水泥成品、半成品和原料的化学分析.ppt

化学分析技术课件 8 水泥成品、半成品和 原料的化学分析 化学分析技术课件 本章重点和难点 重点 水泥及熟料各成分化学分析选用的国家标 准及其适用范围； 二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧 化钙、氧化镁的测定原理及其分析方法 难点 比色法和容量法分析试样中各成分的测定 原理。 化学分析技术课件 教学目标与要求 掌握水泥工业常用原(燃)料、半成品及成品的化学分析 法的最新国家标准； 熟练掌握水泥原料、半成品及成品中二氧化硅、三氧化 二铁、三氧化二铝的化学分析方法、原理及操作要点； 内容提要 在简单介绍分析化学种类的基础上，让学生了解掌握水 泥工业常用原(燃)料、半成品及成品的化学分析法的最新 国家标准；并重点介绍水泥原料、半成品及成品中二氧 化硅、三氧化二铁、三氧化二铝的化学分析方法、原理 及操作要点。 化学分析技术课件 补充：分析化学的分类 1、定性分析 解决“是什么” 2、定量分析 解决“有多少” 工科院校学生主要学习定量分析化学 定量分析化学的分类： 1按方法分类 2按试样量的大小或组分含量分类 3例行分析和仲裁分析 化学分析技术课件 分析方法的分类： 按分析的目的（或任务）分类： 定性分析 定量分析 结构分析 按照分析对象分类： 无机分析 有机分析 鉴定物质是有哪些 元素、离子、基团 或化合物组成 测定供试品某组分的相对含量 研究物质的分子结构 和晶体结构 按照测定原理和操作方法的不同分类 ： 定性分析 化学分析法 定量分析 仪器分析法 以物质的化学反 应为基础的分析 方法 重量分析法 滴定分析法 酸碱滴定分析 非水溶液滴定分析 沉淀滴定法 配位滴定法 氧化还原滴定法 鉴定物质的化 学组成 测定各组分的 相对含量 不经过化学反应 直接进行分析 电化学分析法 光学分析法 色谱分析法 质谱分析法 快速、灵敏、准确 、发展速度快、应 用广泛但价格昂贵 ！ 仪器简单 、操作方 便、结果 准确、应 用范围广 测量常量组分常用化学分析，而测量微量或 痕量组分时，则常用仪器分析； 关系：化学分析是仪器分析的基础，仪器分 析离不开化学分析；二者互为补充，不可偏 废。 化学分析技术课件 按试样量的大小或组分含量分类 分类样品组分含量 （%） 固体(g) 液体（ ml） 常量分析0.11101001001 半微量分析 0.010.1 0.110 10.01 微量12时，以钙 指示剂指示终点， 用EDTA标准滴定溶液滴定用 去20.90mL。试计算： (1)EDTA标准滴定溶液的 浓度； (2)EDTA溶液对Fe2O3、Al2O3、CaO、 MgO的滴定度。 称取石灰石试样0.2503g，用盐酸分解，将溶液 转入100mL的容量瓶中定容。移取25.00mL试验 溶液，调整溶液pH=12，以K-B指示剂，用 0.02500mol/L的EDTA标准滴定溶液滴定，消耗 24.00mL，计算试样中的含钙量，结果分别以 CaO和CaCO3形式表示。 化学分析技术课件 镁的测定原理：在pH10的溶液中，以三乙醇胺、酒石酸 钾钠为掩蔽剂，用酸性铬蓝K萘酚绿B混合指示剂，以EDTA 标准滴定溶液滴定，测得钙、镁含量，然后扣除氧化钙的含量 ，即得氧化镁的含量。 显色反应： Ca2+ + KB = Ca-KB(酒红色) Mg2+ + KB = Mg-KB(酒红色) 滴定反应： Ca2+ + H2Y2- = CaY2- + 2H+ Mg2+ + H2Y2- = MgY2- + 2H+ 终点反应： Ca-KB + H2Y2- = CaY2- + 2H+ + KB Mg-KB + H2Y2- = MgY2- + 2H+ + KB 酒红色 无色 纯蓝色 化学分析技术课件 习 题 称取0.5000g水泥试样，分解后过滤除去SiO2，滤液定容250mL。 (1) 吸取25.00mL用氨水和HCl调pH=2.02.5用 TCaO/EDTA=0.5608mg/mL的EDTA滴定至终点耗EDTA3.30mL。 (2) 在以上的溶液中加入15.00mL的EDTA及pH=4.3的HAC-NaAC缓 冲溶液15mL，加入PAN指示剂，用浓度0.01000M的Cu2+标液滴定 过量的EDTA耗Cu2+标液9.80mL。 (3) 用比色法测得TiO2含量为0.29%。 (4) 取10.00mL滤液，掩蔽Fe3+、Al3+后，用KOH调pH12用EDTA滴 定钙至终点，耗22.90mL。 (5) 仍取10.00mL的滤液，掩蔽Fe3+、Al3+后，加pH=10的缓冲溶液 25mL，用K-B指示剂，EDTA滴定，耗23.54mL。 