工业分析实验讲义

1/1工业分析实验讲义实验一硅酸盐试样的分解及二氧化硅的定量测定

《大学化学实验》

实验二硅酸盐中二氧化钛的定量测定钛的测定方法很多，对岩矿试样来说，由于其中含钛量较低，通常采用光度分析方法。国标法中测定二氧化钛的方法有两种：一是过氧化氢光度法，另一种是二安替比林甲烷光度法。过氧化氢光度法简便快速，但灵敏度和选择性均较差；二安替比林甲烷光度法，不仅灵敏度较高，而且易于掌握，重现性和稳定性好。过氧化氢光度法的测定范围：0.2%~10%二氧化钛；二安替比林甲烷光度法：0.05%~5%二氧化钛。本实验采用二安替比林甲烷光度法。

一、测定原理

在0.5~4mol.L-1盐酸或硫酸的介质中，TiO2+和二安替比林甲烷（DAPM）形成黄色络合物，在420nm波长处，摩尔吸光系数为1.52×10~4，用分光光度计测定其吸光度。其反应式为：TiO2++3DAPM+2H+=[Ti(DAPM)3]4++H2O

二、主要仪器和试剂

1、仪器

分光光度计、容量瓶、吸量管、量筒

2、试剂

5%抗坏血酸、(1+1)HCl

二安替比林甲烷（10g/L）：称取1g二安替比林甲烷溶于100mL2mol/L的盐酸中。

二氧化钛标准储备溶液：准确称取经900℃灼烧过的光谱纯二氧化钛0.1000g，置于陶瓷坩埚内，加焦硫酸钾1g，在800℃熔融20min，取出冷却，将坩埚放入烧杯中，用5%硫酸加热提取，定量移入1000mL容量瓶中，用5%硫酸稀释至刻度，摇匀备用（此溶液含二氧化钛为100μg/mL）。

二氧化钛标准溶液的配制：移取10.00mL二氧化钛标准储备溶液，置于100mL容量瓶中，用5%硫酸稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含10μg二氧化钛。

三、实验步骤

1、标准曲线的绘制

准确吸取二氧化钛标准溶液0mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL

于50mL容量瓶中，加入5mL(1+1)HCl和少许抗坏血酸，摇匀，放置5min后加入二安替比林甲烷溶液20mL，用水稀释到刻度，摇匀，放置40min。用1cm比色皿于波长420nm处，以试剂空白作参比测量吸光度，绘制标准曲线。

2、试样测定

准确移取5.00mL已分解好的试液于50mL容量瓶中，用水稀释至约20mL，加入5mL(1+1)HCl和少许抗坏血酸，摇匀，放置5min后加入二安替比林甲烷溶液20mL，用水稀释到刻度，摇匀，放置40min。用1cm比色皿于波长420nm处，以试剂空白作参比测量吸光度。从标准曲线上查出相应的二氧化钛的量。

四、计算

二氧化钛含量以质量分数计，数值以%表示，按下式计算：

V’×10×10-6

wTiO2%＝————————×100%

ms×V1/Vs

式中：V’——标准曲线上查得二氧化钛的量；V1——分取试液体积；Vs——试液总体积；ms——试样质量

实验三硅酸盐中氧化铁、氧化铝、

氧化钙和氧化镁的定量测定

《大学化学实验》（二）实验三十八

计算：

[ＣEDTA×(25.00－Ｋ×Ｖ2)－TiO2％×ms／ＭTiO2]×ＭAl2O3

Al2O3％＝————————————————————————×100％

ms×2×50／250

实验四磷矿粉中磷的定量测定

P2O5的测定有滴定法、重量法和分光光度法。磷含量较低时一般采用光度分析法，磷含量较高时常用酸碱滴定分析法测定。本实验采用磷钒钼黄光度法。

一、测定原理

在HNO3溶液中，PO43-与(NH4)2MoO4、NH4VO3反应生成可溶性的磷钒钼黄(P2O5·V2O5·22MoO3·nH2O)，在波长400nm处测定其吸光度，根据在相同条件下绘制的标准曲线，可计算出试样中P2O5的量。

二、主要仪器和试剂

1、仪器

分光光度计、吸量管、容量瓶、电热板、漏斗

(1+1)HNO3、(1+99)HNO3

钼-钒显色剂：称取40g(NH4)2MoO4溶于500mL水；另取1gNH4VO3溶于300mL水，再加200mLHNO3（无色），在不断搅拌下将此溶液慢慢倒入(NH4)2MoO4溶液中。

磷标准溶液（0.1mg/mLP2O5）：准确称取0.1918g在105℃下烘2h的KH2PO4，用水溶解后定容1000mL。

三、实验步骤

1、标准曲线的绘制

分别移取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL磷标准溶液于50mL容量瓶中，加25.00mL显色剂，用(1+99)HNO3稀释至刻度，摇匀后放置20min。在400nm波长处，用1cm比色皿测定各溶液的吸光度。以移取磷标准溶液的体积为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。

