常州大学（江苏工业学院）：水泥生料中氧化钙含量的测定

0;柔求学院 AHA JIANGSU POLYTECHNIC UNIVERSITY 水泥生料中氧化钙含量的测定 材料科学与工程学院 方必军

水泥生料中氧化钙含量的测定 材料科学与工程学院 方必军

实验目的 ●实验原理 ●测定方法 ●数据记录 ●注意事项 思考题

⚫ 实验目的 ⚫ 实验原理 ⚫ 测定方法 ⚫ 数据记录 ⚫ 注意事项 ⚫ 思考题

实验目的 ●掌握水泥生料中氧化钙含量的测定方法。 学习用EDTA配位滴定法测定水泥生料中 氧化钙含量的操作过程。 了解影响氧化钙含量测定的因素及干扰 消除方法

⚫ 掌握水泥生料中氧化钙含量的测定方法。 ⚫ 学习用EDTA配位滴定法测定水泥生料中 氧化钙含量的操作过程。 ⚫ 了解影响氧化钙含量测定的因素及干扰 消除方法。 实验目的

实验原理1 ●钙的络合滴定需要在碱性条件下进行 钙离子与酸性铬蓝K指示剂络合生成红色络合物, 该有色络合物不如EDTA与钙离子形成的无色络合 物稳定。 用EDTA标准溶液进行滴定:酸性铬蓝K络合的钙 离子逐步被EDIA夺取,当钙离子全部被EDTA络 合后,指示剂游离出来呈现蓝色,表示滴定达到 终点。 Ca-酸性铬蓝K(红色)+EDTA→>Ca-EDTA+酸性铬 蓝K(蓝色)

⚫ 钙的络合滴定需要在碱性条件下进行。 ⚫ 钙离子与酸性铬蓝K指示剂络合生成红色络合物， 该有色络合物不如EDTA与钙离子形成的无色络合 物稳定。 ⚫ 用EDTA标准溶液进行滴定：酸性铬蓝K络合的钙 离子逐步被EDTA夺取，当钙离子全部被EDTA络 合后，指示剂游离出来呈现蓝色，表示滴定达到 终点。 Ca-酸性铬蓝K（红色）+EDTA → Ca-EDTA+酸性铬 蓝K（蓝色） 实验原理1

实验原理2 水泥生料的溶解 酸溶解:水泥生料中的钙、铁、镁和部分铝元素转 化为水溶性离子,硅元素以胶态形式析出 °影响水泥生料中氧化钙含量测定的因素 胶状的硅酸强烈吸附金属离子和有机指示剂,影响 测定结果 铁离子与EDTA形成非常稳定的螯合物,干扰测定。 铝离子与EDTA形成螯合物的反应缓慢,但是形成 的螯合物的稳定常数远远大于Ca-EDTA的稳定常数, 干扰测定

⚫ 水泥生料的溶解 – 酸溶解：水泥生料中的钙、铁、镁和部分铝元素转 化为水溶性离子，硅元素以胶态形式析出。 ⚫ 影响水泥生料中氧化钙含量测定的因素 – 胶状的硅酸强烈吸附金属离子和有机指示剂，影响 测定结果。 – 铁离子与EDTA形成非常稳定的螯合物，干扰测定。 – 铝离子与EDTA形成螯合物的反应缓慢，但是形成 的螯合物的稳定常数远远大于Ca-EDTA的稳定常数， 干扰测定。 实验原理2

实验原理3 ●干扰的消除 水泥样品用盐酸溶解,加入适量的氨水调节pH值,使硅 铝、铁等元素形成氢氧化物沉淀。 若铝、铁的含量不髙,可以用三乙醇胺将其掩蔽。 若镁的含量很高,可以加入聚乙烯醇,然后调节pH值。 过滤除去沉淀,反复洗涤沉淀5次以上,合并滤液和洗 涤液,分析其中的钙含量。 mpbe+HCl→Ca2+Fe+Mg2+AP(pam)+H2SO3+… Fe2+3NH3H1O→Fe(O)↓+3NH AP2+3NH3H3O→A1OH)2↓+3NH

实验原理3 ⚫ 干扰的消除 – 水泥样品用盐酸溶解，加入适量的氨水调节pH值，使硅、 铝、铁等元素形成氢氧化物沉淀。 – 若铝、铁的含量不高，可以用三乙醇胺将其掩蔽。 – 若镁的含量很高，可以加入聚乙烯醇，然后调节pH值。 – 过滤除去沉淀，反复洗涤沉淀5次以上，合并滤液和洗 涤液，分析其中的钙含量。 ( ) ( ) ( ) + + + + + + + + +  →  + +  →  + + → + + + + + 3 2 3 4 3 3 2 3 4 3 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3 Al NH H O Al OH NH Fe NH H O Fe OH NH sample HCl Ca Fe Mg Al part H SiO 

