实验1 石油产品密度的测定（韦氏天平）

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1、实验1 石油产品密度的测定（韦氏天平法）一、实验目的 熟练掌握测定密度的方法，正确使用韦氏天平。 二、测定原理韦氏天平法测定密度的基本依据是阿基米德原理。在20时，分别测量同一物体(韦氏天平中的玻璃浮锤)，在水及试样中的浮力。由于浮锤所排开的水的体积与排开的试样的体积相同，所以根据水的密度及浮锤在水及试样中的浮力即可计算出样品的密度。浮锤排开水或试样的体积：根据密度的定义，可推算出试样的密度：式中 r试样在20时的密度，g.cm-3(g.mL-1)r1浮锤浸于水分中时的浮力（骑码）读数，g；r2浮锤浸于试样中时的浮力（骑码）读数，g；r020蒸馏水的密度，r 0=0.99820g.cm-3(g

2、.mL-1)。 三、试剂、试样和仪器 试剂：乙醇、乙醚 试样：汽油或其他石油产品 仪器：韦氏天平韦氏天平1支架；2-支柱紧定螺丝；3指针；4横梁；5刀口；6骑码；7钩环；8细白金丝；9浮锤；10玻璃筒；11水平调节螺线 每台天平有两组骑码，每组有大小不同的四个骑码。与天平配套使用。最大骑码的质量等于玻璃浮锤在20水中所排开水的质量。其它骑码各为最大骑码的1/10、1/100、1/1000，四个骑码在各个位置的读数见下表：不同骑码在各个位置的读数骑码位置一号骑码二号骑码三号骑码四号骑码放在第十位放在第九位放在第八位放在第一位10.90.8O10.10.090.080.010.01O0090.00

3、80.0010.001O00090.00080.0001四、测定方法1向玻璃筒内缓慢注入预先煮沸并冷却至20的蒸馏水，将浮锤全部浸入水中，不得带入气泡，浮锤不得与筒壁或筒底接触，玻璃筒置于（20.00.1）的恒温浴中，恒温20min以上，然后由大到小把骑码加在横梁上，使指针水平对齐，记录读数。 2将玻璃浮锤取出，倒出筒内的水，玻璃筒及浮锤用乙醇洗涤后，并干燥。 3用试样代替水测定，记录读数，然后计算出密度。注意事项： （1）测定过程中必须注意严格控制温度。（2）取用玻璃浮锤时必须十分小心，轻取轻放，一般最好是右手用镊子夹住吊钩，左手垫绸布或清洁滤纸托住玻璃浮锤，以防损坏。（3）当要移动天平位置

4、时，应把易于分离的零件、部件及横梁等拆卸分离，以免损坏刀口。（4）根据使用的频繁程度，要定期进行清洁工作和计量性能检定。当发现天平失真或有疑问时，在末清除故障前，应停止使用，待检修合格后方可使用。实验2 石油产品闪点的测定一、实验目的熟练掌握闪点的测定方法和操作过程，正确使用闪点测定仪。二、测定原理在规定条件下，石油产品受热后，所产生的油蒸气与周围空气形成的混合气体，在遇到明火时，发生瞬间着火(闪火现象)时的最低温度，称为该石油产品的闪点。由于使用石油产品时有封闭状态和暴露状态的区别，测定闪点的方法有闭口杯法和开口杯法两种。闭口杯法多用于轻质油品，开口杯法多用于润滑油及重质油品。具体如何选用则

5、取决于油样的性质和使用条件。轻质油品选用闭口杯闪点是由于它与轻质油品的实际贮存和使用条件相似，可以作为安全防火控制指标的依据。重质油品及多数润滑油，一般在非密闭机件或温度不高的条件下使用，它们含轻质组分较少，在使用过程中又易蒸发扩散，因此采用开口杯法测定。对于在密闭、高温条件下使用的内燃机润滑油、特种润滑油、电器用油则要求控制闭口杯闪点。测定闪点时，将试油装入油杯，在规定条件下加热蒸发，控制升温速度，在达到预期闪点温度前10时，每间隔一定的温度，按规定的方式，进行点火试验，直至出现闪火现象，即发生闪火现象的最低温度为试油的闪点。闭口杯法和开口杯法的区别是仪器不同、加热和引火条件不同。闭口杯法中

6、试油在密闭油杯中加热，只在点火的瞬时才打开杯盖；开口杯法中试油是在敞口杯中加热，蒸发的油气可以自由向空气中扩散，测得的闪点较闭口杯法为高。一般相差1030，油品越重，闪点越高，差别也越大。重质油品中加入少量低沸点油品，会使闪点大为降低，而且两种闪点的差值也明显增大。由于石油产品闪点的测定是条件试验，所用仪器规格及操作方法必须按国家标准进行。三、试剂、试样和仪器试剂：石油醚或汽油试样：机油或其它石油产品仪器：ZHK301型开口闪点全自动测定仪；ZHB201A型闭口闪点全自动测定仪1ZHK301型开口闪点全自动测定仪工作原理仪器按照GB/T267-88方法规定的升温曲线，由CPU控制加热器对样品进

7、行加热，通过LCD显示状态、温度、设定值。当样品温度接近闪点时，CPU控制气路系统自动打开气阀，自动点火，自动划扫。当出现闪点时仪器自动锁定闪点值，显示的同时打印出测定结果，同时自动对加热器进行冷却。注意：由于油品闪点的高低受外界大气压力的影响，规定以101.325KPa压力下测定的闪点为标准。若不是采用全自动的闪点测定仪，测定的闪点可用下列经验公式进行校正：式中 t标准压力下的开口杯闪点，； tp实际测定的开口杯闪点，； p测定闪点时的大气压力，kPa。2ZHK301型开口闪点全自动测定仪使用接通电源开关，蓝色LCD显示器显示：开口闪点全自动测定仪淄博中惠仪器有限公司荣誉出品按任意键显示：功