2、试样测定

准确称取0.10~0.13g试样2份于100mL烧杯中，用少量水润湿后加10mL(1+1)HNO3，在电热板上加热分解，蒸发至溶液余1~2mL，取下稍冷后加20mL水，再加热至微沸，趁热过滤，滤液用100mL容量瓶承接，用(1+99)HNO3洗涤，溶液冷至室温后定容。从中移取1.00mL于50mL容量瓶中，加25.00mL显色剂，用(1+99)HNO3定容，放置20min。在400nm波长处用1cm比色皿测定各溶液的吸光度。

四、计算

1、试样中P2O5的含量。

实验五软锰矿中MnO2的定量测定

一、测定原理

软锰矿的主要成分为MnO2，利用MnO2的氧化性，在试样中加入一定过量的Na2C2O4，在H2SO4介质中加热分解：

MnO2＋C2O42-＋4H+＝Mn2+＋2CO2＋2H2O

再用KMnO4标准溶液趁热返滴定剩余的Na2C2O4：

2MnO4－+5C2O42?+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O

即可求出软锰矿中MnO2的含量。

二、主要仪器及试剂

1、仪器

分析天平、电炉、容量瓶、酸式滴定管、移液管

3mol·L?1H2SO4、固体KMnO4、Na2C2O4基准物：105℃干燥至恒重

三、实验步骤

1、0.02mol·L-1KMnO4标准溶液的配制

称取1.6gKMnO4溶于500mL水中，盖上表面皿，加热至沸并保持微沸状态数分钟，冷却后取上层清液。

2、KMnO4溶液浓度的标定

准确称取0.13～0.16g基准物质Na2C2O4置于250mL锥形瓶中，加40mL水，10mL3mol·L?1H2SO4，水浴加热至70℃～80℃（即开始冒蒸气时的温度），趁热用KMnO4溶液进行滴定。由于开始时滴定反应速度较慢，滴定的速度也要慢，一定要等前一滴KMnO4的红色完全褪去再滴入下一滴。随着滴定的进行，溶液中产物即催化剂Mn2+的浓度不断增大，反应速度加快，滴定的速度也可适当加快，此为自身催化作用。直至滴定的溶液呈微红色，半分钟不褪色即为终点。注意终点时溶液的温度应保持在60℃以上。平行标定三份。

3、试样测定

准确称取软锰矿试样约0.4克2份于2个250mL锥形瓶中，再准确称取固体Na2C2O4约0.7g2份分别加入上述锥形瓶中，再分别加25mL水及10mL3mol/LH2SO4溶液，盖上表面皿，小火加热至无CO2生成，残渣内无黑色颗粒为止。将溶液稀释至100mL，加热至75～80℃，立即用KMnO4标准溶液滴定溶液滴定至溶液呈浅粉色，保持30s不褪为终点。

四、计算

1、KMnO4标准溶液的浓度；

2、试样中MnO2的含量。

实验六合金钢中镍的定量测定

一、实验原理

试样经酸溶解，高氯酸冒烟氧化铬至六价，以酒石酸钠掩蔽铁，在强碱性介质中，以过硫酸铵为氧化剂，镍与丁二酮肟生成红色络合物，于波长530nm处，测量其吸光度。

锰量大于1.5mg、铜量大于0.2mg、钴量大于0.1mg干扰测定。测定范围：0.030%~2.00%。

二、仪器与试剂

1、仪器

分光光度计、锥形瓶、容量瓶、吸量管、量筒

2、试剂

高氯酸、30%酒石酸钠、6mol·L?1NaOH、1%丁二酮肟、4%过硫酸铵溶液、无水乙醇、（3+1+3）盐酸-硝酸混酸

镍标准储备溶液（100μg/mL）：称取0.1000g纯镍（99.99%以上）置于250mL锥形瓶中，加20mL（2+3）硝酸，加热溶解后，冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

镍标准溶液（10μg/mL）：移取25.00mL镍标准储备溶液，置于250mL容量瓶中，加5mL（2+3）硝酸，用水稀释至刻度，混匀。

三、实验步骤

1、试样分解

准确称取0.25g试样2份置于250mL锥形瓶中，加20mL盐酸-硝酸混酸，加热至试样溶解，加5mL高氯酸，继续加热蒸发至冒高氯酸烟，残留量在1~2mL，稍冷。加20mL水，加热溶解盐类，冷至室温，将试液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

