水泥化学分析测定原理.doc

水泥化学分析测定原理水泥化学分析测定原理蒋捷(新余市技术监督检测中心,江西新余338000)摘要:在进行化学分析时,即使严格按照标准规定的程序进行操作,实验仪器和检测环境均符合标准要求,但还是不可避免地存在一定的误差.为了提高检测水平,笔者提出充分了解各成分的测定原理,掌握可能引起实验误差的关键点,并在此基础上不断完善实验方法和步骤,以减少测定误差.关键词:水泥化学分析测定原理1烧失量的测定一灼烧差减法烧失量测定的原理是试样在高温下灼烧,以驱除样品中的水分,使熟料中未完全煅烧的CCO,MCO分解,同时也将硫化物氧化.烧失量的测定比较简单,称取约1g试样,精确至0.0001g,放入已灼烧至恒量的瓷坩埚中,将盖斜盖于坩埚上,置于高温炉中从低温开始逐渐升温,在950C25cI=下灼烧至恒重.关于灼烧至恒重,经过多次实验,可以简化为在950C25oC下灼烧约45min,取出坩埚置于干燥器中冷却至室温称量,然后继续在高温炉内灼烧15min,以验证是否已恒量.实验过程中有以下几个方面容易引入误差,应予以注意.(1)瓷坩埚在每次使用前要清洗干净,在电炉上烘干后,于95025下灼烧至恒量.(2)瓷坩埚极易吸水,即使在干燥器中,也会因从高温炉中取出至称量的时间间隔的不同而不同.例如间隔20min和间隔30min称量,两个称量值可能存在0.0010g的差异,对烧失量的检测结果将产生0.10%的误差,而标准规定的重复性限也只有0.15%,所以,称量空坩埚和称量带试样的坩埚的时间间隔应相同,并且放置坩埚的干燥器应前后一致.(3)应定期检定高温炉的控制器,确保温度控制的准确性,防止因灼烧不完全或过度灼烧而影响检测结果.(4)灼烧应从低温开始,防止由于水泥中挥发性物质和碳化物的分解而使水泥样品飞溅,造成结果偏低.(5)应注意天平的日常维护和定期检定,防止因称量不准确产生误差.2三氧化硫的测定硫酸钡重量法(基准法)三氧化硫的测定是在酸性溶液中,用氯化钡溶液沉淀硫酸盐,经过沉淀,过滤,灼烧后,以硫酸钡形式称量,再换算为三氧化硫的质量分数.实验时应注意以下几点:(1)样品要溶解完全,并除去酸不溶物和可能形成的硅酸凝胶.溶解样品所加入的盐酸体积要准确,以保证沉淀BSO时溶液的酸度.(2)控制好氯化钡溶液的滴加速度.滤液及洗液收集于烧杯内,并用水稀释至约250ml在滴加氯化钡溶液前将试液煮沸,.氯化钡溶液也应加热后使用.由于硫酸钡属于晶形沉淀,为了获得较纯净的硫酸钡沉淀,滴加氯化钡溶液时应在不断搅拌下逐滴缓慢地加入,以防止”局部过浓”现象.(3)控制好沉淀BsO时试液的酸度.加入氯化钡溶液后,应继续煮沸35min,以使沉淀更好地形成,此时溶液的体积约在200ml溶液的酸度在0.250.30mol/L之间.在这种酸度下进行13SO沉淀,可以在不分离Fe,Al”离子的情况下直接进行,同时可克服因大量ca离子存在而产生的共沉淀现象.另一方面,可以增加BsO的溶解度,降低溶液的相对过饱和度,有利于生成大颗粒的沉淀.(4)沉淀的陈化.将上述溶液移至温热处静止4h以上或过夜,既能使沉淀完全,又能得到较大颗粒的沉淀,还能使沉淀变得更纯净.(5)过滤.过滤硫酸钡沉淀一定要使用慢速定量滤纸,过滤用的漏斗最好采用长颈漏斗,且过滤前使漏斗颈充满水(即做成水柱),以加快过滤速度.要将硫酸钡沉淀全部转移到滤纸上,如果转移不完全将导致结果偏低.洗涤沉淀应用温水而不能用热水,因为硫酸钡一】3一总第117期江西建材4/2011的溶解度随温度的升高而增大.最后检验有无氯离子,以确定沉淀是否洗净.(6)滤纸的灰化.在灼烧沉淀前应将滤纸充分灰化,若有未燃尽的炭粒存在,灼烧时硫酸钡可能被部分还原成硫化钡,致使结果偏低.(7)灼烧硫酸钡的温度应控制在800950.若温度过高(例如1000%以上),硫酸钡将分解;温度过低则灼烧不完全,都将影响检测结果的准确性.(8)称量时间.