8、能选择方法选择 气压修正预置温度 历史数据测试闪点 仪器校验设定日期按“”、“”、“确认”键选择内容。方法选择D92GB267预测试（1）方法选择D92：国际标准；GB267：国家标准；预测试：测定未知样品闪点温度时，选择该项功能，样品升温后点火杆持续划扫，直到闪点出现。按“确认”键选择方法后，显示器显示：测试燃点只测闪点测试燃点：样品闪点监测后继续升温检测燃点。只测闪点：不检测燃点。（2）预置温度预置温度 . 按“”、“”、“确认”键选择内容。（3）测试闪点按“确认”键，显示器显示为：样品温度 . 预置温度 . 选择方法 GB267状态 升温测试闪点样品处于测试状态，按“确认”键可中断测试。

9、（4）设定日期日期设定 年 月 日按“”、“”、“确认”键设定日期，设定完毕日期数据存入仪器内。（5）气压修正大气压设定.KPa按“”、“”、“确认”键设定大气压。（6）历史数据历史数据显示数据清除数据返 回按“”、“”、“确认”键，查看过去的样品数据。按“确认”键，选择“返回”，返回主菜单。（7）仪器校验仪器检验测试头 气阀点火杆 盖子点火器 参数风 机 返回状态按“”、“”、“确认”键选择校验项目，选择后该项目有机械动作。3样品开口闪点的测试（1）调整点火杆的火焰选择“仪器校验”菜单，再选择“气阀”，按“确认”键（打开气阀），再选择“点火器”，按确认键（点火器加热丝亮），调节燃气气阀，使点

10、火杆火焰符合标准方法要求（直径4mm左右）。注意：点火器加热时间不应该超过6s，同时应使气阀处于关闭状态，点火杆返回左边后再进行其他操作。（2）设定方法选择“返回”，按“确认”键回主菜单选择所需要的方法。（3）预设温度按“确认”键回主菜单预置样品温度。完毕，按“确认”键回主菜单。（4）加入样品将样品倒入样品杯中，小于210的样品在上刻度线，大于210的样品在下刻度线。然后将样品杯放在加热器上。（5）测试选择主菜单“测试闪点”，按“确认”键后，测试头自动降落到样品杯中并开始加热，待出现闪点时，测试头自动抬起，显示闪点温度（声音提示），同时打印测试结果。4ZHB201A型闭口闪点全自动测定仪工作原

11、理仪器按照GB/T261-83方法规定的升温曲线加热，气点火时在温度接近闪点时微计算机控制气路系统自动打开气阀，自动点火，当出现闪点时仪器自动锁定结果，显示的同时打印出测定结果，同时自动对加热器进行冷却。电点火时无须使用气源。注意：由于油品闪点的高低受外界大气压力的影响，规定以101.325KPa压力下测定的闪点为标准。若不是采用全自动的闪点测定仪，测定的闪点可用下列经验公式进行校正：式中 t标准压力下的开口杯闪点，； tp实际测定的开口杯闪点，； p测定闪点时的大气压力，kPa。5ZHB201A型闭口闪点全自动测定仪使用方法接通电源开关，蓝色LCD显示器显示：闭口闪点全自动测定仪淄博中惠仪器

12、有限公司荣誉出品按任意键显示主菜单：功能选择方法选择 气压修正预置温度 历史数据测试闪点 仪器校验设定日期 打印设置按“”、“”、“确认”键选择内容。（1）方法选择方法选择D93GB261预测试D93：国际标准。GB261：国家标准。预测试：测定未知样品闪点温度时，选择该项功能，样品升温后点火杆持续划扫，直到闪点出现。按“确认”键选择方法后，显示器显示：点火方法方法 A方法 B 方法A：气点火。方法B：电点火。（2）预置温度预置温度 . 按“”、“”、“确认”键选择内容。（3）设定日期日期设定 年 月 日 时 分按“”、“”、“确认”键设定日期，设定完毕日期数据存入仪器内。（4）大气压修正大气

13、压设定 . KPa按“”、“”、“确认”键设定大气压。（5）历史数据历史数据显示数据清除数据返 回按“”、“”、“确认”键，查看过去的样品数据。按“确认”键，选择“返回”，返回主菜单。（6）打印设置打印设置关 打 印开 打 印按“”、“”、“确认”键。（7）仪器校验仪器检验测试头 气阀点火杆 盖子点火器 参数风 机 返回状态 按“”、“”、“确认”键选择校验项目，选择后该项目有机械动作。6ZHB201A型闭口闪点（1）设定方法（点火方式）仪器出厂前安装为电点火方式，若改用气点火方式，需要更换点火器。将气源接好后打开，在主菜单中选择“仪器校验”，再选择“气阀”，按“确认”键，气阀打开，30s后再

14、选择“点火器”，按确认键（点火器加热丝亮），调节气阀，使点火杆的气体能被点火器点燃，然后调节火焰符合标准方法要求（直径4mm左右）。注意：若点不着，须将点火器关掉，过30s后再按“确认”键点亮。点火器加热时间不应该超过6s，同时应使气阀处于关闭状态，点火杆返回左边后再进行其他操作。（2）将样品杯用石油醚或汽油清洗干净，将样品倒入样品杯至刻度线。然后将样品杯放在加热器上。（3）选择主菜单“测试闪点”，按“确认”键后，测试头自动降落到样品杯中并开始加热，并显示如下内容：样品温度.预置温度 .选择方法 状 态 测试闪点样品处于测试状态，按“确认”键可中断测试。当测试到闪点值时，测试头自动抬起，显示闪

