Tarea Determinación de óxido de aluminio en silicatos
Preparación para la formación práctica
Análisis de minerales de roca
Análisis de tareas
1. Breve descripción del método de determinación de aluminio en silicato
Existen muchos métodos para la determinación de aluminio, como el método gravimétrico, el método de titulación, el método fotométrico, la espectrofotometría de absorción atómica, la espectrometría de emisión de plasma, etc. El método gravimétrico es engorroso y rara vez se utiliza. Existen muchos métodos para la determinación fotométrica del aluminio y han surgido muchos colorantes y sistemas de color nuevos. En particular, la investigación sobre sistemas de colorantes de trifenilmetano y fluorona es muy activa. Cuando se mide aluminio mediante espectrofotometría de absorción atómica, dado que el aluminio genera fácilmente compuestos insolubles en la llama de aire-acetileno, la sensibilidad de la medición es extremadamente baja y la interferencia de las bolas y los iones supervivientes es grave, por lo que debe realizarse en la llama de gas-acetileno, lo que limita su aplicación general. El contenido de aluminio en los silicatos suele ser alto y, a menudo, se utilizan métodos de titulación para el análisis. Si el contenido de aluminio en la muestra es muy bajo, se puede utilizar el método colorimétrico de cromo lapislázuli S.
2. Método de valoración por coordinación
El aluminio puede formar complejos estables con ligandos aminocarboxílicos como el EDTA (Al-EDTA Pk=16,13; Al-CYDTA Pk=17,6). utilizarse para la determinación de la valoración de coordinación del aluminio. Sin embargo, dado que la reacción de coordinación entre Al y EDTA es lenta y el Al tiene un efecto de bloqueo sobre indicadores como el naranja de dimetilfenol y el negro de cromo T, es difícil medir directamente el Al utilizando el método de valoración con EDTA. Antes del descubrimiento de agentes complejantes como el CYDTA, la valoración del aluminio incluía principalmente la valoración directa, la valoración por reflujo y la valoración por desplazamiento. Entre ellos, la titulación por desplazamiento es la más utilizada.
1. Método de titulación directa
El principio del método de titulación directa es: preparar una solución a aproximadamente pH=3, usar Cu-PAN como indicador y usar una solución estándar de EDTA bajo condiciones de calentamiento Titulación. Se utiliza calentamiento para acelerar la reacción de coordinación entre el aluminio y el EDTA, pero la operación es problemática.
Además de EDTA, el titulante suele contener también CYDTA. Dado que la constante de estabilidad del Al-CYDTA es grande y la velocidad de reacción de coordinación entre el CYDTA y el aluminio es más rápida que la del EDTA, el CYDTA puede reaccionar cuantitativamente con el aluminio a temperatura ambiente y en presencia de una gran cantidad de sal de sodio, lo que permite realizar la prueba. solución para contener más cromo y silicio.
No importa qué método de titulación se utilice, la acidez es el principal factor que afecta la reacción de coordinación entre EDTA y Al3. La reacción de coordinación del aluminio con EDTA se verá afectada tanto por el efecto ácido como por el efecto de hidrólisis, y los resultados de estos dos efectos son opuestos. Por tanto, se debe controlar una acidez adecuada. Según cálculos teóricos, la proporción de iones coordinados es máxima cuando el pH es de 3 a 4. Sin embargo, en presencia de cantidades apropiadas de EDTA, el pH de la solución en la valoración por reflujo puede llegar a 4,5 o incluso 6. Sin embargo, si la acidez es demasiado baja, el Al3 se hidrolizará para formar complejos polinucleares de hidroxialuminio cinéticamente inertes, afectando así la determinación del aluminio. Con este fin, se pueden utilizar los siguientes métodos para resolver el problema:
Cuando el pH = 3, agregue el exceso de ácido etilendiaminotetraacético y caliente para promover la reacción de coordinación completa entre Al3 y el ácido etilendiaminotetraacético. El tiempo de calentamiento depende del pH de la solución, el contenido de otras sales, el exceso de agente complejante y la fuente de la solución.
Agregue EDTA a una solución más ácida (pH = 0 a 1) y luego reemplace la solución alcalina fuerte (como el amoníaco) con una solución débilmente alcalina (como la hexametilentetramina o solución tampón) o hidróxido de sodio. solución), ajustar el valor de pH de la solución de prueba a pH = 4 a 5.
Añadir ácido tartárico a la solución ácida para formar un complejo con Al3, que puede prevenir la formación de complejos de hidroxilo sin afectar la reacción de coordinación entre Al3 y EDTA.
2. Volver al método de titulación
En la solución ácida que contiene aluminio, agregue el exceso de ácido etilendiaminotetraacético, hierva la solución, ajuste el pH de la solución = 4,5 y luego caliente y hierva hasta que Se completa la reacción de coordinación entre el aluminio y el ácido etilendiaminotetraacético. Luego, se selecciona un indicador adecuado y el exceso de EDTA se coloca en fondo con otras soluciones de sales metálicas para determinar el contenido de aluminio.
Al valorar con sales de zinc, se puede utilizar naranja de dicofol o ditizona como indicador; al valorar con sales de cobre, se puede utilizar PAN o PAR como indicador; al valorar con sales de plomo, se puede utilizar naranja de dicofol; El método de titulación por reflujo tiene una selectividad pobre y requiere una separación previa de elementos que interfieren como el hierro y el titanio. Por lo tanto, este método sólo es adecuado para la determinación de aluminio en rocas minerales simples.
La elección del valorante de regresión es teóricamente aceptable siempre que la estabilidad del ion metálico y el complejo EDTA sea menor que la estabilidad del complejo aluminio y EDTA y no sea inferior a los requisitos mínimos para la valoración por coordinación. Puede usarse como valorante de regresión, como Mn2, La3, Ce3 y otras sales. Sin embargo, debido a la reacción de coordinación entre Mn y EDTA al pH