实验十一-铁矿石中铁的测定(无汞法)

阮尚全铁矿石中全铁的测定(无汞法)设计方案样品制备预处理采样项目分析的一般思路：接项目(尽量了解所需信息)分析测试数据处理（统计分析结果）科研选题设计方案预分析优化分析方案分析测试分析报告1、2、撰写论文研究报告结果分析铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan1、学习用酸分解矿石试样的方法。2、掌握以K2Cr2O7法测定铁的原理、方法及实验条件。3、掌握无汞法测定铁的原理及方法。4、了解预氧化还原的目的和方法。5、了解氧化还原指示剂的变色原理。6、了解K2Cr2O7法在实际分析中的应用K2Cr2O7法应用：测定含铁合金、矿石、金属盐及硅酸盐中铁含量；水中化学需氧量（COD）；茶多酚；土壤有机质等。测定铁的方法：氧化还原滴定法（新方法：高氯酸-重铬酸钾无汞法，SnCl2-TiCl3-KMnO4无汞无铬法，甲基橙指示剂还原终点铈量法）；络合滴(EDTA)定法；光谱分析法；特点：有汞法准确度高，方法成熟，但污染严重。一、实验目的铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan铁矿石的种类有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、菱铁矿(FeCO3)等，铁矿石中全铁含量的测定，一般采用K2Cr2O7法，是一种经典的分析方法。二、原理经典的重铬酸钾法测定铁矿石中的铁，简便、快速，但因HgCl2剧毒，污染环境，为了减少实验废水对环境的污染，近年来国内外的化学工作者研究了多种不用汞盐测定常量铁的新方法。本实验采用了改进的重铬酸钾法，即保留K2Cr2O7作滴定剂，但不使用HgCl2。铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan矿样经盐酸分解（一般采用浓HCl加热溶解），先用SnCl2将大部分Fe3+还原成Fe2+，试液由棕红色变为浅黄色。再用TiCl3将剩余的Fe3+还原，过量的TiCl3将Na2WO4还原成“钨兰”，指示反应完全。然后用少量的K2Cr2O7溶液将TiCl3氧化至“钨兰”刚好褪色。1、铁矿石预处理铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan⑴为了使φθFe3+/Fe2+变负，滴定突跃范围变宽，指示剂的变色点落入突跃范围内，提高滴定准确度(选用二苯胺黄酸钠作指示剂，滴定终点为0.85V，落在0.86-1.26之外)。⑵消除Fe3+对终点观察的干扰。E=0.86VH2SO4调节酸度，二苯胺磺酸钠作指示剂，在H3PO4介质中进行。6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr2++7H2OE=0.85VE=0.62V滴定曲线示意图2、K2Cr2O7滴定Fe2+加H3PO4的目的：本方法干扰元素：Cu2+、Mo(Ⅵ)、As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)对测定有干扰，能一起被还原和被滴定。铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan(1)HCl溶液：1:1水溶液，约6mol/L。(2)SnCl2溶液：10%水溶液。(3)硫-磷混合酸(4)TiCl3溶液：(5)Na2WO4溶液：25%水溶液。(6)二苯胺磺酸钠：0.2%水溶液。(7)K2Cr2O7基准试剂。三、试剂K2Cr2O7140℃干燥2h如有水解怎么办？铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan铁矿石Fe3+Fe2+Fe2+热，浓HClSnCl2Fe3+K2Cr2O71~2mol/LH2SO4-H3PO4二苯胺磺酸钠四、实验步骤改用：6mol/LHCl分析程序如下：TiCl3铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan1、K2Cr2O7标准溶液的配制l.2~1.3gK2Cr2O7100mL烧杯250mL容量瓶计算浓度加水溶解定量转移铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan2、铁矿石的预处理准确称取铁矿石0.15-0.2g二份，于锥形瓶中，用少量水湿润，加20ml1:1HCl，盖上表皿，低温加热消解试样，待试样分解完全，用少量水冲洗表皿及瓶壁。怎么判断？平行试样可同时消解，但不可同时还原(1)样品消解铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan加热，趁热滴加SnCl2(10%)还原Fe3+，至溶液由棕黄色变成浅黄色，再加4滴Na2WO4和50ml水，加热，摇动下滴加TiCl3至浅蓝色，再过量2滴。用水冲洗瓶壁，快速冷却至室温。小心滴加K2Cr2O7至蓝色刚好消失(注意，一般只需2~5滴K2Cr2O7，不要过量，否则结果偏低，此消耗的K2Cr2O7不计体积)。体积不能太大？(2)还原：铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan加水稀释至150ml，加15mlH2SO4-H3PO4混合酸，再加5-6滴二苯胺磺酸钠指示剂，立即用K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液呈紫色，即为终点。计算铁矿石中全铁的含量。为什么？不能太多，能观察终点即可(3)滴定：铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan五、数据处理•1、K2Cr2O7标准溶液的配制•2、铁矿石中全铁含量的测定（MFe:55.85g/mol))(10001722722722LmolVMmCOCrKOCrKOCrK%10010006%722722KK试样mMVCFeFeOCrOCr铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan六、注意事项1、含硅酸盐试样：用盐酸溶解完全，可加HF、NaF、NH4F分解试样。磁铁矿溶解速度很慢，可加SnCl2助溶。含硫或有机物的矿样，应先在500-600℃下灼烧以除去硫或有机硫化物，再用盐酸溶解，并加少量HNO3使矿样分解完全，加HCl溶液蒸发至近干，以除去HNO3。难溶矿样，也可用碱熔：Na2O2-Na2CO3;Na2O2-NaOH在520±10℃，铂坩埚中进行。2、分解完全的试样应只剩白色SiO2残渣，否则分解不完全。3、SnCl2还原Fe3+时，溶液体积不能太大，以免Fe3+的颜色不易观察，温度应不低于60℃，否则还原反应进行的很慢，容易造成SnCl2溶液过量太多，下一步不易除去。铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan4、加TiCl3还原时，溶液温度不能太低，否则因反应速度慢会导致TiCl3加入过量。5、二苯胺磺酸钠指示剂与K2Cr2O7标准溶液反应，消耗一定的K2Cr2O7标准溶液，造成使结果偏高，因此二苯胺磺酸钠指示剂不能加得太多，以看清终点为宜，一般5-6滴。6、在H2SO4-H3PO4混合酸中，Fe2+很容易被氧化，因此应立即开始滴定，以免结果偏低。矿石采集铁矿石中全铁的测定(无汞法)ruanshangquan2014/4/7