15、点温度，同时打印测试结果。 注意：当样品温度预置不合理时会自动结束试验，并在状态栏显示。当样品试验温度超过预置温度50未发生闪点时，仪器会自动终止试验。注意事项：因玻璃的温度传感器易破损，使用时应十分小心，防止与其它物品相碰。每次换样品时应将样品杯清洗干净，样品杯与加热器之间不能有其它物品，保持良好的导热。不能用手去抬、压测试头，也不能用推、拉点火杆，以免造成机械损伤。仪器不用时，应将样品杯拿出来。实验3 石油产品旋转粘度的测定一、实验目的学习旋转黏度的测定方法，能正确使用旋转黏度计。二、测定原理粘度是液体的内摩擦，是一层流体对另一层流体作相对运动的阻力。粘度通常分为绝对粘度(动力粘度)、运动

16、粘度和条件粘度。绝对粘度(又称动力粘度)是指当两个面积为1m2，垂直距离为1m的相邻液层，以1m.s-1的速度作相对运动时所产生的内摩擦力，常用表示。当内摩擦力为1N时，则该液体的粘度为1Pa.s（即Nsm-2）。非法定计量单位为P(泊)或cP(厘泊)。它们之间的关系为：1.0Pa.s=10P=1000cP。在温度t时的绝对粘度用t表示。将特定的转子浸于被测液体中作恒速旋转运动，使液体接受转子与容器壁面之间发生的切应力，维持这种运动所需的扭力矩由指针显示读数，根据此读数a和系数K可求得试样的绝对粘度(动力粘度)：=Ka注意：使用数字式旋转黏度计时可以从屏幕上直接读出黏度值。三、试样和仪器试样：

17、润滑油或其油品仪器：SNB-1数字式黏度计1SNB-1数字式黏度计如图所示2仪器键盘说明： MOTOR ON/OFF 运行/关闭键 SETSPEED 转速设置键 SELECTDISPLAY %，选择键 与SETSPEED联用，用于变换电机转速，按一次键，转速增大一档 按一次键，转速降低一档AUTORANGE 量程显示 SELECTSPINDLE 转子号设置键 RESET 复位键四、测定步骤1将被测液体置于直径不小于70mm的烧杯中。2把保护架装在仪器上。将选好的洁净的转子旋入连接螺杆。旋转升降旋钮，使仪器缓慢下降，转子逐渐浸入被测试液中，直至转子液位标线和液面相平为止。3将测试容器中的试样和转

18、子恒温至200.5，并保持试样温度均匀。4调整仪器水平，接通电源，打开开关，显示屏显示：0.00Pas sp:1OFF 20.0黏度显示 转子代号显示转速显示 温度显示5参数设置（1）输入当前仪器选用的转子号。按一次SELECTSPINDLE 键就可以改变一个转子号。仪器配有四个转子，从大到小的编号依次1#、2#、3#、4#。（2）先按下SETSPEED转速设置键，再按一次键，转速增大一档，若按一次键，转速降低一档。仪器设有四档转速，分别为60、30、12、6r/min。（3）在确定转子转速输入无误后，可以按MOTOR ON/OFF键，仪器进入实测状态。（4）量程显示：按AUTORANGE键后

19、，将显示某转子在一定转速下的满量程值。该功能有助于选择合适的转子和转速。当测量过程中出现“OVER”时，表明液体黏度超出仪器的最大测量范围，必须立即关闭电机，变换转子和转速。注意：若估计不出被测试的样品的黏度时，可试用由小到大的转子和由低到高的转速。测定低黏度的液体时宜选用1#转子。注意事项：当温度偏差0.5 时,有些液体粘度值偏差超过5 ,温度偏差对粘度影响很大，温度升高，粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近，对精确测量最好不要超过0.1。对于单一圆筒旋转粘度计，原理上要求外筒半径无限大，实际测量时要求外筒即测量容器的内径不低于某一尺寸。本实验使用产的旋转粘度计要求

20、测量用烧杯或直筒形容器直径不小于70mm。实验证明特别在使用一号转子时,若容器内径过小引起较大的测量误差。旋转粘度计对转子浸入液体的深度有严格要求，必须按照说明书要求操作。在转子浸入液体的过程中往往带有气泡，在转子旋转后一段时间大部分会上浮消失，附在转子下部的气泡有时无法消除，气泡的存在会给测量数据带来较大的偏差，所以倾斜缓慢地浸入转子是一个有效的办法。测量用的转子(包括外筒)要清洁无污物，一般要在测量后及时清洗,特别在测油漆和胶粘剂之后。清洗时可用合适的有机溶剂浸泡，千万不要用金属刀具等硬刮，因为转子表面有严重的刮痕时会带来测量结果的偏差。仪器需要调整水平，在更换转子和调节转子高度后以及在测

21、量过程中随时注意水平问题，否则会引起读数偏差甚至无法读数。确定是否为近似牛顿流体，对于非牛顿流体应经过选择后规定转子、转速和旋转时间,以免误解为仪器不准。实验4 石油产品恩氏粘度的测定一、实验目的学习恩氏黏度的测定方法，能正确使用恩氏黏度计。二、测定原理粘度是液体的内摩擦，是一层流体对另一层流体作相对运动的阻力。粘度通常分为绝对粘度(动力粘度)、运动粘度和条件粘度。条件粘度是在规定温度下，在特定的粘度计中，一定量液体流出的时间(s)；或者是此流出时间与在同一仪器中，规定温度下的另一种标准液体(通常是水)流出的时间之比。根据所用仪器和条件的不同，条件粘度通常有下列几种： (1) 恩氏粘度 试样在

22、规定温度下从恩氏粘度计中流出200mL所需的时间与20的蒸馏水从同一粘度计中流出200mL所需的时间之比，用符号Et表示。 (2) 赛氏粘度 试样在规定温度下，从赛氏粘度计中流出60mL所需的时间，单位为秒。 (3) 雷氏粘度 试样在规定温度下，从雷氏粘度计中流出50mL所需的时间，单位为秒。恩氏粘度的测定原理是按恩氏粘度的定义，分别测定试液在一定温度(通常为50、100，特殊要求时也用其它温度)下，由恩氏粘度计流出200mL所需的时间(s)和同样量的水在20时由同一粘度计流出的时间，即粘度计的水值，K20。从而根据下式计算试液的恩氏粘度。 式中Et试样在t时的恩氏粘度，； t试液在t时从恩氏

