磷酸铁锂化学分析法

范围本标准规定了磷酸铁锂中磷、铁、锂以及碳的分析方法.本标准适用于磷酸铁锂产品、半成品及磷铁矿的分析.1.0引用标准1.1GB/T601-88化学试剂滴定分析（容量分析）用标准溶液的制备;1.2GB/T4701.7-1994《磷铁的化学分析方法》;1.3GB/T3885.4-1983锂辉.锂云母精矿化学方法火焰原子吸收光度法测定锂量.2.0铁量的测定2.1方法提要在盐酸溶液中，用二氯化锡将铁（Ⅲ）还原成铁（Ⅱ），然后加入氯化高汞以氧化过量的二氯化锡，用二苯胺磺酸钠为指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定，其反应式如下：2Fe3++Sn2++6Cl-→SnCl62-+2Fe2+4Cl-+Sn2++2HgCl2→SnCl62-+Hg2Cl22Fe2++Cr2O72-+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O2.2试剂2.2.1盐酸：（1+1）;2.2.2硫酸—磷酸混酸：将150ml硫酸慢慢地加入500ml水中，冷却后加入150ml磷酸，用水稀释至1L，混匀;2.2.3二氯化锡溶液（100g/L）：称取10g氯化锡溶于10ml（1+1）盐酸中，用水稀释至100ml（若溶液浑浊则需过滤）；2.2.4二苯胺磺酸钠指示剂（0.5%）：2.2.5氯化高汞饱和溶液【C（1/6K2Cr2O7）=0.0500mol/L】溶液：称取2.4518g预先在150度烘干1h的重铬酸钾（基准试剂）于250ml烧杯中，以少量水溶解后移入1L容量瓶中，用水定容。2.3分析步骤称取0.2000g试样于250ml三角瓶中，加入10ml盐酸溶液，置于低温电炉上加热至完全溶解，取下稍冷，加入30ml水，加热至沸，趁热滴加二氯化锡溶液至黄色消失后再过量1～2滴，流水冷却至室温，加入10ml氯化高汞饱和溶液，混匀，静置2min后，用水稀释至80ml,加入20ml硫磷混酸溶液，4～5滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定，溶液由绿色转变成蓝紫色为终点。2.4计算：按下式计算铁的百分含量：Fe(%)=CxVx0.05584×100m式中：C——重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/L;V——滴定所消耗重铬酸钾标准溶液的体积，ml;m——称取试样的质量，g。0.05584系数——为铁的摩尔质量，单位为g/mol。注意事项：（1）还原必须有足量的盐酸存在，为了使三价铁全部还原为铁，以及阻止二价铁再被氧化，二氯化锡必须稍过量。（2）二氯化汞的氧化作用较慢，当加入二氯化汞后，须不断搅拌或摇动和放置2至3min，待作用完全后，方可用重铬酸钾滴定。（3）在滴定前加硫磷混酸是为了避免三价铁的黄色掩盖蓝紫色终点。（4）试样中若有碳粉则需在盐酸溶解好试样后，用滤纸过滤，用水洗涤碳粉8～10次。3.0磷量的测定3.1方法提要在硝酸介质中，磷与钼酸铵生成磷钼酸铵黄色沉淀，过滤后用氢氧化钠标准溶液溶解，以酚酞为指示剂，用硝酸标准溶液滴过量的氢氧化钠。反应式如下：H3PO4+12(NH4)2MoO4+21HNO3→(NH4)3PO4•12MoO3↓+21NH4NO3+12H2O2(NH4)3PO4•12MoO3+46NaOH→2(NH4)2HPO4+(NH4)2MoO4+23NaMoO4+22H2ONaOH+HNO3→NaNO3+H2O3.2试剂配制3.2.1硝酸钾溶液：20g/L将20g硝酸钾溶于1升煮沸过经冷却的水中，摇匀。3.2.2钼酸铵溶液：将A溶液（70g钼酸铵溶于53ml氨水和267ml水中制成）慢慢地倾入B溶液（267ml硝酸与400ml水混匀而成）中，冷却，静置过夜。3.2.3硝酸标准溶液C（HNO3）≈0.1mol/L量取7ml硝酸于1L容量瓶中，用煮沸并冷却的水定容。3.2.4氢氧化钠标准溶液C（NaOH）≈0.1mol/L称取4g氢氧化钠（优级纯）溶于煮沸并冷却的水定容至1升。标定：称取0.1000至0.2000g120度烘2h的优级纯苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)于250ml锥形瓶中，加入50ml煮沸并冷却的水，溶解水，加入2至3滴酚酞（1%）指示剂，用0.1mol/LNaOH标准溶液滴定至粉红色即为终点。C（NaOH）=m×1000V1×204.2f=C（NaOH）x1.3471000式中：m——苯二甲酸氢钾的质量，g;C（NaOH）——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L;f——与1.00ml氢氧化钠标准溶液相当的以克表示的磷的质量；204.2——苯二甲酸氢钾的摩尔质量，M(KHC8H4O4),g/mol；1.347——磷的摩尔质量，M(1/23P),g/mol。