.1000g 于铂坩埚中，加无水碳酸钠(基准试剂)2g 。仔细混匀。在860～900℃的高温炉中熔融20min 取出，旋转坩埚，使熔融物附于坩埚内壁上，冷却，洗净外壁，在聚乙烯烧杯中，用热水浸出，冷却并转入1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀后，立即移入干净并干燥过的塑料瓶中贮存，此储备溶液每毫升含二氧化硅0.1mg 。

吸取储备液50mL 于预先盛有2 mol·L -1盐酸5mL 的100mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，即为二氧化硅标准溶液（0.05 mg·mL -1)。

7．空白溶液

取4g 混合熔剂于铂坩埚中，在950℃的高温炉中熔融20min 取出，冷却，洗净坩埚外

壁，以15%HCl l00mL 加热浸出，移入250mL 容量瓶中，冷却后，以水稀释至刻度，摇匀，备用。

5.3 标准曲线的绘制

吸取空白溶液2.50mL 共5份，分别放入5个50mL 容量瓶中，用5mL 刻度吸管依次加入二氧化硅标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、3.00，(即SiO 2含量分别为0.00%、0.50%、1.00%、2.00%、3.00%),加5%钼酸铵溶液2.5mL, 摇匀，放置使其显色完全(室温15℃以上

放置10min)，加5%酒石酸溶液10mL，立即加入1.2.4-酸还原剂溶液1.5mL，摇匀，放置20min, 以水稀释至刻度，摇匀，在分光光度计上，以空白溶液作参比，用1cm比色皿，在波长700nm处测其吸光度，绘制标准曲线。

5.4 实验步骤

移取分析试液2.50mL于50mL容量瓶中，加5%钼酸铵溶液2.5mL, 摇匀，放置使其显色完全(室温15℃以上放置10分钟)，加5%酒石酸溶液10mL，1.2.4-酸还原剂溶液1.5mL，摇匀，放置20分钟, 以水稀释至刻度，摇匀，在分光光度计上，以空白溶液作参比，用1cm 比色皿，在波长700nm处测其吸光度，从标准曲线上求出Si02含量。

5.5 [注]

1. 硅钼黄在0.08～0.32mol·L-1的酸度下显色完全，酸度过大或过小均显色不完全．

2. 硅钼黄的稳定性，受温度的影响，在35℃时，仅可稳定半小时，故在加入钼酸铵放置显色完全后，应立即加入1.2.4—酸还原成硅钼蓝,显色的条件必须严格控制一致．

3. 每次必须依同样的分析步骤做空白试验，以校正结果．

6 三氧化二铁的测定

6.1 实验原理——分光光度法

磺基水杨酸是测定微量铁较好的一种试剂，在氨性介质（pH8-11.5）中磺基水杨酸与Fe3+形成黄色配合物，该配合物在430nm处有最大吸收峰，由比尔定理A = εcL得吸光度A。取不同浓度的铁在同样条件下，分别测其A，然后以吸光度A为纵坐标，以铁浓度为横坐标，作出工作曲线，再在同样条件下测待测试液的吸光度值，从工作曲线上找出所测得的吸光度对应的Fe2O3含量。

6.2 仪器和试剂

722型分光光度计，50mL容量瓶6个，25mL移液管1支，2mL、5mL和10mL移液管各1支。基准物Fe2O3，15%磺基水杨酸，6mol·L-1HCl，9mol·L-1NH3·H2O

6.3 实验步骤

（1）Fe2O3标准溶液(0.25 mg·mL-1)的配制

准确称取基准物Fe2O30.0625g于100mL小烧杯中，加6mol·L-1HCl 10mL，加热微沸溶解后移入250mL容量瓶中，洗涤小烧杯2～3次，洗液移入容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。

（2）标准曲线的制作

在5个50mL容量瓶中，用2mL移液管分别加入配制的Fe2O3标准溶液0.00 mL，0.50 mL，1.00 mL，1.50 mL，2.00mL，加15％磺基水杨酸5mL，加入9mol·L-1NH3·H2O 3mL，以水稀释至刻度，摇匀，以不含Fe2O3标液的空白溶液为参比液，在430nm处，用1cm比色皿测各溶液的吸光度，以Fe2O3标准溶液体积为横坐标，相应吸光度为纵坐标，作出标准曲线。