23、粘度计中流出200mL所需时间，s； K20粘度计水值，s。 三、试剂、试样与仪器 试剂：乙醇试样：机油或其它石油产品 仪器：恩氏黏度计、秒表恩格勒粘度计和接受量瓶1内筒；2外筒；3内筒盖；4，5孔；6堵塞棒；7尖钉；8流出孔；9搅拌器；10三脚架；11-水平调节螺旋四、测定步骤1用乙醚、乙醇和蒸馏水将粘度计的内筒洗净并自然干燥。 2将堵塞棒塞紧内筒的流出孔，注入一定量的蒸馏水，至恰好淹没三个尖钉。调整水平调节螺旋并微提起堵塞棒至三个尖钉刚露出水面并在同一水平面上，且流出孔下口悬留有一大滴水珠，塞紧堵塞棒，盖上内筒盖，插入温度计。 3向外筒中注入一定量的水至内筒的扩大部分，插入温度计。然后轻轻

24、转动内筒盖，并转动搅拌器，至内外筒水温均为20(5min内变化不超过0.2)。 4置清洁、干燥的接受量瓶于粘度计下面并使其正对流出孔。迅速提起堵塞棒，并同时按动秒表，当接受量瓶中水面达到200mL标线时，按停秒表，记录流出时间。重复测定四次，若每次测定值与其算术平均值之差不超过0.5s，取其平均值作为粘度计水值(K20)。 5将内筒和接受量瓶中的水倾出，并干燥。以试样代替内筒中的水，调节至要求的特定温度，按上述测定水值的方法，测定试样的流出时间。平行测定的允许差值，250s以下，允许相差1s；251500s，允许相差3s；5011000s，允许相差5s；1000s以上，允许相差10s。 注意事

25、项：(1) 恩氏粘度计的各部件尺寸必须符合规定的要求，符合标准的粘度计，其水值应等于511s，并应定期校正，水值不符合规定不能使用。(2) 测定时温度应恒定到要求温度的0.2。试液必须呈线状流出，否则就无法得到流出200mL试液所需准确时间。实验5 石油产品运动粘度的测定一、实验目的学习运动黏度的测定方法，能正确使用运动黏度计。二、测定原理粘度是液体的内摩擦，是一层流体对另一层流体作相对运动的阻力。粘度通常分为绝对粘度(动力粘度)、运动粘度和条件粘度。运动粘度是液体的绝对粘度与同一温度下的液体密度之比。单位为 m2.s-1。可用毛细管法进行测定。（m2/s）在一定温度下，当液体由已被液体完全润

26、湿的毛细管中流动时，其运动粘度与流动时间成正比。如用已知运动粘度t(样)的液体为标准（常用20时的蒸馏水），测其在毛细管中流动的时间t(标)，再用该粘度计测量样品在其中的流动时间t(样)，即可用下式计算样品的运动粘度。t(样)= t(样)/ t(标)t(标)对某一毛细管粘度计来说值t(样)/t(标)为一常数，称该粘度计的粘度计常数，用K表示。通常情况下，K 值在毛细管粘度计上都有注明，因此只要测出在指定温度下试样流出毛细管V体积所需的时间t (样)，即可得到该试液的运动粘度。t(样)= Kt(样)毛细管内径分别为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4

27、.0、5.0、6.0 mm。13支为一组。如图所示。按试样运动粘度的值选用其中1支，使试液流出时间在120480s范围内。(在0及更低温度下试验高粘度的润滑油时，流出时间可增至900s；在20试验液体燃料时，流出时间可减少60s)。三、试剂、试样与仪器试剂：乙醇、石油醚试样：机油或其他石油产品仪器：SYP1003-6型石油产品运动黏度试验器、毛细管黏度计毛细管粘度计1-毛细管；2，3，5-扩大部分；4，7-管身；6-支管；a，b-标线四、测定步骤1取一只适当内径的毛细黏度计，用汽油或石油醚洗涤。如果黏度计有污垢用铬酸洗液、自来水、蒸馏水及乙醇依次洗涤，然后使之干燥。2在黏度计支管处连一橡皮管，

28、将管的另一短插入盛有待测液的小烧杯中，用洗耳球将样品吸入至标线”b”处，然后捏紧橡皮管，取出黏度计，倒过来，擦干管壁，并取下橡皮管。3在无支管的一端连一橡皮管，使黏度计直立于恒温水浴中，管身下部全部浸入。在黏度计旁放一温度计，使水银泡与毛细管的中心在同一水平线上，使温度控制在20，在此温度下保持10min以上。4用洗耳球将试样吸至两球之间的标线“a”以上，然后让液体自由流下，注意观察液面。当液面至标线“a”时，启动秒表，当液面流至标线“b”时，按停秒表。重复测定4次，取算术平均值。注意事项：（1）试样含有水或机械杂质时，在测定前应将经过脱水处理，过滤除去机械杂质。（2）试样中有气泡对测定有影响

29、，因此在测定过程中不能有气泡。（3）由于黏度随温度的变化而变化，因此对黏度计在恒温水浴中放置的时间有要求。一般在20的水浴中放置时间应不少于10min；在50时放置的时间应不少于15min；在100时放置的时间应不少于20min。实验6 硅酸盐水泥中SiO2的测定一、实验目的掌握硅酸盐水泥中SiO2的测定原理和方法，巩固重量分析方法和光度分析方法的基本操作。二、实验原理试样以无水Na2CO3烧结，HCl溶解，与固体NH4Cl混匀后，在沸水浴上蒸发，使硅酸凝聚。将沉淀分离，过滤，洗涤，950灼烧后得到SiO2沉淀中含有铁、铝等杂质。沉淀用氢氟酸处理后，再在950灼烧，减少的质量即为纯SiO2的质

