铝合金含量测定

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w AL (cV ) Zn × M Al = × 100% 3 ms × 10
7.
请解释本实验中各步骤的意义 本实验中各步骤的意义
实验步骤
1.样品的预处理 1.样品的预处理 准确称取0.1g左右铝合金于100mL塑料烧 左右铝合金于 准确称取 左右铝合金 塑料烧 溶液, 杯中,加入10mL 200g·L-1NaOH溶液,在水 加入 溶液 浴中加热溶解,待样品大部分溶解(有少许黑 浴中加热溶解,待样品大部分溶解( 溶解 大部分溶解 渣为碱不溶物) 滴加 待全部絮 渣为碱不溶物),滴加6mol·L-1HCl待全部絮 待全部 状沉淀溶解,再多加 状沉淀溶解,再多加10mL,少许黑渣溶 , 解后,将上述溶液定量转至 解后,将上述溶液定量转至250mL容量瓶 容量瓶 中,稀释至刻度,摇匀。 稀释至刻度,摇匀。
Al3++ H2Y2- =Al Y-+2H+ • 反应完成后,将反应液冷却,加入六次甲基四 反应完成后,将反应液冷却,加入六次甲基四 胺溶液,加入二甲酚橙( )指示剂, pH值为 胺溶液,加入二甲酚橙(XO)指示剂,调pH值为 盐溶液滴定过量的EDTA EDTA, 5~6,以Zn2+盐溶液滴定过量的EDTA, Zn2++ H2Y2- =ZnY2-+2H+ 溶液,加热煮沸, 加入200g 200g·L 加入200g L-1NH4F溶液,加热煮沸,使

-1.2
Fra Baidu bibliotek

H6In
-





H2In4-
络合物(MIn)颜色为紫红色。 紫红色。 紫红色 所以,二甲酚橙在pH<6时使用 所以,二甲酚橙在pH<6时使用
4
用置换滴定法或返滴定法测定试 样中的Al 所加入过量EDTA EDTA溶 样中的Al3+时,所加入过量EDTA溶 液的浓度是否必须准确?为什么? 液的浓度是否必须准确?为什么?
解答2:
返滴定法测铝实验 方案
Al3+
pH=3.5 Y过 ,加热 加热
Zn2+
AlY Y(剩) 剩
pH5~6 ~ 冷却,XO 冷却
Y(剩) Y(剩
AlY ZnY
AlY 黄→红 红
解答2:
试样简单时,所含金属离子种类单一, 试样简单时,所含金属离子种类单一, 控制适当的条件,加入一定过量的EDTA时只 控制适当的条件,加入一定过量的EDTA时只 EDTA 有Al3+形成络离子,滴定过量的EDTA能准确求 形成络离子,滴定过量的EDTA EDTA能准确求 的含量。 得Al3+ 的含量。
[ Al ′] −18.3 (5)[ Al ] = mol / L = = 10 α Al ( F ) α Al ( F )
3+
c sp 3 + Al