求Fe2O3 、Al2O3、CaO、MgO量。 化学分析技术课件 七、 氧化钾、氧化钠的测定 火焰光度法、原子吸收分光光度法、离子选择电极法。水泥及 原料的分析中最常用的是前两种方法。此方法操作简便、速度 快，测定结果准确适用于大批试样的分析测定。 火焰光度法是简便易行的方法，测定原理及条件参阅第十章第 三节。 化学分析技术课件 八、 烧失量的测定 定义：指样品在高温灼烧时，试样中许多组分发生各种化学反 应所引起样品质量增加与减少的代数和。 低价化合物的氧化： 4FeO + O2 2Fe2O3 4FeS + 7O2 Fe2O3 + 4SO2 碳酸盐的分解：CaCO3CaO + CO2 硫酸盐的分解：CaSO4 CaO + SO3 结合水的挥发：Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO2 + 2H2O CaSO42H2O CaO+SO3 + 2H2O 化学分析技术课件 九、 不溶物的测定 定义：指试料用特定浓度的酸、碱溶液处理后未被分解的剩余 物质。 原理：将试料先经盐酸处理（50mL溶液中含浓盐酸5mL，加热 15min），将可溶物全部溶下，滤出不溶残渣。为防止部分二氧 化硅呈硅酸凝胶状态析出，再用碱溶液处理残渣(100mL 10g/L 氢氧化钠，在蒸汽浴上加热15min)，使之再转成硅酸钠而溶解 ，然后以盐酸中和、过滤、残渣经高温灼烧后称量，反复灼烧 直至恒重。此剩余残渣质量占试样质量的分数即为不溶物的含 量。 化学分析技术课件 十、 萤石中氟和氟化钙的测定 萤石中氟的测定：低含量氟的测定最好采用氟离子选择性电 极法(参阅第十二章第四节)。而对萤石中氟的测定，可采用快速 蒸馏分离中和法。 原理：试料与磷酸共热时，其中的含氟矿物(CaF2)被酸分解， 借通入水蒸气将其蒸馏分离，氟主要是以氢氟酸形式逸出，占 80%以上，氟硅酸约占20%。 化学分析技术课件 CaF2 + 2H 2HF + Ca2 4HF + SiO2 SiF4 + 2H2O SiF4 + 2HF H2SiF6 蒸馏液中氢氟酸和氟硅酸可以酚酞作指示剂，用NaOH溶液滴定 。 HF + NaOH NaF + H2O 2NaOH + H2SiF6 2H2O + Na2SiF6 Na2SiF6 + 2H2O SiO2 + 4HF + 2NaF 化学分析技术课件 氟化钙的测定：用乙酸溶液（1+9）处理试料，其中的碳酸钙 和硫酸钙能完全被乙酸所溶解，而氟化钙则不溶，从而达到分 离目的。 经过滤后，CaF2 留在不溶残渣中，再加硼酸盐酸混合酸使之 溶解，其中的氟化钙溶解生成氯化钙，反应式如下： 2CaF2 + 4HCl +H3BO3 2CaCl2 + HBF4 + 3H2O 用硼酸消除大量氟的影响，生成的钙离子在pH 13，以CMP为 指示剂，用EDTA配位滴定滴定法进行测定。根据消耗EDTA的 体积，即可算出CaF2的含量。 化学分析技术课件 十一、 氯离子的测定 常量氯化物的测定，常用佛尔哈德返滴定法；对微量氯化物的 测定，常采用离子选择性电极法和蒸馏分离汞盐滴定法。 化学分析技术课件 化学分析技术课件 化学分析技术课件 化学分析技术课件 化学分析技术课件 陶瓷主要成分分析 化学分析技术课件 化学分析技术课件 化学分析技术课件 化学分析技术课件 耐火材料主要成分分析 硅质耐火材料系统分析流程图 粘土、高铝、半硅质耐火材料 系统分析流程图 化学分析技术课件 小 结 化学分析技术课件 作业题 1. 称取0.5000g粘土样，熔融酸化并分离除去SiO2 沉淀，滤液及沉淀液收集于250mL容量瓶中， 取该液25.00mL在PH=2时用浓度为0.01000M的 EDTA滴定至磺基水杨酸变色，耗3.10mL，再 加入过量EDTA，调PH=56使Al3充分络合后 ，用浓度为 0.01030M的Zn(AC)2标液滴定过量 EDTA。加入固体NH4F煮沸后用Zn(AC)2标液 EDTA，耗17.10mL至终点，计算Fe2O3、Al2O3 的含量。 2. 欲测定石灰石样品中的SiO2、 Fe2O3、Al2O3 、 CaO、MgO。请根据所学知识，画出其系统分 析流程简图。 化学分析技术课件 3. 称取0.5000g水泥试样，分解后过滤除去SiO2，滤液定容250mL。 (1) 吸取25.00mL用氨水和HCl调pH=2.02.5用 TCaO/EDTA=0.5608mg/mL的EDTA滴定至终点耗EDTA3.30mL。 (2) 在以上的溶液中加入15.00mL的EDTA及pH=4.3的HAC-NaAC缓 冲溶液15mL，加入PAN指示剂，用浓度0.01000M的Cu2+标液滴定 过量的EDTA耗Cu2+标液9.80mL。