30、量。有关反应方程式如下：Na2SiO3 +2HCl = H2SiO3 + 2NaClH2SiO3 = SiO2 + H2OSiO2 +6HF =H2SiF6 + H2OH2SiF6 = SiF4+ 2HF将滤液用硅钼蓝光度法测定出可溶性SiO2的质量，与纯SiO2的质量之和即为总SiO2的质量。三、试剂、试样与仪器 1试剂（1）HCl （1+1）、（3+97）；（2）H2SO4（1+4）；（3）无水碳酸钠；（4）NH4Cl； （5）AgNO3溶液，5g/L； （6）氢氟酸 （7）钼酸铵溶液，50g/L； （8）抗坏血酸溶液，5g/L。 2、试样 市售水泥 3、仪器 （1）722型分光光度计 （

31、2）电子天平 （3）马弗炉 （4）恒稳水浴锅四、测定方法1纯SiO2的测定（碳酸钠烧结-氯化铵重量法）（1）准确称取0.5g试样（精确至0.0001g），置于坩埚中，加入0.3g无水碳酸钠，充分混匀，在950灼烧15min。（2）将烧结块转移至蒸发皿或小烧杯中，加入5mL盐酸及2滴硝酸，反应完全。用热盐酸（1+1）清洗坩埚数次，合并于蒸发皿中。（3）将蒸发皿置于沸水浴中，盖上表面皿，蒸发至糊状后，加入1g固体NH4Cl，用玻棒混匀，继续蒸发至近干。（4）取下蒸发皿，加入1020mL热盐酸（3+97），搅拌，使可溶性盐类溶解。注：为操作方便，本实验可以使用40mL热水代替热盐酸（3+97）。（5

32、）过滤，用热水洗涤烧杯和沉淀，直至滤液中无Cl-离子为止（用AgNO3检验）。注：滤液保存用于测定其他组分。（6）将沉淀连同滤纸放入已经恒重的瓷坩埚中，低温干燥，炭化并灰化，置于马弗炉中在950温度下灼烧至恒重。冷却至室温，称量（m1）。（7）向坩锅中加数滴水润湿，加3滴硫酸（1+4）和10mL氢氟酸，在通风橱内缓慢蒸发至干，继续加热至不冒白烟。（8）将坩埚放马弗炉内灼烧至恒重，冷却至室温，称量（m2）。 2可溶性SiO2的测定（硅钼蓝分光光度法） （1）二氧化硅标准溶液的配制二氧化硅标准溶液：准确称取0.2000gSiO2（光谱纯，已于10001100下的 烧30min），置于铂坩埚中，加入

33、12g无水碳酸钠，搅拌均匀后，于1000l100下熔 融35min。冷却，用热水将熔块浸出，于盛有约300mL热水的塑料烧杯中，待全部溶解后，冷却至室温，移人1000mL容量瓶中，加水稀释至标线，摇匀，移人塑料瓶中保存。此标准溶液每毫升含有0.2mgSiO2。吸取10.00mL标准溶液，于100mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，移人塑料瓶中保存。此标准溶液每毫升含有0.02mgSiO2。 （2）工作曲线的绘制准确移取0、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、8.00mL二氧化硅标准溶液分别放人100mL容量瓶中，用水稀释至约40mL。加入5mLHCl（1+1）、8mL95乙醇、6

34、mL5钼酸铵溶液，按下述试验温度，放置不同的时间： 温度/放置时间/min10202030 3035301020 520在沸水中振摇30s，立即以流水冷却，然后加20mLHCL（1+1）、5mL0.5抗坏血 酸溶液，用水稀释至标线，摇匀。放置1h，以水作参比，在波长660nm处测定溶液的吸光度。由测得的吸光度，绘制工作曲线。 （3）样品测定向经过氢氟酸处理后得到的残渣中加入0.5g焦硫酸钾，熔融，熔块用水和数滴盐酸（1+1）溶解，溶液并入分离二氧化硅的滤液中。于250mL容量瓶用水稀释至刻度，摇匀。此溶液供测定可溶性二氧化硅、三氧化二铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁等。吸取25.00mL试样溶液，放

35、入100mL容量瓶中，用水稀释至约40mL。加入5mL盐 酸（1+1）、8mL95乙醇、6mL5钼酸铵溶液，按上述试验温度，放置不同的时间。在沸水中振摇30s，立即以流水冷却，然后加20mL盐酸（1+1）、5mL0.5抗坏血 酸溶液，用水稀释至标线，摇匀。放置1h，在波长660nm处测定溶液的吸光度。由测得的吸光度，从工作曲线查得二氧化硅的量。 3数据处理 （1）纯SiO2的质量分数 （2）可溶性SiO2的质量分数 （3）总SiO2的质量分数 式中 m1未经氢氟酸处理沉淀及坩埚的质量，g； m2用氢氟酸处理灼烧后沉淀及坩埚的质量，g； m3从标准曲线上查得的100mL测定液中含有二氧化硅的质量

36、，mg。方法讨论： 试样的处理 由于水泥试样中或多或少含有不溶物，如用盐酸直接溶解样品，不溶物将混入二氧化硅沉淀中，造成结果偏高。所以，在国家标准中规定，水泥试样一律用碳酸钠烧结后再用盐酸溶解。若需准确测定，应以氢氟酸处理。 以碳酸钠烧结法分解试样，应预先将固体碳酸钠用玛瑙研钵研细。而且碳酸钠的加入量要相对准确，需用分析天平称量0.30g左右。若加入量不足，试料烧结不完全，测定结果不稳定；若加入量过多，烧结块不易脱埚。加入碳酸钠后，要用细玻璃棒仔细混匀，否则试料烧结不完全。 用盐酸浸出烧结块后，应控制溶液体积，若溶液太多，蒸干耗时太长。通常加5mL浓盐酸溶解烧结块，再以约5mLHCl（1 +

