实验十铝合金中铝含量的测定
一、实验目的
1.了解铝合金的组成及特点,测定铝合金中铝的含量。
2.掌握氧化物法、络合滴定法和复合终点指示法的原理及操作方法。
3.通过实验,熟悉分析化学中常见的分析方法。
二、实验原理和步骤
1.氧化物法测定铝含量
氧化物法是一种用氨水作溶剂,把铝化合物氧化成铝酸盐或羟基铝盐,然后滴定测出
其中的铝离子的方法。
具体步骤如下:
(1) 操作前烧制铝汞合金样品。
将磨成粉末的样品装入干燥的石棉漏斗中,加入足够
的银汞溶液(每克样品需加5-6 ml银汞溶液)混合均匀后,用阀门调节速度缓慢通入稀硫酸,反应完毕,冷却取出,滤去不溶物,洗涤干净,洗涤液收集混合溶液容器中。
(2) 加热酸沉淀。
将洗涤液转移到300 ml锥形瓶中,通入氢氧化钠至中性,加入少量过氧化氢后按锥形瓶体积的1.5%加热稀硫酸至钻石形状出现,冷却备用。
(3) 中和溶液、滴定。
将200 ml容量瓶中加入25 ml5.5mol/L氨水,加去离子水定容,用溶液先清洗瓶口再析出10 ml的氢氧化钠溶液,分别向黄色瓶中加入5 ml样品溶液、零样溶液、1 ml的铝标准溶液,加入5 ml5.5 mol/L的氨水和1 ml的矾酸铵,摇匀后予少量亚甲蓝溶液,继续滴加氧化氢水直至蓝色消失,用0.1 mol/L EDTA-Na2溶液标定。
络合滴定法是一种用络合剂与铝离子形成络合物,然后滴定测定络合物中铝离子的方法。
络合滴定法适用于铝含量较少的样品。
具体步骤如下:
(1) 操作前需要烧制样品。
将磨成细粉末的样品称取0.25 g,在花岗岩锅中加入6 ml 氨水和3 ml氯化铵,加热约10 min,制成铝铵络合物,冷却后取出,加去离子水稀释至标准体积(约100 ml)备用。
(2) 标定EDTA溶液。
将空滴定管取冷却后的铝铵络合物加入到200 ml锥形瓶中,加
去离子水至标记线,由于EDTA溶液颜色变化是不明显的,因此必须加入指示剂,常用的指示剂是二甲苯橙。
然后将已配好的标定EDTA-Na2溶液(0.1mol/L)倒入滴定池中。
(3) 滴定。
将铝铵络合物倒入滴定池中,加入指示剂,再滴入标定的EDTA-Na2溶液,不断搅拌滴定至出现红色为止,则滴定结束。
记下此时用去离子水调节总体积的值,计算
滴定出的铝含量。
3.复合终点指示法测定铝含量
复合终点指示法是一种在滴定抗坏血酸钠测定铝中的方法,复合终点指示剂是一种抗坏血酸钠自身的氧化还原过程与EDTA-Na2的螯合反应间的复合终点指示剂,指示剂变色用于结束滴定。
具体步骤如下:
(1) 烧制样品。
将磨成粉末的样品称取0.1 g,溶解于10 ml的去离子水中,加入10 ml 的氢氧化钠溶液,加热至沸腾,再加入硝酸,持续加热约1 h,至完全溶解后停止,然后转移到50 ml容积瓶中,用去离子水定容,摇匀储存备用。
(2) 滴定前处理。
将准确称足的样品溶液取入滴定池中,加入约10 ml的去离子水稀释,加入精密的EDTA-Na2标准溶液,用去离子水定容至最终体积(40-50 ml)后立即加入抗坏血酸钠,平衡后再加入复合终点指示剂,进行滴定。
(3) 滴定过程中,需不断翻转滴定池,并加热滴定池以加快滴定速度。
当出现从深蓝色到浅蓝色的转变时,滴定结束。
三、实验过程和结果分析
1.样品准备
(1) 氧化物法实验操作及结果分析
实验数据记录如下表所示。
样品体积/ml 零样体积/ml 铝标准溶液体积/ml 滴定出EDTA-Na2体积/ml 滴定出铝含量/%
5 5 1 24.10 2.41
所以,经络合滴定法测定,铝含量为2.37%。
四、实验设备
1. 滴定管
2. 花岗岩锅
3. 石棉漏斗
4. 50ml锥形瓶
五、实验注意事项
1. 实验前要认真准备设备和试剂。
2. 实验过程中要注意化学品的安全使用。
3. 滴定时要注意加热以加速滴定速度。
4. 实验后要及时清洁实验器材,并安排废液的处理。