水泥中 三氧化硫含量的測定

1、實驗十一實驗十一 水泥中三氧化硫水泥中三氧化硫 含量的測定含量的測定 1、了解晶形沉淀的沉淀條件、原理和沉淀方法。、了解晶形沉淀的沉淀條件、原理和沉淀方法。2、掌握沉淀的過濾、洗滌和灼燒的操作技術(shù)。、掌握沉淀的過濾、洗滌和灼燒的操作技術(shù)。3、掌握利用變換因數(shù)進行重量分析結(jié)果的計算。、掌握利用變換因數(shù)進行重量分析結(jié)果的計算。一、實驗目的一、實驗目的二、實驗原理二、實驗原理重量法的分析過程重量法的分析過程被測物被測物試液試液沉淀形式沉淀形式稱量形式稱量形式稱量稱量計算計算溶解溶解陳化陳化 過濾、洗滌過濾、洗滌烘干、灼燒烘干、灼燒沉淀溶解度小沉淀溶解度小純凈純凈易過濾、洗滌易過濾、洗滌有固定組成有固

2、定組成化學性質(zhì)穩(wěn)定化學性質(zhì)穩(wěn)定有較大摩爾質(zhì)量有較大摩爾質(zhì)量沉淀劑沉淀劑ssBaSOsosommmMMm343.0433HClSO42-Fe3+、Al3+Ca2+、Mg2+PO43-BaSO4BaSO40.25 molL-1 HCl BaCl23so水泥水泥試樣試樣過濾、洗滌過濾、洗滌灼燒、灼燒、800oC試樣SO42- BaSO4BaSO4恒量 (沉淀形式) (稱量形式) (沉淀形式) (稱量形式)恒量 1、溶解水泥試樣、除去酸不溶物、溶解水泥試樣、除去酸不溶物 水泥試樣中含有水泥試樣中含有SiO2，用鹽酸溶樣時，用鹽酸溶樣時，SiO2可能部分可能部分形成硅酸凝膠析出，影響測定。因此水泥試樣溶

3、解后，用形成硅酸凝膠析出，影響測定。因此水泥試樣溶解后，用中速濾紙過濾除去酸不溶物。中速濾紙過濾除去酸不溶物。 在該酸度下，可以防止生成在該酸度下，可以防止生成BaCO3, Ba3(PO4)2等沉淀；防止等沉淀；防止Ba(OH)2的共沉淀；的共沉淀； 在該酸度下，可以增加在該酸度下，可以增加BaSO4的溶解度，以降低相對過飽和的溶解度，以降低相對過飽和度，利于生成大顆粒沉淀；度，利于生成大顆粒沉淀； 在該酸度下，可以在不分離鐵、鋁的情況下直接進行沉淀；在該酸度下，可以在不分離鐵、鋁的情況下直接進行沉淀；同時克服了因同時克服了因大量大量Ca2+存在而產(chǎn)生的共沉淀現(xiàn)象。存在而產(chǎn)生的共沉淀現(xiàn)象。2、

4、調(diào)整體積，控制溶液酸度在、調(diào)整體積，控制溶液酸度在0.250.3 molL-1稀稀 熱熱 攪拌攪拌 滴加滴加 陳化陳化 冷濾，洗滌冷濾，洗滌 防局部過濃防局部過濃 使晶形完整、純凈使晶形完整、純凈 (稀、熱、攪、慢、陳稀、熱、攪、慢、陳)u 滿足晶形沉淀滿足晶形沉淀(BaSO4)沉淀條件沉淀條件不揮發(fā)性沉淀劑，只允許過量不揮發(fā)性沉淀劑，只允許過量2030%。同離子效同離子效應應若為揮發(fā)性沉淀劑，允許過量若為揮發(fā)性沉淀劑，允許過量50100%。u 沉淀劑過量沉淀劑過量, , 減小溶解度減小溶解度3、保證、保證BaSO4沉淀完全、純凈沉淀完全、純凈Ba SO4SO4BaBaSO4SO4BaBaSO

5、4BaSO4SO4BaSO4Ba2222222222222222+-+-+-+-+-+-+BaBaClCl-22+ 晶 體 表面 雙電層 BaSO4晶體表面吸附示意圖晶體表面吸附示意圖 沉淀對雜質(zhì)離子的吸沉淀對雜質(zhì)離子的吸附遵循吸附規(guī)律：附遵循吸附規(guī)律： 第一吸附層的第一吸附層的選擇規(guī)律是構(gòu)晶離子選擇規(guī)律是構(gòu)晶離子優(yōu)先被吸附。其次是優(yōu)先被吸附。其次是和構(gòu)晶離子大小相近、和構(gòu)晶離子大小相近、電荷相同的離子易被電荷相同的離子易被吸附。吸附。 第二吸附層的第二吸附層的選擇規(guī)律是離子所帶選擇規(guī)律是離子所帶的電荷越高越易被吸的電荷越高越易被吸附。另外與構(gòu)晶離子附。另外與構(gòu)晶離子形成溶解度或離解度形成溶解