3.3分析步骤移取0.1000g试样于250ml烧杯中，以少量水润湿，加入15ml盐酸，盖上表面皿，于电热板上加热至试样完全溶解。蒸发至近干，加入5至10ml硝酸，蒸发至4至5ml，然后用少许水稀释，用中速滤纸过滤于500ml锥形瓶中，用热水洗涤烧杯3至4次，洗涤沉淀8至10次，这时应保持滤液体积100ml左右,滤液用氨水中和至有氢氧化物沉淀出现，再用硝酸中和至氢氧化物沉淀刚好消失，加入5ml过量的硝酸，一边摇动锥形瓶一边缓缓加入60至100ml钼酸铵溶液，振荡2至3min，沉淀放置4h以上。用密滤纸加入纸浆过滤，先用2%（V/V）硝酸溶液洗涤锥形瓶和沉淀2至3次，再用20g/L硝酸钾洗液将锥形瓶和沉淀均洗至中性，将沉淀和滤纸一起移入原锥形瓶中，加入30ml煮沸并冷却的水，小心摇荡锥形瓶，使滤纸碎成浆状，滴加氢氧化钠标准溶液使黄色沉淀溶解，加入5滴10g/L酚酞溶液，再加5至10ml过量氢氧化钠标准溶液，稍停片刻，再加入5至10ml过量氢氧化钠标准溶液，稍停片刻用0.1mol/L硝酸标准溶液滴至溶液，稍停片刻用0.1mol/L硝酸标准溶液回滴至溶液无色为终点，与试样分析同时进行空白试验。3.4计算以质量百分数表示的磷含量按下式计算：（P%）=（V2-V3K)fm0式中：V2——加入氢氧化钠标准溶液总体积，ml；V3——滴定过量氢氧化钠标准溶液消耗硝酸标准溶液的体积，ml;m0——称取试样量，g;K——硝酸标准溶液换算成氢氧化钠标准溶液体积的系数。K值的确定：吸取25ml硝酸溶液，加入50ml煮沸并冷却的水，加入2至3滴酚酞指示剂，用氢氧化钠溶液滴定至粉红色，即为终点。K=滴定消耗氢氧化钠标准溶液体积吸取硝酸标准溶液积注意事项：(1)用20g/L硝酸钾洗涤沉淀至中性必须检查，用试管接取20滴滤液，加1至2滴酚酞指示剂，滴入1滴氢氧化钠溶液应呈红色。(2)如试样中有钒（Ⅴ）存在，可加入少量盐酸羟胺将钒（Ⅴ）还原为钒（Ⅳ）。4.锂含量的测定4.1方法提要试样用盐酸溶解，在1%（V/V）盐酸介质中，使用空气—乙炔火焰，于原子吸收分光光度计波长670.78nm处测定锂的吸光度。4.2试剂及仪器4.2.1硝酸：浓硝酸4.2.2盐酸：1+1体积比4.2.3锂标准贮存溶液：1mg/ml，贮存于塑料瓶中。4.2.4锂标准溶液：100ug/ml;准确移取10.00毫升锂标准贮液于100ml容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。4.2.5原子吸收光谱，附锂空心阴极灯。4.3分析步骤4.3.1测定称取试样0.5000g置于250ml烧杯中，加少量水润湿试样，加入25ml盐酸（1+1），盖上表面皿，加热溶解，待试样分解后，取下稍冷，加入10ml硝酸继续加热溶解，蒸发至体积5ml左右，取下稍冷，加入20ml水，煮沸，取下冷却，移入250ml容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。移取5.00ml试液于250ml容量瓶中，加入5ml盐酸（1+1），以水稀释至刻度，摇匀，与标准溶液同时同条件下，于原子吸收光谱670.78nm处测量其吸光度，在工作曲线上查出锂的浓度。4.3.2工作曲线的绘制分别移取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00毫升锂标准溶液（100ug/ml）于一组100ml容量瓶中，加入2ml盐酸（1+1），以水稀释至刻度，摇匀。与试样同时同条件下于原子吸收光谱波长670.78nm处测量其吸光度，以锂浓度为横坐标，吸光度为纵坐标；绘制工作曲线。5.碳含量的测定5.1方法提要将LiFePO4/C复合材料用盐酸溶，C则不溶于盐酸,从而使得碳与LiFePO4分离。5.2试剂与材料5.2.1盐酸：（1+1）;5.2.2盐酸：（5+95）;5.2.34G玻璃砂芯坩埚.5.3分析步骤称取5.0000试样于250ml烧杯中，加60ml（1+1）盐酸，放在电炉上加热溶解，大约20min后，取下冷却，用已于105～110℃干燥至恒重的4G玻璃砂芯坩埚过滤，用（5+95）盐酸洗涤5次，再用蒸馏水洗涤5至10次，于105～110℃干燥至恒重。7．4分析结果计算以质量百分数表示碳含量，按下式计算。C(%)=(m1-m2)x100m式中：m1——沉淀和玻璃砂芯坩埚的质量，g;m2——玻璃砂芯坩埚的质量，g;m——试样的重量，g.备注：以上分析中未标明所用的试剂经为分析纯,水为蒸馏水。