与烧失量测定相类似,称量空坩埚和称量带试样的坩埚的时间间隔应相同,并且放置坩埚的干燥器应前后一致.3氧化镁的测定原子吸收光谱法(基准法)检测原理是以氢氧化钠熔融一盐酸分解试样的方法制备溶液,分取一定量的溶液,用锶盐消除硅,铝,钛等对镁的干扰,在空气一乙炔火焰中,于波长285.2nm处测定溶液的吸光度.用测得的吸光度在工作曲线上查出氧化镁的浓度.实验时应注意以下几个方面:(1)标准溶液的制备.将氧化镁基准试剂在95025下灼烧60min,使其中的碳酸镁完全分解,取出置于干燥器内冷却备用.按标准配制0.05mg/ml氧化镁标准溶液.(2)工作曲线的绘制.标准溶液的量取要准确,所用移液管必须经校准,并统一使用胖肚或直管的移液管.加入的盐酸和氯化锶溶液的体积要准确,以保证溶液的酸度和锶的浓度.采用原子吸收光谱仪,在空气一乙炔火焰中,于波长285.2mm处测定溶液的吸光度.以氧化镁的浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标绘制工作曲线,该曲线的相关系数必须在0,99以上,否则须重做.(3)测定溶液的制备和测定.试样经氢氧化钠熔融,盐酸分解,并定容.将样品放入高温炉内熔融时,因银坩埚上没有记号区分,故放和取时不要将样品混淆,应按顺序放人,按顺序取出.按试样中氧化镁的大致含量确定试样溶液的分取量,定容体积及加入盐酸和氯化锶溶液的体积,使测定溶液中盐酸的体积分数为6%,锶的浓度为1mg/rnl,并在与绘制工作曲线相同的实验条件下测定溶液的吸光度,计算出测定溶液中氧化镁的浓度.(4)原子吸收光谱仪的使用.将仪器调至最佳使用状态,并且所用乙炔要尽量纯净,其纯度一般要求达到98%以上.测定时先用去离子水调零,然后依次测量空白溶液,标准溶液和待测溶液.4氯离子的测定磷酸蒸馏汞盐滴定法(代用法)水泥中氯离子的测定方法,在GB/T1762008水泥化学分析方法中给出了两种方法,硫氰酸铵容量法和一14磷酸蒸馏一汞盐滴定法,目前广泛使用的是后者.其测定原理是:采用规定的蒸馏装置在250260温度条件下,以过氧化氢和磷酸分解试样,以净化空气作为载体,蒸馏分离氯离子,用稀硝酸作为吸收液,在pH=3.5左右,以二苯偶氮碳酰肼为指示剂,用硝酸汞标准滴定溶液滴定.应注意以下几点:(1)石英蒸馏管应预先烘干,将称好的试样小心地倒入石英管中,样品不要撒落或粘附于管壁,否则会导致测定结果偏低.(2)冷凝管下端的硅胶管要完全插入锥形瓶内的溶液中,以利于氯化氢气体的吸收.(3)控制气体流速和蒸馏时间.气体流速控制在100200ml/min,此时锥形瓶中应有连续的气泡产生,能保证蒸馏出来的氯化氢气体被吸收液充分吸收.蒸馏时间一般为10min,氯离子含量高时可适当延长.气体流速和蒸馏时问对测定结果有一定的影响.(4)乙醇用量.蒸馏结束后,用95%乙醇吹洗冷凝管及其下端,洗液收集于锥形瓶内,并控制乙醇用量在15ml左右.此时吸收瓶中乙醇的体积分数在75%以上,其目的是增大指示剂的溶解度,使滴定终点变色敏锐.(5)防止硝酸汞水解.在配制硝酸汞标准滴定溶液的过程中,为了防止硝酸汞水解形成沉淀,一定要先将硝酸汞固体用硝酸溶解完全后,再加水稀释.(6)pH值的调节.溴酚蓝指示剂变色范围在3.04.6,用氢氧化钠溶液调至蓝色,再用硝酸调至恰好呈黄色再过量1滴,此时溶液的pH值在3.5左右.(7)实验室的环境,如温度和酸度.氯化氢是一种极易溶于水又极易挥发的气体,如果实验室内酸的使用频率较高时,应注意实验时所用纯水的pH值.相对而言,氯离子的检测是一种微量检测,若实验室的酸气过浓,实验用水会吸收部分氯化氢气体,给测定结果带来正误差.所以,应经常进行空白试验,以消除试剂误差.当环境温度变化较大时,要对硝酸汞标准滴定溶液重新进行标定.(8)对石英管的要求.首先要保证其磨口处有良好的气密性;其次,石英管的进气管底端到石英管底部的距离应在lem以下,如果