6、度或離解度較小的化合物的離子較小的化合物的離子易被吸附。易被吸附。u 洗滌沉淀至無氯根洗滌沉淀至無氯根u 洗滌沉淀至無氯根？洗滌沉淀至無氯根？ BaSO4) Ba2+ ) Cl- 沉淀沉淀 擴散層擴散層 吸附層吸附層 吸附物質(zhì)：吸附物質(zhì)：BaCl2 現(xiàn)現(xiàn) 象：象： Cl- 繼續(xù)吸附溶液中的雜質(zhì)陽離子如繼續(xù)吸附溶液中的雜質(zhì)陽離子如 Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等。等。 通常采用溫水洗滌沉淀，當沉淀表面的通常采用溫水洗滌沉淀，當沉淀表面的Cl-離子洗滌干凈后，結(jié)果？離子洗滌干凈后，結(jié)果？ 先將濾紙充分灰化，再將沉淀灼燒。先將濾紙充分灰化，再將沉淀灼燒。若有未燃盡的炭粒存在，灼燒時若有未燃

7、盡的炭粒存在，灼燒時BaSO4可能被部分還原為可能被部分還原為BaS，使結(jié)果偏低。，使結(jié)果偏低。BaSO4 +2C = BaS + 2CO2 灼燒灼燒BaSO4的溫度控制在的溫度控制在800850oC。若溫度過高，若溫度過高，BaSO4將分解，使結(jié)果偏低。將分解，使結(jié)果偏低。BaSO4 = BaO + SO34、灼燒、灼燒BaSO4的條件控制的條件控制三、儀器與試劑三、儀器與試劑100 gL-1BaCl2、(1+1) HCl、AgNO3、水泥、水泥高溫爐、分析天平、漏斗、漏斗架、瓷坩堝、高溫爐、分析天平、漏斗、漏斗架、瓷坩堝、坩堝鉗、定量濾紙坩堝鉗、定量濾紙四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容0.5g試樣

8、試樣300mL燒杯燒杯3040mL水水100mL鹽酸鹽酸(1+1)，蓋上表面皿蓋上表面皿玻璃棒壓碎塊狀物玻璃棒壓碎塊狀物緩慢加熱至水泥分解完全緩慢加熱至水泥分解完全溶液加熱微沸溶液加熱微沸5min中速中速濾紙過濾濾紙過濾熱水洗滌熱水洗滌1012次次調(diào)整濾液體積至調(diào)整濾液體積至200mL煮沸煮沸煮沸數(shù)分鐘煮沸數(shù)分鐘移至溫熱處靜置移至溫熱處靜置4h或過夜或過夜攪拌下攪拌下滴加滴加10mL熱的熱的100gL-1 BaCl2蓋上表面皿蓋上表面皿此時溶液的體積應保持使此時溶液的體積應保持使200mL 慢速慢速濾紙過濾濾紙過濾溫水洗滌溫水洗滌至無至無Cl-10 gL-1 AgNO3檢驗檢驗沉淀和濾紙沉淀和

9、濾紙已灼燒恒重的瓷坩堝已灼燒恒重的瓷坩堝轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入灰化灰化馬弗爐中灼燒馬弗爐中灼燒40 min冷卻至室溫冷卻至室溫稱量稱量反復灼燒、冷卻稱量至恒量反復灼燒、冷卻稱量至恒量電爐電爐取出坩堝取出坩堝于干燥器中冷卻于干燥器中冷卻計算計算SO3含量含量注意事項注意事項 坩堝的冷卻過程在干燥器中進行。坩堝的冷卻過程在干燥器中進行。 將坩堝從將坩堝從800oC馬弗爐中取出，紅熱稍退，立馬弗爐中取出，紅熱稍退，立即轉(zhuǎn)入干燥器，開始計時，期間間歇打開干燥即轉(zhuǎn)入干燥器，開始計時，期間間歇打開干燥器蓋。器蓋。冷卻冷卻20分鐘分鐘，稱量。，稱量。 空坩堝以及帶有沉淀的坩堝盡量在馬弗爐的空坩堝以及帶有沉淀的坩堝盡量在馬