37、1）和少量的水洗净坩埚。脱水的温度与时间 脱水的温度不要超过110。若温度过高，某些氯化物（MgCl2、AlCl3等）将变成碱式盐，甚至与硅酸结合成难溶的硅酸盐，用盐酸洗涤时不易除去，使硅酸沉淀夹带较多的杂质，结果偏高。反之，若脱水温度或时间不够，则可溶性硅酸不能完全转变成不溶性硅酸，在过滤时会透过滤纸，使二氧化硅结果偏低，且过滤速度很慢。 为保证硅酸充分脱水，又不致温度过高，应采用水浴加热。不宜使用砂浴或红外线灯加热，因其温度难以控制。为加速脱水，氯化铵不要在一开始就加入，否则由于大量氯化铵的存在，使溶液的沸点升高，水的蒸发速度反而降低。应在蒸至糊状后再加氯化铵，继续蒸发至干。粘土试样要多蒸

38、发一些时间，直至蒸发到干粉状。沉淀的洗涤 为防止钛、铝、铁水解产生氢氧化物沉淀及硅酸形成胶体漏失，首先应以温热的稀盐酸（3 + 97）将沉淀中夹杂的可溶性盐类溶解，用中速滤纸过滤，以热稀盐酸溶液（3 + 97）洗涤沉淀34次，然后再以热水充分洗涤沉淀，直到无氯离子为止。但洗涤次数也不要过多，否则漏失的可溶性硅酸会明显增加。一般洗液体积不超过120mL。 洗涤的速度要快（应使用带槽长颈漏斗，且在颈中形成水柱），防止因温度降低而使硅酸形成胶冻，以致过滤更加困难。沉淀的灼烧 试验证明，只要在9501000充分灼烧（约1.5h），并且在干燥器中冷却至与室温一致，灼烧温度对结果的影响并不显著。 灼烧后生

39、成的无定形二氧化硅极易吸水，故每次灼烧后冷却的条件应保持一致，且称量要迅速。 灼烧前滤纸一定要缓慢灰化完全。坩埚盖要半开，不要产生火焰，以防造成二氧化硅沉淀的损失；同时，也不能有残余碳存在，以免高温灼烧时发生下述反应而使结果产生负误差。SiO2 + 3C = SiC + 2CO氢氟酸的处理 即使严格掌握烧结、脱水、洗涤等步骤的实验条件，在二氧化硅沉淀中吸附的铁、铝等杂质的量也能达到0.10.2%，如果在脱水阶段蒸发得过干，吸附量还会增加。消除此吸附现象的最好办法就是将灼烧过的不纯二氧化硅沉淀用氢氟酸加硫酸处理。其反应式如下：SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O 处理后，SiO2以S

40、iF4形式逸出，减轻的质量即为纯SiO2的质量。（6）漏失二氧化硅的回收 实验证明，当采用盐酸-氯化铵法一次脱水蒸干、过滤测定二氧化硅时，会有少量硅酸漏失到滤液中，其量约为0.10%左右。为得到比较准确的结果，在基准法中规定对二氧化硅滤液进行比色测定，以回收漏失的二氧化硅。当然，在水泥厂的日常分析中，既不用氢氟酸处理，又不用比色法从滤液中回收漏失的二氧化硅，分析结果也能满足生产要求。因为，一方面二氧化硅吸附杂质使结果偏高，另一方面二氧化硅漏失使结果偏低，两者能部分抵消。实验7 硅酸盐水泥中Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO的测定一、实验目的掌握硅酸盐水泥中Fe2O3、Al2O3、CaO、M

41、gO的测定原理和方法，巩固络合滴定法测定物质含量的原理和操作。二、实验原理试样用盐酸分解后，用氨水使Fe3+与Al3+生成Fe(OH)3和AlOH)3 沉淀而与Ca2+、Mg2+分离。沉淀用HCl（1+1）溶解，调节溶液的pH为1.82.0，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA滴定Fe3+，然后加入一定量过量的EDTA煮沸，再调节溶液的pH约4.2，以PAN为指示剂，用CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA，从而分别测得Fe2O3和Al2O3的含量。在pH10时用EDTA滴定滤液中的Ca2+和Mg2+。在pH12时测定滤液中的Ca2+，计算出滴定Mg2+的EDTA的量，从而计算出CaO和MgO的含量

42、。三、试剂和试样（1）试剂 HNO3（l+1）； 氨水（1+2）； 磺基水杨酸钠指示剂溶液，100g/L； 酸性铬蓝K-萘酚绿B指示剂，精密试纸：pH0.55.0；KOH溶液，200g/L；EDTA；CaCO3基准物；CuSO4. （2）试样 市售水泥四、测定方法 10.02mol/LEDTA标准溶液的配制和标定 （1）配制称取约5gEDTA溶于温水中，用水稀释至500mL。 （2）标定准确称取0.40.5gCaCO3，放入250mL烧杯中，用少量水润湿，盖上表面皿，漫漫加入盐酸溶液（1+1）1020mL，加热溶解。将溶液转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。移取25.00mL于250

43、mL锥型瓶中，加入20mLpH10的NH3-NH4Cl缓冲溶液，加2滴K-B指示剂，用0.015mol/LEDTA标准溶液滴定，溶液由紫红色变为蓝色即为终点。20.02mol/LCuSO4标准溶液的配制和标定（1）配制称取约1.2gCuSO45H2O溶于水中，加45滴H2SO4(1+1)，用水稀释至200mL。（2）体积比的测定准确移取25.00mL0.02mol/L EDTA溶液，加水稀释至150mL左右，加入10mLpH4.2的HAc-NaAc缓冲溶液，加热至8090，加入4滴PAN指示剂，用CuSO4溶液滴定至蓝色为终点。计算1mLCuSO4溶液相当于0.02mol/L EDTA标准溶液