2、镍的测定

（1）标准曲线的绘制

移取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL镍标准溶液（10μg·mL-1）分别置于6个50mL容量瓶中，加10mL30%酒石酸钠、5mL6mol·L?1NaOH、2mL1%丁二酮肟溶液和5mL4%过硫酸铵溶液，每加一种试剂后均要摇匀，用水稀释至刻度，混匀，放置20min。以试剂空白为参比，在分光光度计上于波长530nm处，测量其吸光度。以镍的质量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

（2）试样中镍的测定

分别移取10.00mL试液两份，分别置于50mL容量瓶中，其中一份加10mL30%酒石酸钠、5mL6mol·L?1NaOH、2mL1%丁二酮肟溶液和5mL4%过硫酸铵溶液，每加一种试剂后均要混匀，用水稀释至刻度，混匀为待测溶液。另一份加10mL30%酒石酸钠、5mL6mol·L?1NaOH、2mL乙醇、5mL4%过硫酸铵溶液，用水稀释至刻度，混匀为参比液，放置20min。以参比液为参考，在分光光度计上波长530nm处测量其吸光度，从标准曲线上查出相应的镍量。

四、计算

1、试样中镍的含量。

实验七铅锌矿中铅和锌的定量测定

铅锌矿中铅和锌的测定有EDTA络合滴定法和原子吸收分光光度法，主要视铅和锌的含量而定。本实验采用EDTA络合滴定法。

一、测定原理

矿样用王水分解后，加H2SO4加热至冒烟，使Pb生成难溶性的PbSO4↓，从而与Zn及其它干扰元素分离。沉淀在pH值5.8~6.0的HAc－NaAc缓冲溶液中加热，可转化为PbAc2而溶解，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定，可求出试样中Pb的含量。滤液加(NH4)2SO4、KF、乙醇和NH3可沉淀分离Mn、Fe、Al等的干扰，Cu可在滴定前加入Na2S2O3消除干扰，同样以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定，可求出试样中锌的含量。

二、主要仪器及试剂

1、仪器

分析天平、电热板、水浴锅、容量瓶、酸式滴定管、移液管、漏斗

2、试剂

(1+1)H2SO4、(1+99)H2SO4、HCl、(1+1)HCl、HNO3、15%KF、NH3、(1+1)NH3、10%Na2S2O3、30%(NH4)2SO4、95%乙醇、0.1%甲基橙、0.2%二甲酚橙、HAc-NaAc(pH＝5.8~6.0)、纯Zn片、EDTA、20%NaOH

三、实验步骤

1、EDTA标准溶液的配制和标定

称取1gEDTA于250mL烧杯中，加100mL水温热溶解后，稀释至250mL。

准确称取0.10~0.12g纯Zn片于100mL小烧杯中，加2mL(1+1)HCl，盖上表面皿，在水浴上加热至完全溶解，取下冷却，定量移入100mL容量瓶中定容。

移取10.00mL锌标准液于250mL锥瓶中，加入0.1%甲基橙1滴，用(1+1)NH3中和至溶液由橙色到刚显黄色，以少量水冲洗瓶壁，加入20mLHAc-NaAc(pH＝5.8~6.0)缓冲液和2滴0.2%二甲酚橙，用待标定的EDTA溶液滴定至溶液由酒红色刚好变为亮黄色为终点，平行标定3次，计算EDTA对锌和铅的滴定度。

TEDTA/Zn＝mZn/10VEDTA，TEDTA/Pb＝TEDTA/Zn×MPb/MZn

2、试样测定

准确称取约1.0g试样2份于250mL烧杯中，加少量水润湿后，加10mLHCl和3mLHNO3，加热至试样完全分解，再蒸发至剩余2~3mL溶液时取下，稍冷后沿烧杯壁加入15mL(1+1)H2SO4，又继续加热至H2SO4冒烟10~15分钟时取下，完全冷却后，沿杯壁加入80mL水，盖上表面皿加热至近沸约半小时(注意保持溶液的体积)，取下放置至完全冷却后，用脱脂棉加滤纸浆过滤，再用(1+99)H2SO4洗涤烧杯和滤纸浆各5次(每次3~5mL)，然后用冷水洗涤1~2次，合并滤和洗涤液留作测定锌用。

将脱脂棉及滤纸浆连同残余沉淀小心放入原烧杯中，通过原漏斗加入50mLHAc-NaAc(pH＝5.8~6.0)缓冲液，盖上表面皿，加热煮沸5分钟，轻轻搅动，让PbSO4完全溶解(试样中的SiO2和可能存在的少量BaSO4仍不溶)。取下冷却至室温，加5~10滴0.2%二甲酚橙，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为亮黄色为终点。记下消耗EDTA的体积V1。

