尿素中和法制备云母钛珠光颜料过程中钛的测定.doc

尿素中和法制备云母钛珠光颜料过程中钛的测定相关专题： 颜料 时间：2009-04-15 12:56 摘要： 为了更好地了解尿素中和法制备云母钛珠光颜料过程中钛水解的机理，指导高档次云母钛珠光颜料的制备，需要对该过程中钛的含量进行准确快速的测定，本文对过氧化氢分光光度法测定钛的方法进行了实验研究得出钛离子含量的线性范围(03 mg) /100mL，回归方程为： = 7.758 31E 4 + 0.283 84 (mg/100mL)，相关系数= 0.999 4, 摩尔吸光系数= 755.7 L/ (mol cm) 关键词： 尿素；钛；过氧化氢；分光光度；珠光颜料 0 前言 钛的测定方法有容量法、重量法、分光光度法、极谱法、配位滴定法、原子吸收法、催化动力学分析法等 1-6 ，这些方法各具特色其中硫酸铁铵容量法和重量法用于常量分析，但是测定比较繁琐；原子吸收法、催化动力学法等用于微量分析，但一般需要昂贵的仪器和特定的实验设备，不适合常规分析和推广普及；过氧化氢分光光度法具有线性范围比较宽、选择性好、测定快速准确的特点，在常规和微量分析中都可应用 云母钛珠光颜料是一种精细化工产品，其制备过程中钛含量的测定一般采用硫酸铁铵容量法测定，如华东理工大学周静红 7 对云母钛制备过程中钛盐水解行为研究就是采用此法，但是硫酸铁铵容量法滴定的条件要求比较苛刻，测定中稍有偏差就会造成实验的失败，并且耗费时间长，在常量分析中虽比较准确，微量分析中却误差太大，在测多组样品且含量变化很大时显然不太适用，在尿素中和法制备云母钛珠光颜料过程中钛盐含量测定就是此种情况，为此本文作者参考国标GB/T 14506 (硅酸盐岩石化学分析方法二氧化钛的测定，其线性范围为(0 1 mg) /100mL) 8 ，对其进行一定改进，并应用在云母钛珠光颜料制备过程中钛的含量测定，并对云母钛珠光颜料制备过程中采用过氧化氢分光光度法测定钛的含量线性范围进行了实验研究，其线性范围增大到(0 3 mg) /100 mL 1 原理 在硫酸介质中，用磷酸掩蔽铁，钛与过氧化氢生成过钛酸黄色配合物其反应式为 配合物颜色深度与钛含量成正比，在其最大吸收波长处测量其吸光度 2 实验部分 2.1 主要仪器及试剂 1） 756MC 紫外-可见分光光度计 2） 钛储液（1mg/mL）：准确称取预先在850 900 灼烧40 min 光谱纯二氧化钛（1.000 0 0.001）g，用焦硫酸钾、硫酸溶解完全，加50 mL 浓硫酸，稀释到1 L 容量瓶中钛标液(100 g/mL)：准确移取25 mL 钛储液, 加9 mL 浓硫酸，然后定容于250 mL 容量瓶中 3） 硫酸（1+1） 4） 过氧化氢（1+9） 5） 磷酸（1+1） 2.2 实验方法 在云母钛珠光颜料制备过程中一定的时间间隔取多组试样，然后将试样抽滤、称量，分别加到100mL容量瓶中，在每一容量瓶中依次加入不同用量的以下试剂：硫酸（1+1） 来控制酸度、过氧化氢与钛形成配合物进行显色、磷酸来掩蔽干扰离子，混匀后，以试剂空白为参比，用756MC 紫外-可见分光光度计来确定吸收波长、显色时间以及试剂的用量用756MC 紫外-可见分光光度计（3 cm 比色皿）在确定的波长、显色时间和试剂用量下来测定样品的吸光度 3 结果与讨论 3.1 吸收波长的确定 配合物在波长350 550 nm 范围内的吸收曲线见图1，由图上可以看出钛与过氧化氢形成的黄色配合物最大吸收峰在400 nm，试剂空白在此波长范围内无吸收 3.2 酸度的确定 测定溶液的酸度对钛-过氧化氢配合物有一定的影响， 笔者对同一样品溶液，移取相同量配制一系列溶液，只是溶液中酸度不同（硫酸质量分数0.25% 15%），进行吸光度测量，如图2 所示，硫酸质量分数在4% 12.5%溶液吸光度大并且稳定，在上述实验方法中确定硫酸加入量为10 mL 3.3 显色剂用量的确定 在加入其它量相同的条件下，改变过氧化氢的加入量，如图3 所示，过氧化氢加入量1 mL 时，吸光度达到最大，并且在1 8 mL 范围内吸光度稳定，在上述实验方法中过氧化氢的用量选为6 mL 3.4 显色时间的确定 取一定的钛标液，从加入过氧化氢后开始计时，如图4 所示，可见在30min 达到最大吸光度，并且在5 h 内保持稳定，在上述实验方法中显色时间选为1 h 3.5 掩蔽剂用量的确定 取不同磷酸用量（其他条件都相同），1 h 后测其吸光度，见图5，由图可知，磷酸用量为1mL，溶液的吸光度达到最大，磷酸用量在1 10 mL 范围内，吸光度不变，在上述实验方法中掩蔽剂的用量选为5 mL 3.6 干扰离子的影响 在云母钛制备过程中，可能有微量的铁、硅、铝离子，在上述所选的条件下，在钛标液中分别加入铁、铝、硅离子，结果见表1从表1 可以看出，铁、铝、硅离子对测定吸光度没有影响，说明此方法比较准确 3.7 工作曲线的确定 本实验采用3 cm 比色皿，而不是国标中1 cm 比色皿进行测定准确移取0、0.5、1.00、2.00、4.00、 6.00、8.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00 mL 钛标液置于100 mL 容量瓶中，依次加磷酸5 mL、硫酸10mL、过氧化氢6mL，稀释到刻度，摇匀，1 h 后，以试剂空白为参比，于3 cm 比色皿在400 nm 波长处测得吸光度值，绘制标准工作曲线，如图6，其线性回归方程为： = 7.758 31E-4 + 0.283 84 C(mg/100mL), 相关系数= 0.999 4，摩尔吸光系数= 755.7 L/ (mol cm)，表明钛含量在(0 3 mg) /100mL 符合朗伯比尔定律定律 3.8 常量分析时与硫酸铁铵容量法比较 硫酸铁铵容量法测定钛在常量分析时比较准确，为此本实验将某一标准样品用硫酸铁铵容量法和过氧化氢分光光度法测定，比较其与标准值的相对标准偏差，见表2其中A 代表相对标准；B 偏差标准TiO 2 质量分数；1 代表硫酸铁铵容量法；2 代表H 2 O 2 分光光度 由表2 可以看出，在常量分析时分析不如硫酸铁铵容量法准确，但过氧化氢分光光度法也能比较准确地测定钛的含量，并且还能对微量的钛进行分析，所以比较符合云母钛制备过程中钛的快速分析 4 结论 尿素中和法制备云母钛珠光颜料过程中，钛盐含量变化很大，样品数量大，分析必须