10、弗爐的同一位置灼燒。同一位置灼燒。 干燥器的安全使用。干燥器的安全使用。 每人一份，記住自己的坩堝編號，水泥編號。每人一份，記住自己的坩堝編號，水泥編號。1、沉淀完畢后，為什么要保溫放置一段時間后才進行、沉淀完畢后，為什么要保溫放置一段時間后才進行過濾過濾? 2、綜述硫酸鋇晶形沉淀的沉淀條件綜述硫酸鋇晶形沉淀的沉淀條件? 3、洗滌至無、洗滌至無Cl-離子的目的和檢查離子的目的和檢查Cl-離子的方法如何離子的方法如何? 4、為什么要控制在一定酸度的鹽酸介質(zhì)中進行沉淀、為什么要控制在一定酸度的鹽酸介質(zhì)中進行沉淀? 5、用傾瀉法過濾有什么優(yōu)點、用傾瀉法過濾有什么優(yōu)點? 6、洗滌沉淀時，采用的洗滌原則

11、是什么、洗滌沉淀時，采用的洗滌原則是什么?五、思考與作業(yè)五、思考與作業(yè)7、重量分析中使用的濾紙叫什么名字、重量分析中使用的濾紙叫什么名字? 按其過濾速按其過濾速度的快慢分為哪幾種度的快慢分為哪幾種?其灼燒后是否影響稱量物的質(zhì)其灼燒后是否影響稱量物的質(zhì)量量?過濾時濾紙采用什么方法進行折疊過濾時濾紙采用什么方法進行折疊?8、使用干燥器時，應如何搬放、使用干燥器時，應如何搬放?9、重量法測定三氧化硫時，硫酸鋇沉淀表面的吸附、重量法測定三氧化硫時，硫酸鋇沉淀表面的吸附層有什么物質(zhì)構(gòu)成層有什么物質(zhì)構(gòu)成?10、什么叫恒量、什么叫恒量? 才能把灼燒后的沉淀稱準才能把灼燒后的沉淀稱準?11水泥三氧化硫的計算式

12、中如何獲得換算系數(shù)水泥三氧化硫的計算式中如何獲得換算系數(shù)0.343 ？為什么保留三位有效數(shù)字？為什么保留三位有效數(shù)字？ 當測定三氧化硫的含量在當測定三氧化硫的含量在10%以上時，是否還用以上時，是否還用0.343 ？12 的名稱及所代表的意義是什么？還可以表示成的名稱及所代表的意義是什么？還可以表示成什么形式？什么形式？3SO重量分析法的基本操作重量分析法的基本操作1 沉淀的過濾沉淀的過濾2 沉淀的洗滌沉淀的洗滌3 沉淀的灰化沉淀的灰化4 沉淀的灼燒與恒量沉淀的灼燒與恒量 1 沉淀的過濾沉淀的過濾漏斗規(guī)格漏斗規(guī)格濾紙折疊的方法濾紙折疊的方法-四折法四折法 定量濾紙定量濾紙定性濾紙定性濾紙快速濾

13、紙快速濾紙中速濾紙中速濾紙慢速濾紙慢速濾紙過濾一般分三個階段進行：過濾一般分三個階段進行：第一階段：第一階段：傾瀉法過濾傾瀉法過濾， 轉(zhuǎn)移上層清液。轉(zhuǎn)移上層清液。第二階段：初步第二階段：初步洗滌洗滌，轉(zhuǎn)移沉淀轉(zhuǎn)移沉淀至漏斗上。至漏斗上。第三階段：清洗燒杯和洗滌漏斗上的沉淀。第三階段：清洗燒杯和洗滌漏斗上的沉淀。 采用傾瀉法是采用傾瀉法是為了避免沉淀堵塞為了避免沉淀堵塞濾紙上的空隙濾紙上的空隙，影，影響過濾速度。響過濾速度。 傾瀉法過濾傾瀉法過濾 燒杯放置方法燒杯放置方法 傾瀉法傾瀉法過濾過濾 過濾操作要點：一貼過濾操作要點：一貼二低三靠二低三靠 保持水柱保持水柱燒杯勿攪動！燒杯勿攪動！沉淀洗滌

14、液的選擇原則：沉淀洗滌液的選擇原則： 減少沉淀溶解損失；減少沉淀溶解損失； 避免形成膠體。避免形成膠體。溶解度小且不易膠溶的沉淀溶解度小且不易膠溶的沉淀去離子水去離子水溶解度大的晶型沉淀溶解度大的晶型沉淀沉淀劑的稀溶液沉淀劑的稀溶液電解質(zhì)稀溶液電解質(zhì)稀溶液無定形沉淀無定形沉淀沉淀性質(zhì)沉淀性質(zhì)洗滌液種類洗滌液種類BaSO4 ? 先初步洗滌沉淀先初步洗滌沉淀3-4次，次，傾瀉法轉(zhuǎn)移傾瀉法轉(zhuǎn)移 最后的少量沉淀吹洗最后的少量沉淀吹洗轉(zhuǎn)移或用淀帚及濾紙轉(zhuǎn)移或用淀帚及濾紙角擦拭角擦拭( (如圖所示如圖所示) )吹洗沉淀的方法和沉淀帚吹洗沉淀的方法和沉淀帚 沉淀的轉(zhuǎn)移沉淀的轉(zhuǎn)移 2 沉淀的洗滌沉淀的洗滌 “

