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单击此处编辑母版标题样式,特别申明:本电子教案中所有素材的版权归原创作者国防科技大学潘存云教授所有。购买方有权复制多份光盘用于本单位的教学。但不得提供给第三方。未经作者同意,也不得在公开出版物中引用其中的素材,违者应承担相应的法律责任。作者:潘存云 教授,2004,年,2,月,第二级,第三级,第四级,第五级,长沙航空职院专用 作者:潘存云教授,*,实验十一,铝合金中铝含量的测定,一、实验目的,1.,掌握置换滴定法测定,Al,的原理和方法;,2.,掌握铝合金的溶样方法。,1.,能否采用,EDTA,直接滴定方法测定铝,?,说明其原因,。,Al,3+,,,lg K=16.3,足够稳定,但由于,(,1,),Al,3+,与,EDTA,的络合反应缓慢;,(,2,),Al,3+,对二甲酚橙有封闭作用,缺乏合,适的指示剂;,(,3,),Al,3+,易水解生成多核羟基化合物,;,故,Al,3+,不能用,EDTA,进行直接滴定。,解答,1,:,一般,,测定简单试样中的,Al,3+,用返滴定法;测定复杂试样中的,Al,3+,用,置换滴定法。,2.,为什么测定简单试样中的,Al,3+,用返滴定法即可,而测定复杂试样中的,Al3+,则须采用置换滴定法?,Al,3+,AlY,Y(,剩,),AlY,ZnY,pH=3.5,Y,过,加热,pH5,6,冷却,XO,Zn,2+,黄,红,Y(,剩,),AlY,返滴定法测铝实验方案,解答,2,:,试样简单时,所含金属离子种类单一,控制适当的条件,加入一定过量的,EDTA,时只有,Al,3+,形成络离子,滴定过量的,EDTA,能准确求得,Al,3+,的含量。,解答,2,:,其中金属离子的种类多,在一定的条件下,加入的,EDTA,可能不只是和,Al,3+,反应,还要和其它离子反应,所以就不能用剩余的,EDTA,直接计算,Al,3+,的含量。,试样复杂时,,,此情况下,如加入一种选择性的置换试剂,置换出与,Al,3+,络合的,EDTA,,再用,M,标准溶液滴定其释放出的,EDTA,量,可测定复杂试样中的,Al,3+,。称为置换滴定法。,置换出,EDTA,测铝实验设计,Al,3+,M,n+,pH,3.5,过量,EDTA,AlY,MY,Y,过量,+,ZnY,NH,4,F,AlF,6,3-,MY,+,Y,ZnY,pH 56,pH 56,XO,黄,红,+,Zn,2+,Zn,2+,XO,黄,红,甲基橙,二甲酚橙指示剂的特点和使用范围?,3,.,二甲酚橙,(,Xylenol Orange,,,XO,),3,3,-,双,N,N,-,二,(,羧甲基,),氨甲基,-,邻,-,甲酚磺酞,H,6,In,H,2,In,In,HIn,H,3,In,H,5,In,H,4,In,黄,黄,黄,黄,红,红,红,-1.2,2.6,3.2,6.3,10.4,12.3,络合物,(,MIn,),颜色为,紫红色。,所以,,二甲酚橙,在,pH6,时使用,解答,:,用置换滴定法或返滴定法测定试样中的,Al,3+,时,所加入过量,EDTA,溶液的浓度是否必须准确?为什么?,4,返滴定法物质量的计算:,加入的,EDTA,溶液的浓度必须准确。,解答,4,:,置换滴定法测定,Al,3+,的含量中,最后是用,Zn,2+,标准溶液的体积和浓度计算试样中,Al,3+,的含量,即:,解答,4,:,所以使用的,EDTA,溶液的量不须知道。,5,如何将铝合金试样制备成待分析试液?,Al,合金的溶解和试液的制备,Al,AlO,-,2,Al,3+,M,n+,水浴加热,1:1HCL,滴加、搅,(含杂质),塑料烧杯,200gL,-1,NaOH,进入溶液,待测形式,解答,5,:,二、实验原理,铝合金中含有:,Si,,,Mg,,,Cu,,,Mn,,,Fe,,,Zn,,个别还含有,Ti,,,Ni,等,返滴,定测定铝含量时,所有能与,EDTA,形成,稳定络合物的离子都产生干扰,缺乏选,择性。