实验能否成功的关键: 实验能否成功的关键:
• 1.最初加入的 EDTA溶液一定要过量! 溶液一定要过量! 最初加入的 EDTA溶液一定要过量 • 2.严格按方案顺序加入各种试剂; 2.严格按方案顺序加入各种试剂 严格按方案顺序加入各种试剂; • 3.调节溶液pH值的操作要细心,不可多次 3.调节溶液pH值的操作要细心, 调节溶液pH值的操作要细心 反复调节。 反复调节。
实验十一
铝合金中铝含量的测定
• 一、实验目的
• 1.掌握置换滴定法测定 的原理和方 掌握置换滴定法测定Al的原理和方 掌握置换滴定法测定 法; • 2.掌握铝合金的溶样方法。 掌握铝合金的溶样方法。 掌握铝合金的溶样方法
1.能否采用EDTA直接滴定方法测定铝? 1.能否采用EDTA直接滴定方法测定铝? 能否采用EDTA直接滴定方法测定铝 说明其原因。 说明其原因。
• 3. 铝含量的测定 • 移取铝合金试液25.00mL于250mL锥形 移取铝合金试液25.00mL于250mL锥形 25.00mL
瓶中,加入0.02 mol·L EDTA溶液30-35mL, 溶液30 瓶中,加入0.02 mol L-1 EDTA溶液30-35mL, 加入甲基橙1 加入甲基橙1滴,此时溶液呈红色,滴加 此时溶液呈红色, 呈红色 (1+1)氨水调至溶液恰好呈橙色(pH≈3.5), (1+1)氨水调至溶液恰好呈橙色(pH≈3.5), 氨水调至溶液恰好呈橙色(pH≈3.5) 如调成黄色,可用3 mol·L HCl调回至橙色 如调成黄色,可用3 mol L-1HCl调回至橙色 。将溶液放在电炉上加热煮沸5min左右,冷 将溶液放在电炉上加热煮沸5min左右, 电炉上加热煮沸5min左右 却至室温。 却至室温。
试样复杂时, 试样复杂时,
其中金属离子的种类多,在一定的条件下, 其中金属离子的种类多,在一定的条件下, 加入的EDTA可能不只是和Al 反应, 加入的EDTA可能不只是和Al3+反应,还要和 EDTA可能不只是和 其它离子反应,所以就不能用剩余的EDTA 其它离子反应,所以就不能用剩余的EDTA 直接计算Al 的含量。 直接计算Al3+的含量。
解答4: 返滴定法物质量的计算: 返滴定法物质量的计算:
nAl = nEDTA − nZn
加入的EDTA溶液的浓度必须准确。 加入的EDTA溶液的浓度必须准确。 EDTA溶液的浓度必须准确
解答4:
• 置换滴定法测定Al3+的含量中,最后是用 置换滴定法测定Al 的含量中, Zn2+标准溶液的体积和浓度计算试样中 Al3+的含量,即: 的含量,
加入200g L 溶液10mL 10mL, 加入200g·L-1NH4F溶液10mL,将溶液加 200g 热至微沸,流水冷却。再补加二酚橙指示剂1 热至微沸,流水冷却。再补加二酚橙指示剂1 滴加(1+1)氨水调至溶液恰好变成红 (1+1)氨水调至溶液 滴, 滴加(1+1)氨水调至溶液恰好变成红 色,再用3 mol L-1 HCl调节溶液呈亮黄色 调节溶液呈亮黄色 再用3 mol·L HCl调节溶液呈 用锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为红 后, 用锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为红 色,即为终点。根据消耗的锌盐溶液体积, 即为终点。根据消耗的锌盐溶液体积, 计算Al的质量分数。 计算Al的质量分数。 Al的质量分数

向待测液中加入0.02 mol·L EDTA,以甲基橙 向待测液中加入0.02 mol L-1 EDTA,以甲基橙 为指示剂, (1+1)氨水和 mol·L HCl调节溶液 氨水和3 为指示剂,用(1+1)氨水和3 mol L-1HCl调节溶液 pH值 3.5,加热煮沸5min pH值≈3.5,加热煮沸5min ,
解答1: Al3+, lg K = 16.3, 足够稳定,但由于 足够稳定,
EDTA的络合反应缓慢 的络合反应缓慢; (1) Al3+与EDTA的络合反应缓慢; (2) Al3+对二甲酚橙有封闭作用,缺乏合 对二甲酚橙有封闭作用, 适的指示剂; 适的指示剂; 易水解生成多核羟基化合物; (3) Al3+易水解生成多核羟基化合物;
不能用EDTA进行直接滴定。 EDTA进行直接滴定 故Al3+不能用EDTA进行直接滴定。
一般, 一般, 测定简单试样中的Al3+用返滴定法; 测定简单试样中的Al 用返滴定法; 测定复杂试样中的Al 置换滴定法。 测定复杂试样中的Al3+用置换滴定法。 置换滴定法
2.
为什么测定简单试样中的Al 为什么测定简单试样中的Al3+用返滴 定法即可, 定法即可,而测定复杂试样中的 Al3+则须采用置换滴定法? Al3+则须采用置换滴定法? 则须采用置换滴定法
nAl = nZn(2)
所以使用的EDTA溶液的量不须知道。 所以使用的EDTA溶液的量不须知道。 EDTA溶液的量不须知道
5
如何将铝合金试样制备成待分析试液? 如何将铝合金试样制备成待分析试液?
解答5: Al合金的溶解和试液的制备 合金的溶解和试液的制备
含杂质) (含杂质)水浴加热 塑料烧杯
Al
8 • 用NH4F溶液能否定量置换与Al络合的 溶液能否定量置换与Al络合的 Al EDTA?
解答8:
设滴定pH=5.5 , 设滴定 αF(H)=1+β1[H+]=1+10 3.18 × 10 -5.5=1 [F -]sp 故: [F -]游= ——— =0.22mol/L αF(H) (4)αAl(F)=1+β1[F]+β2[F]2 +......+β6[F]6 =1016.30