44、的体积。3样品处理（1）将滤液用水稀释至150mL，加热至沸。加2滴甲基红指示剂，在搅动下漫漫滴加氨水（1+1）至溶液呈黄色，略有氨味，再加热至沸。（2）待溶液澄清后，趁热用快速滤纸过滤，沉淀用10g/LNH4NO3热溶液充分洗涤，至流出液中无Cl-离子为止。（3）滤液盛于250mL容量瓶中，冷却至室温，用水稀释至刻度，用于测定Ca2+和Mg2+。4Fe2O3和Al2O3的测定（1）滴加6mol/LHCl（1+1）于滤纸上，使氢氧化物沉淀溶解于原烧杯中，滤纸用热水洗涤熟次后弃去。将溶液煮沸以使可能存在的氢氧化物沉淀全部溶解。冷却，滴加氨水（1+1）至溶液的pH值为1.82.0（用试纸检验），加

45、热至6070，加10滴磺基水杨酸指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为淡黄色为终点。计算试样中Fe2O3的含量。注意：测定后的溶液用于测定Al3+。方法讨论：正确控制溶液的pH值是本法的关键。如果pH1，EDTA不能与Fe3+定量配位；同时，磺基水杨酸钠与Fe3+生成的配合物也很不稳定，致使滴定终点提前，滴定结果偏低。如果pH2.5，Fe3+易水解，使Fe3+与EDTA的配位能力减弱甚至完全消失。而且，在实际样品的分析中，还必须考虑共存的其他金属阳离子特别是Al3+、TiO2+的干扰。试验证明，pH2时，Al3+的干扰增强，而TiO2+的含量一般不高，其干扰作用不显著。因此，对于单独

46、Fe3+的滴定，当有Al3+共存时，溶液的最佳pH范围为1.82.0（室温下），滴定终点的变色最明显。调整溶液pH值的方法：a. 最好使用酸度计测定溶液的pH值，采用袖珍式酸度计比较方便。b. 也可用磺基水杨酸钠作为pH值的指示剂。因为它与Fe3+生成配合物的颜色与溶液的pH值有关，pH2.5时为紫红色，pH=48时为桔红色。在调整溶液pH值时，加1滴磺基水杨酸钠指示剂溶液，先以氨水（1 + 1）调至溶液呈现桔红色；再用盐酸（1 + 1）调至溶液刚刚变成紫红色，再继续滴加89滴，此时溶液pH值近似为2。但应特别注意，切勿使氨水过量太多，以免造成Fe3+、Al3+的水解。正确控制溶液的温度在60

47、70。滴定近终点时，要加强搅拌，缓慢滴定，最后要半滴半滴加入EDTA溶液，每加半滴，强烈搅拌十数秒，直至无残余红色为止。如滴定过快，Fe2O3 的结果将偏高，接着测定Al2O3时，结果又会偏低。一定要保证试验溶液中的铁全部以Fe3+存在，而不能有部分铁以Fe2+形式存在。因为在pH为1.82.0时，Fe2+不能与EDTA定量配位而使铁的测定结果偏低。所以在测定总铁时，应先将溶液中的Fe2+ 氧化成Fe3+。例如，在用氢氧化钠熔融试样且制成溶液时，一定要加入少量浓硝酸。由于在测定溶液中的铁后还要继续测定Al2O3的含量，因此磺基水杨酸钠指示液的用量不宜多，以防它与Al3+配位反应而使Al2O3的

48、测定结果偏低。（2）在滴定Fe3+后的溶液中，准确加入25.00mLEDTA标准溶液，滴加氨水（1+1）至溶液的pH值约为4，加入10mLHAc-NaAc缓冲溶液，煮沸1min，取下稍冷，加68滴PAN指示剂，用CuSO4溶液滴定至亮紫色为终点。计算试样中Al2O3的含量。方法讨论：铜盐返滴定法选择性差，主要是铁、钛的干扰，故不适于复杂的硅酸盐分析。溶液中的TiO2+可完全与EDTA配位，所测定的结果为Al、Ti合量。一般工厂用铝钛合量表示Al2O3的含量。若求纯的Al2O3含量，应采用以下方法扣除TiO2的含量：a. 在返滴定完铝和钛之后，加入苦杏仁酸（学名-羟基乙酸）溶液，使其夺取TiOY

49、2-中的TiO2+离子，而置换出等物质的量的EDTA，再用CuSO4标准滴定溶液返滴定，即可测得钛含量；b. 另行测定钛含量；c. 加入钽试剂、磷酸盐、乳酸或酒石酸等试剂掩蔽钛。在用EDTA滴定完Fe3+的溶液中加入过量的EDTA之后，应将溶液加热到7080再调整pH至3.03.5后，才加入pH=4.3的缓冲溶液。这样可以使溶液中的少量TiO2+和大部分Al3+与EDTA配位完全，并防止其水解。EDTA的加入量一般控制在与Al+Ti配位后，剩余1015mL，可通过预返滴定或将其余主要成分测定后估算。控制EDTA过剩量的目的是：a. 使Al、Ti与EDTA配位反应完全；b. 滴定终点的颜色与过剩

50、EDTA的量和所加PAN指示剂的量有关。正常终点的颜色应是符合规定操作浓度比的蓝色的CuY2-和红色的Cu-PAN，即亮紫色。若EDTA剩余太多，则CuY2-浓度高，终点可能成为蓝紫色甚至蓝色；若EDTA剩余太少，则Cu-PAN配合物的红色占优势，终点可能为红色。因此，应控制终点颜色的一致，以免使滴定终点难以掌握。锰的干扰。Mn2+与EDTA定量配位的最低pH值为5.2，对配位滴定Al3+的干扰程度随溶液的pH值和Mn2+浓度的增高而增强。在pH=4左右，溶液中共存的Mn2+约有一半能与EDTA配位。如果MnO含量低于0.5mg，其影响可以忽略不计，若达到1mg以上，不仅使Al2O3的测定结果