故采用置换滴定法。,向待测液中加入,0.02 mol,L,-1,EDTA,以甲基橙为指示剂,用,(1+1),氨水和,3 mol,L,-1,HCl,调节溶液,pH,值,3.5,,,加热煮沸,5min,,,反应完成后,将反应液冷却,加入,六次甲基四,胺溶液,加入二甲酚橙(,XO,)指示剂,调,pH,值为,5,6,,,以,Zn,2+,盐溶液滴定过量的,EDTA,,,加入,200g,L,-1,NH,4,F,溶液,加热煮沸,使,AlY,-,+6F,-,+2H,+,=AlF,6,3-,+H,2,Y,2-,置换出相等量的,EDTA,。,Al,3+,+H,2,Y,2-,Al Y,-,+2H,+,Zn,2+,+H,2,Y,2-,ZnY,2-,+2H,+,调节溶液的,pH,值为,5,6,,以二甲酚橙为指示剂,用,Zn,2+,盐标准溶液,滴定。,Zn,2+,+H,2,Y,2-,ZnY,2-,+2H,+,合金试样中的,Al,含量为,请解释,本实验中各步骤的意义,7,.,实验步骤,准确称取,0.1g,左右铝合金,于,100mL,塑料烧杯,中,,加入,10mL,200gL,-1,NaOH,溶液,在,水浴中加热,溶解,待样品,大部分溶解,(,有少许黑渣为碱不溶物,),,,滴加,6molL,-1,HCl,待全部,絮状沉淀溶解,再多加,10mL,,,少许黑渣溶,解后,,将上述溶液定量转至,250mL,容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。,1.,样品的预处理,2.,配制,250mL0.02mol,L,-1,Zn,2+,标准溶液,准确称取,0.40gZnO,于,小烧杯中,,,用少量水润湿,,然后,逐滴加入(,1+1,),HCl,溶液至其完全溶解,。将溶液定量转移至,250mL,容量瓶中定容,摇匀。,3.,铝含量的测定,移取铝合金试液,25.00mL,于,250mL,锥形,瓶中,加入,0.02 mol,L,-1,EDTA,溶液,30-35mL,,,加入甲基橙,1,滴,,此时溶液,呈红色,,,滴加,(1+1),氨水调至溶液恰好呈橙色,(pH3.5),,,如调成黄色,可用,3 mol,L,-1,HCl,调回至橙色,。将溶液放在,电炉上加热煮沸,5min,左右,冷,却至室温。,加入,六次甲基四胺溶液,20mL,,,加,2,滴二甲酚橙指示剂,,此时溶液如,呈黄色,(如呈红色?),滴加,(1+1),氨水调至溶液恰好变成红色,再滴加,3 mol,L,-1,HCl,溶液,使溶液恰呈黄色。用,0.01mol,L,-1,Zn,2+,盐标准溶液滴定溶液由,亮黄色变为紫红色,即为终点,(,不计滴定的体积,),。,加入,200g,L,-1,NH,4,F,溶液,10mL,,将溶液加,热至微沸,,,流水冷却,。再补加二酚橙指示剂,1,滴,滴加,(1+1),氨水调至溶液,恰好变成红,色,,再用,3 mol,L-1 HCl,调节溶液呈,亮黄色,后,用锌标准溶液滴定至溶液由,黄色变为红,色,即为终点,。根据消耗的锌盐溶液体积,,计算,Al,的质量分数。,用,NH,4,F,溶液能否定量置换与,Al,络合的,EDTA?,8,设滴定,pH=5.5,,,F(H),=1+,1,H,+,=1+10,3.18,10,-5.5,=1,F,-,sp,故,:F,-,游,=,=0.22mol/L,F(H),(4),Al(F),=1+,1,F+,2,F,2,+.+,6,F,6,=10,16.30,解答,8,:,实验能否成功的关键,:,1.,最初加入的,EDTA,溶液一定要过量!,2.,严格按方案顺序加入各种试剂;,3.,调节溶液,pH,值的操作要细心,不可多次反复调节。,
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