将分出Pb后的滤液加入10mL30%(NH4)2SO4，加热煮沸，加NaOH至中性(用pH试纸检验)，加15mLNH3，摇匀后再加15mL15%KF，加热煮沸5分钟，取下再补加5mLNH3和10mL95%乙醇，冷却后用250mL容量瓶定容；干过滤约80mL滤液至干燥的100mL烧杯中，从中移取50.00mL于250mL锥形瓶中，加热煮沸除去大部分NH3，取下冷却至室温，加1滴0.1%甲基橙，用(1+1)HCl中和至甲基橙变红色，然后再滴加NH3使其刚好变黄，加入10mLHAc-NaAc(pH＝5.8~6.0)缓冲液，3mL10%Na2S2O3，摇匀，再加入2~3滴0.2%二甲酚橙，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色刚好转变为亮黄色为终点。记下消耗EDTA的体积V2。

四、计算

1、EDTA标准溶液对锌和对铅的滴定度TEDTA/Pb、TEDTA/Zn；

2、通过滴定度计算试样中铅和锌的含量。

实验八工业硫酸锌中铜含量的测定

一、测定原理

在pH5.7~9.2的溶液中，铜离子与铜试剂（二乙基二硫代氨基甲酸钠，DDTC）生成黄色的胶体悬浮物，用乙酸乙酯有机试剂萃取后进行比色测定。

二、主要仪器和试剂

1、仪器

分光光度计、吸量管、容量瓶、电炉、分液漏斗

2、试剂

（1+1）硝酸、（1+1）氨水、5%EDTA、10%酒石酸钾钠、乙酸乙酯、0.1%铜试剂、氯化铵饱和溶液（200mL）、pH广泛试纸

铜标准储备液溶液（100μg/mL）：准确称取0.1000g金属铜（99.9%以上）于250mL烧杯中，加10mL硝酸，盖上表面皿，微热溶解，加5mL高氯酸，继续加热蒸发至冒高氯酸烟，稍冷，加少量水溶解盐类，冷却至室温后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含铜100μg。

铜标准溶液（10.0μg/mL）：移取50.00mL铜储备液（100μg/mL），于500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含10.0μg铜。限当日使用。

三、实验步骤

1、工作曲线的绘制

用移液管移取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL铜标准溶液分别置于125mL分液漏斗中，加入20mL氯化铵溶液、2mLEDTA和2mL酒石酸钾钠溶液，摇匀。用氨水调节试验溶液pH为8（pH试纸检验）。加入2mL铜试剂，准确加入10.0mL乙酸乙酯，振荡1min。待溶液分层后，取有机层溶液于干燥比色管中。用1cm吸收池，在435nm波长下，以试剂空白为参比，测量吸光度。以铜的质量为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

2、试样的测定

称取约1g试样2份，精确至0.01g，置于250mL烧杯中，加入30mL水、5mL（1+1）硝酸溶液，加热溶解。冷却后移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

用移液管移取2.00mL试验溶液于125mL分液漏斗中，以下操作同上述工作曲线的绘制，从“加入20mL氯化铵溶液”开始，到“测量吸光度”止。

四、计算

1、试样中铜的质量百分数。

实验九铝合金中铝的定量测定

一、实验原理

在滴定Al3+的最高酸度（pH≈4.1）下，Al3+也会水解生成一系列多核羟基络合物，它们与EDTA的反应缓慢，络合比不恒定，而Al3+又封闭二甲酚橙指示剂。而在较高酸度下，Al3+与过量的EDTA在煮沸下基本反应完全，因此采用返滴定法或置换滴定法测定Al3+。

铝合金中含有：Si，Mg，Cu，Mn，Fe，Zn，个别还含有Ti，Ni，Gi等，返滴定测定铝含量时，所有能与EDTA形成稳定络合物的离子都产生干扰，缺乏选择性，仅适用于简单试样。对于复杂物质如合金、硅酸盐、炉（渣和水泥等）中的铝，一般都采用置换滴定法。

先调节溶液pH值为3～4，加入过量EDTA标准溶液，煮沸，使Al3+与EDTA络合，冷却后，再调节溶液的pH值为5～6，以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+盐标准溶液滴定过量的EDTA（不计体积）。然后，加入过量NH4F，加热至沸，使AlY-与F-之间发生置换反应，并释放出与Al3+等摩尔的EDTA：

AlY-+6F-+2H2+=AlF63-+H2Y2-

释放出来的EDTA，再用Zn2+盐标准溶液滴定至紫红色，即为终点。

置换滴定法测定Al3+时，Ti4+、Zr4+、Sn4+发生与Al3+相同的置换反应而干扰Al3+的测定，这时就要加入络合掩蔽剂将它们掩蔽，例如用苦杏仁酸掩蔽Ti4+等。

铝合金中杂质元素较多，通常可用NaOH分解法或HNO3-HCl混合溶液进行溶样。

二、仪器及试剂

1、仪器

锥形