51、明显偏高，而且使滴定终点拖长。一般对于MnO含量高于0.5%的试样，采用直接滴定法或氟化铵置换-EDTA配位滴定法测定。氟的干扰。F-能与Al3+逐级形成AlF2+、AlF2+、AlF63-等稳定的配合物，将干扰Al3+与EDTA的配位。如溶液中F-的含量高于2mg，Al3+的测定结果将明显偏低，且终点变化不敏锐。一般对于氟含量高于5%的试样，需采取措施消除氟的干扰。5CaO和MgO的测定（1）移取25mL或50mL分离氢氧化沉淀后的滤液，中和后，加20mLpH10的NH3-NH4Cl缓冲溶液，加23滴K-B指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色转变为纯蓝色即为终点。（2）再移取同样体积

52、的滤液，用200g/LNaOH溶液调节至溶液的pH值为1212.5（pH试纸检验），加23滴K-B指示剂，用EDTA滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色为终点。平行测定3次，分别计算CaO和MgO的含量。方法讨论：在不分离硅的试液中测定钙时，在强碱性溶液中生成硅酸钙，使钙的测定结果偏低。可将试液调为酸性后，加入一定量的氟化钾溶液，并搅拌与放置2min以上，生成氟硅酸：H2SiO3 + 6H+ +6F- = H2SiF6 + 3H2O 再用氢氧化钾将上述溶液碱化，发生下列反应：H2SiF6 + 6OH- = H2SiO3 + 6F- + 3H2O该反应速度较慢，新释出的硅酸为非聚合状态的硅酸，在半小时内

53、不会生成硅酸钙沉淀。因此，当碱化后应立即滴定，即可避免硅酸的干扰。测定钙时，滴定至近终点时应充分搅拌，使被氢氧化镁沉淀吸附的钙离子能与EDTA充分反应。在测定硅含量较高的试样中Mg2+时，也可在酸性溶液中先加入一定量的氟化钾来防止硅酸的干扰，使终点易于观察。不加氟化钾时会在滴定过程中或滴定后的溶液中出现硅酸沉淀，但对结果影响不大。测定高铁试样中Ca2+时，应用酒石酸钾钠与三乙醇胺联合掩蔽铁、铝、钛的干扰。但必须在酸性溶液中先加酒石酸钾钠，然后再加三乙醇胺，使掩蔽效果更好。测定铝酸盐水泥等高铝试样中的氧化钙时，通常采用硼砂-碳酸钾（1 + 1）于铂坩埚中熔样。由于引入的硼与部分氟离子形成BF63

54、-，故氟化钾的加入量应为15mL。另外，由于氟离子与硅酸的反应需在一定的酸度下进行，所以在加入氟化钾溶液前，注意先加5mL盐酸（1 + 1）。实验8 钢铁中磷含量的测定（磷钼蓝光度法）一、实验目的要求学习并掌握磷钼蓝光度法测定钢铁中磷的含量的方法。二、实验原理试样用氧化性酸溶解后，磷大部分生成磷酸，部分生成亚磷酸，用KMnO4处理后，全部被氧化为磷酸，同时破坏了碳化物：3Fe3P + 4HNO3 = 9Fe(NO3)3 + 3H3PO4 + 14NO + 16H2OFe3P + 13HNO3 = 3Fe(NO3)3 + H3PO3 +4NO + 5H2O5H3PO3 +2 KMnO4 +6HN

55、O3 =5H3PO4 + 2KNO3 + 2Mn(NO3)2 + 3H2O磷酸与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸：H3PO4 + 12H2MoO4H3P(Mo3O10)4+12H2O然后加入还原剂SnCl2使络合物中Mo（）还原为Mo（），即可生成蓝色的磷钼酸盐，最大吸收波长为660nm。H3P(Mo3O10)4 + 4Sn2+ + 8H+ = （2MoO2 4MoO3）2H3PO4+4Sn4+ +4H2O三、试剂、试样与仪器1、试剂（1）硝酸，1+3。（2）KMnO4溶液，50g/L。（3）硫酸溶液，1+1。（4）亚硝酸钠溶液，100g/L。（5）氟化钠溶液，24g/L。（6）钼酸铵-酒石酸钾

56、钠溶液，各90g/L。（7）二氯化锡溶液，200g/L(甘油溶液可用半年)。（8）氟化钠-二氯化锡混合溶液：取氟化钠溶液100mL，加二氯化锡溶液1mL，用前配制。（9）尿素溶液，100g/L。（10）标准钢样2、试样生铁或铸铁3、仪器752型紫外可见分光光度计四、测定方法1、样品测定（1）称取生铁或铸铁试样0.10.12g于150mL烧杯中，HNO3（1+3）510mL，加热溶解，煮沸20s，再滴加KMnO4至析出褐色沉淀，微沸30s，缓慢滴加NaNO2溶液至褐色消失，微沸1min。取下立即加钼酸铵-酒石酸钾钠溶液5mL，氟化钠-二氯化锡溶液20mL，加尿素5mL。（2）冷却至室温，移入50mL比色管中，用水稀释至刻度，摇匀。用1cm比色皿，水作参比，于660nm处测定吸光度。2、工作曲线的绘制天平上准确称取含磷低于0.0005%的纯铁0.10.2g，共6份。分别加入含磷10g/mL的磷标液0.0，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50mL，按上述测定步骤测定溶液的吸光度。也可以称取与试样成分接近的钢标样0.04，0.06，0.08，0.10，0.15g(精确至0.0001g)，配制成50mL溶液，按测定试样的方法分别测定其吸光度。注意事项：（1）钢铁中磷含量的范围一般为0.01%0.05%。（2）假定样品中含磷0.02%，称取0.1g铁样，配成50mL溶