加入TiCl3溶液, 使其少量铁均还原成Fe2+,为使反应完全,TiCl3要过量,而过量的TiCl 3溶液用微量铜离子催化溶液中溶解氧,氧化除去,该过程以指示剂靛红二磺酸钠变蓝说明TiCl3已被除尽。其反应式:
2Fe3+ + Sn2+ + 6Cl- = 2Fe2+ + SnCl62-
Fe3+ + Ti3+ + H2O = Fe2+ + TiO2+ + 2H+
二.试剂
1. SnCl2溶液10%:
10g SnCl2•2H2O固体溶于50mL浓盐酸中,用水稀释至100mL,加纯锡几粒。
2. TiCl3溶液1:1:将市售TiCl3溶液与等量盐酸(1:1) 混合。
3. CuSO4 溶液:0.2%
4. 靛红二磺酸钠指示剂:
将0.25g指示剂溶于100 mL 水中加1:1H2SO4溶液5滴。
5. 硫磷混酸1:1
将150mL浓硫酸缓缓加入700mL水中, 冷却后再加入150mL浓磷酸.
6. 浓硝酸 7. 二苯胺磺酸钠指示剂0.5% 8. HCl (浓)
三.分析步骤
1.0.02 mol/L K2Cr2O7标准溶液的配制
精确称取已在150~180度烘干2h,放在干燥器中冷却至室温的K2Cr2O7 1.4~1.5 g左用于100mL 烧杯中,加蒸馏水溶解后,移入到250mL容量瓶中,用水稀释到刻度混匀。
式中MK2Cr2O7—重铬酸钾的摩尔质量(294.18 g/mol)。
2.准确称取0.2~0.3g 试样置于250mL锥形瓶中,用少量水润湿加入浓盐酸溶液10mL,盖上表面皿,低温加热溶解后,用少量水洗表面皿及瓶壁,加热至沸,摇匀。趁热滴加10%SnCl2,至溶液由黄色变为浅黄色,继续滴加TiCl3溶液至Fe3+的黄色恰好消失,并过量2滴,将溶液流水冷却到室温,并加水70mL,加入10mL硫- 磷混酸,0.25%靛红二磺酸钠指示剂2滴,摇匀, 放置溶液由蓝色变为无色,加入0.2%CuSO4 2滴,摇匀,放置溶液变蓝,加0.5 %二苯胺磺酸钠5滴,用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色即为终点。根据滴定结果,计算铁矿石中铁的含量。
方法二.硫酸铈容量法[7]
一. 原理
试样经盐酸分解后,用硫酸铈滴定铁。适用于含有大量砷的铁矿石。
二.试剂
硫酸铈标准溶液 0.1mol/L 称取硫酸铈[Ce(SO4)2.4H2O]40.4g,置于200ml烧杯中,用1﹪硫酸溶解并稀释至1000ml,摇匀。
氢氧化铵-氯化铵溶液 2﹪ 2g氯化铵溶于100ml2﹪氢氧化铵溶液中。
氯化亚锡溶液 15﹪ 15g 氯化亚锡(SnCl2.2H2O)溶于30ml盐酸中,加水稀释至100ml.
氯化高汞溶液 5﹪ 5g氯化高汞溶于100ml水中。
硫-磷混合酸 将150ml浓硫酸缓缓倒入700ml水中,冷却后加入150ml磷酸,搅匀。
二苯胺磺酸钠溶液 1﹪
三。分析步骤
准确称取0.3g试样置于250ml锥形瓶中,用水湿润,加入浓盐酸20ml,盖上表面皿,置电热板上加热40分钟,取下趁热滴加15﹪氯化亚锡溶液10ml.放置片刻,加硫-磷混合酸15ml,用水稀释至150ml,加 0.1﹪二苯胺磺酸钠指示剂3滴,用硫酸铈标准溶液滴至呈紫色为终点。记录消耗硫酸铈标准溶液的体积。
﹪TFe=
T---硫酸铈标准溶液对铁的滴定度(g/ml);
v---滴定消耗硫酸铈标准溶液体积(ml);
m---试样重量(g).
