堿性耐火材料以其對堿性渣和鐵水有較強的抗侵蝕能力,廣泛應用在水泥窯、 分解爐和冶金設備上。堿性耐火制品主要成分是MgO,故MgO的檢測就顯得尤為的重要。依據GB/T5069-2007标準鎂鋁系耐火材料化學分析方法,以EDTA絡合滴定法對MgO進行測定。
鎂質耐火材料
MgO的測定分為兩個步驟,即CaO的測定及鈣鎂和量的測定。
1)氧化鈣的測定
氧化鈣的測定采用EDTA容量法。其原理是用氨水分離鐵、鋁、钛等,取部分濾液,用三乙醇胺掩蔽幹擾,加氫氧化鈉使溶液的pH值≈13,Mg2 與氫氧化鈉溶液反應生成Mg(OH)2沉澱。18℃時Mg(OH)2在水中的溶解度為0.0009g/100g,所以氫氧化鈉的加入很好的分離了Mg2 ,使得Mg2 不會對Ca2 的滴定産生幹擾影響。加入鈣指示劑後,鈣指示劑與Ca2 形成紅色絡合物Calnd ,反應式簡寫為:
随着EDTA滴入,因EDTA與Ca2 生成物的穩定性優于鈣指示劑與Ca2 的生成物,滴定EDTA溶液到達終點時,EDTA與Ca2 結合生成無色的絡合物,遊離出來的鈣指示劑顯示藍色。反應式為:
注:在分析過程中,若所測試樣中氧化鈣的含量較低,滴定過程中溶液由紅色變為藍色的滴定終點會有偏差的存在。
2)鈣鎂和量的測定
鈣鎂和量的測定采用EDTA直接滴定法,其原理是用三乙醇胺掩蔽幹擾,加氨性緩沖溶液(PH=10),以鉻黑T作為指示劑,用EDTA标準溶液滴定鈣鎂和量。
鉻作為一種金屬指示劑,可與金屬離子生成有色配合物,其顔色與遊離指示劑的顔色不同,因而能指示滴定過程中金屬離子濃度的變化情況。鉻黑T是一個三元弱酸,在水溶液中由于結合在磺酸根上的Na 全部電離,故磺酸根以陰離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電離平衡,并呈現不同的顔色。
在pH值為8~11時,少量的鉻黑T與Ca2 、Mg2 結合生成紅色配合物,絕大部分的Ca2 、Mg2 處于遊離狀态,其反應式為:
随着EDTA的滴入,遊離狀态的Ca2 、Mg2 先與EDTA生成配合物,其反應式為:
由于其生成的配合物為無色,直至遊離狀态的Ca2 、Mg2 與EDTA反應完全,溶液依然為紅色。同時由于EDTA與Ca2 、Mg2 生成的配合物的穩定性髙于Ca2 、Mg2 與鉻黑T生成的紅色配合物,所以,EDTA會奪取與鉻黑T結合的Ca2 、Mg2 ,使鉻黑T遊離出來,這時,溶液的顔色由紅色變為藍色,Ca2 、Mg2 與EDTA完全結合,到達滴定終點。
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