测定方法1 ●试剂 盐酸(1:1,1:4);1%甲基红;氨水(1:1);三乙醇 胺(1:1);酸性铬蓝K指示剂(1:100NaCI) 0.02000 MOVL EDTA标准溶液 氧化钙质量分数的计算 Caoo CXV rs 100 C:EDTA标准溶液的浓度;V:滴定时消耗的EDTA标 准溶液的体积;Mcao:氧化钙的摩尔质量;W:水泥生 料的质量

⚫ 试剂 – 盐酸（1:1，1:4）；1%甲基红；氨水（1:1）；三乙醇 胺 （ 1:1 ） ； 酸 性 铬 蓝 K 指示剂 （ 1:100 NaCl ） ； 0.02000mol/L EDTA标准溶液 ⚫ 氧化钙质量分数的计算 C：EDTA标准溶液的浓度；V：滴定时消耗的EDTA标 准溶液的体积；MCaO：氧化钙的摩尔质量；W：水泥生 料的质量 测定方法1 5 % 100% C V MCaO CaO W    = 

测定方法2 实验步骤 准确称取0.2g水泥生料,置于100ml烧杯中,加入少量蒸 馏水,摇匀后加入10ml1:4盐酸,加热微沸10min(可加 入2ml1:1盐酸提高反应速度) 取下烧杯,加入10m蒸馏水、2滴1%甲基红指示剂,滴 加1:1氨水调节pH值,至溶液显黄色(生成氢氧化物沉 淀)。 过滤,滤液盛入100m容量瓶中,用热蒸馏水洗涤沉淀 5-6次,合并滤液和洗涤液,定容。 用20ml移液管移取试液置于250m锥形瓶中,加入1:1盐 酸3-5滴,摇匀后加入1:1三乙醇胺6ml,摇匀后加入1:1 氨水3-4ml 加入适量的酸性铬蓝K指示剂(溶液红色),用 002000 molL EDTA标准溶液滴定至蓝色终点

⚫ 实验步骤 – 准确称取0.2g水泥生料，置于100ml烧杯中，加入少量蒸 馏水，摇匀后加入10ml 1:4盐酸，加热微沸10min（可加 入2ml 1:1盐酸提高反应速度）。 – 取下烧杯，加入10ml蒸馏水、2滴1%甲基红指示剂，滴 加1:1氨水调节pH值，至溶液显黄色（生成氢氧化物沉 淀）。 – 过滤，滤液盛入100ml容量瓶中，用热蒸馏水洗涤沉淀 5-6次，合并滤液和洗涤液，定容。 – 用20ml移液管移取试液置于250ml锥形瓶中，加入1:1盐 酸3-5滴，摇匀后加入1:1三乙醇胺6ml，摇匀后加入1:1 氨水3-4ml。 – 加 入 适 量 的 酸 性 铬 蓝 K 指示剂 （ 溶液红色 ） ， 用 0.02000mol/L EDTA标准溶液滴定至蓝色终点。 测定方法2

数据记录 编号 水泥质量 EDTA 起始读数 终点读数 EDTA Cao% 平均CaO% 相对平均偏差

数据记录 编 号 1 2 3 水泥质量 CEDTA 起始读数 终点读数 VEDTA CaO% 平均CaO% 相对平均偏差

注意事项和思考题 ●注意事项 水泥生料用酸溶解的过程中不能结块,不能溅出。 洗涤沉淀的方法:少量多次(热蒸馏水),并使滤 液和洗涤液的总量不超过100ml 当水泥生料中镁的含量较高时,可以考虑更换指示 剂,以减少氢氧化镁沉淀对指示剂的吸附,影响终 点变色。 ●思考题 如何消除水泥生料中氧化钙含量测定的过程中铁 铝对测定结果的干扰? 滴定前加入盐酸,再加入三乙醇胺的作用是什么?

⚫ 注意事项 – 水泥生料用酸溶解的过程中不能结块，不能溅出。 – 洗涤沉淀的方法：少量多次（热蒸馏水），并使滤 液和洗涤液的总量不超过100ml。 – 当水泥生料中镁的含量较高时，可以考虑更换指示 剂，以减少氢氧化镁沉淀对指示剂的吸附，影响终 点变色。 ⚫ 思考题 – 如何消除水泥生料中氧化钙含量测定的过程中铁、 铝对测定结果的干扰？ – 滴定前加入盐酸，再加入三乙醇胺的作用是什么？ 注意事项和思考题