15、少量多次少量多次”原則原則 洗滌沉淀時要少量多次，即洗滌沉淀時要少量多次，即每次螺旋形往下洗滌時，用洗每次螺旋形往下洗滌時，用洗滌劑量要少，便于盡快瀝干，滌劑量要少，便于盡快瀝干，瀝干后，再行洗滌。如此反復瀝干后，再行洗滌。如此反復多次，直至沉淀洗凈為止。多次，直至沉淀洗凈為止。 螺旋沖洗，少量多次，前次流盡螺旋沖洗，少量多次，前次流盡沉淀的洗滌沉淀的洗滌3 沉淀的灰化沉淀的灰化沉淀的包裹沉淀的包裹 灰化是使濾紙燒成灰?；一鞘篂V紙燒成灰。 通常在電爐或煤氣燈上進行。通常在電爐或煤氣燈上進行。 用扁頭玻棒將濾紙邊用扁頭玻棒將濾紙邊挑起挑起，向中間，向中間折疊折疊，將沉淀蓋住，如圖所示。再，將沉

16、淀蓋住，如圖所示。再用玻棒輕輕用玻棒輕輕轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動濾紙包，以便擦凈濾紙包，以便擦凈漏斗內(nèi)壁可能沾有的沉淀。然后，漏斗內(nèi)壁可能沾有的沉淀。然后，將濾紙包轉(zhuǎn)移至已將濾紙包轉(zhuǎn)移至已恒量恒量的干凈坩堝的干凈坩堝中，中，蓋上坩堝蓋蓋上坩堝蓋，稍留一，稍留一空隙空隙，置，置于電爐上進行灰化至不冒白煙為止。于電爐上進行灰化至不冒白煙為止。 4 沉淀的灼燒及恒量沉淀的灼燒及恒量 空坩堝的質(zhì)量應提前知道?？折釄宓馁|(zhì)量應提前知道。 灰化后，將坩堝移入高溫爐中灰化后，將坩堝移入高溫爐中(根據(jù)沉淀性質(zhì)調(diào)節(jié)根據(jù)沉淀性質(zhì)調(diào)節(jié)適當溫度適當溫度)，其，其灼燒條件與空坩堝灼燒時相同灼燒條件與空坩堝灼燒時相同(4045min)。取

17、出，冷至室溫，稱量。然后進行第二。取出，冷至室溫，稱量。然后進行第二次、第三次灼燒、稱量，次、第三次灼燒、稱量，直至坩堝和沉淀恒量為直至坩堝和沉淀恒量為止止。一般第二次以后的灼燒，。一般第二次以后的灼燒，20 min即可。所謂即可。所謂恒量恒量，是指相鄰兩次灼燒后的稱量差值在，是指相鄰兩次灼燒后的稱量差值在0.20.4 mg之內(nèi)。之內(nèi)。 開啟干燥器的操作圖開啟干燥器的操作圖 搬動干燥器的操作搬動干燥器的操作 干燥器的操作干燥器的操作 操作步驟（文字版本）操作步驟（文字版本） 稱取約稱取約0.5g試樣，精確至試樣，精確至0.0001g，置于，置于300ml燒杯中，加入燒杯中，加入3040mL水使其分散。水使其分散。加加100mL鹽酸鹽酸(1+1)，用平頭玻璃棒壓碎塊狀，用平頭玻璃棒壓碎塊狀物。慢慢地加熱溶液，直至水泥分解完全。物。慢慢地加熱溶液，直至水泥分解完全。將溶液加熱微沸將溶液加熱微沸5min。用中速濾紙過濾。用。用中速濾紙過濾。用熱水洗滌熱水洗滌1012次。調(diào)整濾液體積至次。調(diào)整濾液體積至200mL，煮沸，在攪拌下滴加煮沸，在攪拌下滴加10mL熱的熱的100gL-1氯化氯化鋇溶液，繼續(xù)煮沸數(shù)分鐘，然后移至溫熱處鋇溶液，繼續(xù)煮沸數(shù)分鐘，然后移至溫熱處靜置靜置4h或過夜或過夜(此時溶液的體積應保持使此時溶液的體積應保持使200m