加入六次甲基四胺溶液20mL, 加入六次甲基四胺溶液20mL,加2滴二 六次甲基四胺溶液20mL 甲酚橙指示剂,此时溶液如呈黄色( 甲酚橙指示剂,此时溶液如呈黄色(如呈 呈黄色 红色?),滴加(1+1)氨水调至溶液恰好变 红色?),滴加(1+1)氨水调至溶液恰好变 ?),滴加(1+1) 成红色,再滴加3 mol·L-1HCl溶液,使溶液 成红色,再滴加3 mol L HCl溶液, 溶液 恰呈黄色。 0.01mol L 恰呈黄色。用0.01mol·L-1Zn2+盐标准溶液滴 定溶液由亮黄色变为紫红色即为终点 定溶液由亮黄色变为紫红色即为终点 (不 亮黄色变为紫红色 计滴定的体积) 计滴定的体积)。
200g·L-1NaOH
AlO-2
1:1HCL 滴加、搅 滴加、
Al3+ Mn+
待测形式
进入溶液
二、实验原理
铝合金中含有:Si,Mg,Cu,Mn, 铝合金中含有:Si,Mg,Cu,Mn, Fe,Zn,个别还含有Ti,Ni等 Fe,Zn,个别还含有Ti,Ni等,返滴 Ti 定测定铝含量时,所有能与EDTA形成 定测定铝含量时,所有能与EDTA形成 EDTA 稳定络合物的离子都产生干扰, 稳定络合物的离子都产生干扰,缺乏选 择性。故采用置换滴定法。 择性。故采用置换滴定法。
此情况下, 此情况下,如加入一种选择性的置换 试剂,置换出与Al 络合的EDTA 再用M EDTA, 试剂,置换出与Al3+络合的EDTA,再用M标 准溶液滴定其释放出的EDTA量,可测定复 准溶液滴定其释放出的EDTA量 EDTA 杂试样中的Al 称为置换滴定法。 杂试样中的Al3+ 。称为置换滴定法。
置换出EDTA测铝实验设 计 Zn2+
甲基橙
XO pH 5~6
Al3+ Mn+
pH ∼ 3.5 ∆ 过量EDTA 过量
黄 红
AlY MY

+
Y 过量 ZnY
② +
NH4F
AlF63+ MY
Y
XO
ZnY pH 5~6
Zn2+
黄→红
3.
二甲酚橙指示剂的特点和使用范 围?
解答: 解答:
二甲酚橙(Xylenol
• 2. 配制250mL0.02mol L-1 Zn2+标准溶液 配制250mL0.02mol 250mL0.02mol·L • 准确称取≥0.40gZnO于小烧杯中, 准确称取≥0.40gZnO于小烧杯中,用 少量水润湿,然后逐滴加入(1+1)HCl溶 少量水润湿,然后逐滴加入(1+1)HCl溶 逐滴加入 液至其完全溶解。将溶液定量转移至250mL 液至其完全溶解。将溶液定量转移至250mL 容量瓶中定容,摇匀。 容量瓶中定容,摇匀。
H6In H5In H4In 2.6 3.2
-4 H+ pKa1 ~pKa4
Orange,XO) Orange,XO)
3,3′ 3,3′-双[N,N′-二(羧甲基)氨甲基]-邻-甲酚磺酞 [N,N′ 羧甲基)氨甲基]
H3In H2In 6.3 HIn 10.4 12.3
HIn5pKa5 = 6.3
In
AlY-+ 6F-+2H+ = AlF63-+ H2Y2置换出相等量的EDTA。 置换出相等量的EDTA。 EDTA
调节溶液的pH值为5 调节溶液的pH值为5~6,以二甲酚橙为 pH值为 盐标准溶液滴定 滴定。 指示剂, 指示剂,用Zn2+盐标准溶液滴定。
Zn2++ H2Y2- =ZnY2-+2H+ 合金试样中的Al含量为 合金试样中的Al含量为 Al
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