方法三.紫外分光光度法[8]
一.原理
采用紫外分光光度法测定,测定波长510nm。 铁在1.20~2.80ug/ml范围内与吸光度呈良好的线性关系,回归方程:A=0.200902C+3.53×10 ,R=0.9999。建立的方法简单易行,快速准确,适于铁矿的分析[9].
二.仪器与试剂:
Labtech Bluestar紫外分光分光度计;ED36 电热消解仪;硫酸亚铁铵(A.R);
醋酸钠(A.R);醋酸(A.R);盐酸(A.R);硝酸(A.R);邻菲啰啉(A.R);铁矿样品由客户提供;水(Millipore 自制超纯水)。
三.试液的制备
铁标准溶液(200ug/ml)的制备 称取 0.7022g 硫酸亚铁铵置 500ml 容量瓶
中,加入0.1mol/L的1盐酸100ml 溶解,以超纯水稀释至刻度。
0.1mol/L醋酸-醋酸钠缓冲溶液
0.1%邻菲啰啉溶液 临用时配制,先用少许乙醇溶解,再用去离子水稀释
10%盐酸羟胺水溶液 临用时配制。
四.分析步骤
1、校正曲线的绘制
准确吸取 200ug/ml 铁标液 0.0、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4ml 加入到 100ml
容量瓶中,再分别加入 3ml10%盐酸羟胺水溶液、5ml0.1mol/L 醋酸-醋酸钠缓
冲溶液及5ml0.1%邻菲啰啉溶液,用超纯水稀释至刻度,在510nm波长下测量
上述各个标准溶液的吸光度,绘制校正曲线,A=0.200902C+3.53×10 ,R=0.9999。
2. 样品的制备
准确称取 0.1000g铁矿五份分别于玻璃消解管中,加入 6mlHCL6mlHCL,置电热消解仪上,于100℃消解10min,再加入2mlHNO3,于145℃消解10min,打开消解瓶盖,继续消解至溶液近干,冷却,用去离子水溶解,洗涤杯壁合并于 200ml容量瓶中,取瓶中,取1ml于100ml容量瓶中再分别加入3ml10%盐酸羟胺水溶液、5ml0.1mol/L醋酸-醋酸钠缓冲溶液及5ml0.1%邻菲啰啉溶液,用去离子水稀释至刻度,在510nm波长下测量吸光度。
3.2.2 Ti的测定
方法一.过氧化氢分光光度法[10]
一. 原理
在0.75~1.5mol/L硫酸溶液中,钛(Ⅳ)与过氧化氢作用生成黄色络合物,借以光度(比色)测定钛。
铁的干扰虽可以加入磷酸掩蔽。由于铁矿石中铁量很高,颜色虽被掩蔽,但是仍然吸光,铁的影响不能完全消除。为此,可以在标准系列中加入与试样溶
液相当量的铁,或用不加过氧化氢的溶液作参比,以消除其影响。
二.试剂
二氧化钛标准溶液 1ml含100ug二氧化钛
三.分析步骤
标准曲线的绘制:分别吸取0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0ml二氧化钛标准溶液,分别置于100ml容量瓶中,用水稀释至50ml左右,加1:1磷酸4ml和1:1硫酸10ml,摇匀,冷却。加3﹪过氧化氢4ml,用水稀释至刻度,摇匀。用蓝色滤光片或在波长420nm处测量吸光度,绘制标准曲线。
吸取系统分析溶液25ml(视二氧化钛含量可另定)于100ml容量瓶中,用水稀释至50ml左右,加入1:1磷酸4ml(如铁的颜色未褪尽,可适当多加1-2ml,但在标准系列中必须同时多加),加入1:1硫酸10ml,摇匀,冷却。加入3﹪过氧化氢4ml,用水稀释至刻度,摇匀,同标准曲线绘制手续测量吸光度,从标准曲线中计算钛含量。