碱性耐火材料以其对碱性渣和铁水有较强的抗侵蚀能力,广泛应用在水泥窑、 分解炉和冶金设备上。碱性耐火制品主要成分是MgO,故MgO的检测就显得尤为的重要。依据GB/T5069-2007标准镁铝系耐火材料化学分析方法,以EDTA络合滴定法对MgO进行测定。

用edta滴定al离子的方法(EDTA滴定法测定碱性耐火材料钙镁含量的方法)(1)

镁质耐火材料

MgO的测定分为两个步骤,即CaO的测定及钙镁和量的测定。

1)氧化钙的测定

氧化钙的测定采用EDTA容量法。其原理是用氨水分离铁、铝、钛等,取部分滤液,用三乙醇胺掩蔽干扰,加氢氧化钠使溶液的pH值≈13,Mg2 与氢氧化钠溶液反应生成Mg(OH)2沉淀。18℃时Mg(OH)2在水中的溶解度为0.0009g/100g,所以氢氧化钠的加入很好的分离了Mg2 ,使得Mg2 不会对Ca2 的滴定产生干扰影响。加入钙指示剂后,钙指示剂与Ca2 形成红色络合物Calnd ,反应式简写为:

用edta滴定al离子的方法(EDTA滴定法测定碱性耐火材料钙镁含量的方法)(2)

随着EDTA滴入,因EDTA与Ca2 生成物的稳定性优于钙指示剂与Ca2 的生成物,滴定EDTA溶液到达终点时,EDTA与Ca2 结合生成无色的络合物,游离出来的钙指示剂显示蓝色。反应式为:

用edta滴定al离子的方法(EDTA滴定法测定碱性耐火材料钙镁含量的方法)(3)

注:在分析过程中,若所测试样中氧化钙的含量较低,滴定过程中溶液由红色变为蓝色的滴定终点会有偏差的存在。

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2)钙镁和量的测定

钙镁和量的测定采用EDTA直接滴定法,其原理是用三乙醇胺掩蔽干扰,加氨性缓冲溶液(PH=10),以铬黑T作为指示剂,用EDTA标准溶液滴定钙镁和量。

铬作为一种金属指示剂,可与金属离子生成有色配合物,其颜色与游离指示剂的颜色不同,因而能指示滴定过程中金属离子浓度的变化情况。铬黑T是一个三元弱酸,在水溶液中由于结合在磺酸根上的Na 全部电离,故磺酸根以阴离子的形式存在水溶液中,用H2In-表示。在溶液中,由于pH值的不同,磺酸根可以存在以下的电离平衡,并呈现不同的颜色。

用edta滴定al离子的方法(EDTA滴定法测定碱性耐火材料钙镁含量的方法)(5)

在pH值为8~11时,少量的铬黑T与Ca2 、Mg2 结合生成红色配合物,绝大部分的Ca2 、Mg2 处于游离状态,其反应式为:

用edta滴定al离子的方法(EDTA滴定法测定碱性耐火材料钙镁含量的方法)(6)

随着EDTA的滴入,游离状态的Ca2 、Mg2 先与EDTA生成配合物,其反应式为:

用edta滴定al离子的方法(EDTA滴定法测定碱性耐火材料钙镁含量的方法)(7)

由于其生成的配合物为无色,直至游离状态的Ca2 、Mg2 与EDTA反应完全,溶液依然为红色。同时由于EDTA与Ca2 、Mg2 生成的配合物的稳定性髙于Ca2 、Mg2 与铬黑T生成的红色配合物,所以,EDTA会夺取与铬黑T结合的Ca2 、Mg2 ,使铬黑T游离出来,这时,溶液的颜色由红色变为蓝色,Ca2 、Mg2 与EDTA完全结合,到达滴定终点。

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