YB/T 4174.3-2022 矽鈣(gài)合金(jīn)分析方法(fǎ) 第(dì)3部分: 氧化(huà)鈣含(hán)量的(dí)測(cè)定(dìng) 電位(wèi)滴(dī)定法

範圍(wéi)
本(běn)文件規定了用電(diàn)位(wèi)滴定(dìng)法測(cè)定(dìng)矽鈣合(hé)金(jīn)中氧(yǎng)化鈣(gài)含(hán)量(liáng)的(dí)方(fāng)法。
本(běn)文件(jiàn)適用於(yú)矽鈣(gài)合(hé)金(jīn)中氧(yǎng)化鈣含(hán)量(liáng)的測(cè)定，測定(dìng)範圍(質量(liáng)分(fēn)數): 0.10%～5.0%。

術語(yǔ)和(hé)定(dìng)義
本文(wén)件沒(méi)有(yǒu)需要(yào)界定的術(shù)語和定(dìng)義(yì)。

原(yuán)理
在加熱的條件(jiàn)下，使矽(guī)鈣合金(jīn)中氧(yǎng)化鈣(gài)與丙三醇和無(wú)水乙醇的(dí)混合溶(róng)液發生反應，生成相應的丙(bǐng)三醇鈣(又叫(jiào)甘(gān)油(yóu)酸鈣)絡(luò)合物，呈弱(ruò)鹼(jiǎn)性，用苯(běn)甲酸(suān)標準溶(róng)液(yè)，采用電(diàn)位(wèi)滴(dī)定(dìng)儀(yí)進行電(diàn)位(wèi)滴定(dìng)，根(gēn)據單(dān)位(wèi)體積苯甲(jiǎ)酸標準溶液相當(dāng)於氧化鈣(gài)的質量(liáng)及(jí)其(qí)消(xiāo)耗(hào)體積(jī)，即(jí)可測(cè)定(dìng)氧(yǎng)化(huà)鈣的(dí)含量。

試劑和(hé)材料(liào)
分析中除(chú)另(lìng)有(yǒu)說明外(wài)，僅(jǐn)使(shǐ)用(yòng)認可的分(fēn)析純試劑(jì)，實(shí)驗用(yòng)水(shuǐ)為(wéi) GB/T 6682 規(guī)定(dìng)的(dí)三級(jí)以(yǐ)上(shàng)或純度(dù)與(yǔ)其相當(dāng)的水。
碳酸鈣: 基(jī)準試劑(jì)。
無水(shuǐ)乙醇: 體(tǐ)積分(fēn)數不低(dī)於99.5%。
丙三(sān)醇: 體積分數(shù)≥99%。
*-無水(shuǐ)乙醇(chún)溶(róng)液: 將(jiāng)0.4g*(NaOH)溶於(yú)100mL無(wú)水乙醇中，防止吸(xī)潮(cháo)。
滴(dī)定(dìng)溶劑: 丙三醇與無(wú)水乙醇(chún)混(hùn)合(hé)溶液，體積(jī)比(bǐ)為(wéi)1:2。用(yòng)*-無水乙醇溶(róng)液(yè)中(zhōng)和(hé)至微紅色(sè)。貯存於幹燥密(mì)封(fēng)的瓶中，防止吸(xī)潮。
苯(běn)甲(jiǎ)酸-乙醇標準滴定溶(róng)液(yè): [c(C₆H₅COOH)=0.1mol/L]。
苯(běn)甲(jiǎ)酸(suān)-乙醇標準滴定溶(róng)液(yè)的(dí)配製(zhì)
稱取12.2g預(yù)先在(zài)幹燥(zào)皿(mǐn)中放(fàng)置24h的(dí)苯甲(jiǎ)酸(C₆H₅COOH)，溶(róng)解於(yú)1000mL無水乙醇中，混(hùn)匀，貯(zhù)存於容量瓶中。
苯甲酸-乙醇(chún)標準(zhǔn)滴(dī)定(dìng)溶液(yè)的(dí)標定
取(qǔ)一定(dìng)量(liáng)碳酸(suān)鈣(gài)置於鉑(bó)(或瓷(cí))坩(gān)堝中(zhōng)，在(zài)950°C±25°C下灼(zhuó)燒(shāo)至(zhì)恒重，從中稱取0.02g氧化鈣(gài)(m₁)，精(jīng)確(què)至0.0001g，放(fàng)置於(yú)預先清(qīng)洗(xǐ)幹燥好(hǎo)的(dí)100mL燒杯(bēi)中(zhōng)。加入60mL滴(dī)定(dìng)溶劑(jì)，加入磁子進行(háng)攪拌，同時(shí)將(jiāng)電(diàn)極(jí)放(fàng)入到反(fǎn)應(yīng)的溶(róng)液中，利用(yòng)電(diàn)位滴(dī)定(dìng)儀進(jìn)行(háng)檢測，以(yǐ)適當的(dí)速度(dù)攪(jiǎo)拌(bàn)溶(róng)液(yè)，同(tóng)時升(shēng)溫並(bìng)加熱煮沸(fèi)，在攪拌(bàn)下微(wēi)沸20min，觀(guān)察(chá)溶液電位值或pH值穩定後(hòu)，開始(shǐ)滴加(jiā)苯(běn)甲酸(suān)-乙醇標準(zhǔn)滴定(dìng)溶液，滴(dī)定至電(diàn)位偏轉約(yuē)200mV，停(tíng)止滴(dī)加(jiā)，以加(jiā)入0.1mol/L苯(běn)甲(jiǎ)酸(suān)-乙醇(chún)標準(zhǔn)滴(dī)定溶(róng)液(yè)的(dí)體(tǐ)積(jī)對(duì)相(xiāng)應(yīng)的(dí)電位值繪製(zhì)滴(dī)定曲綫圖(tú)，取(qǔ)滴定曲綫的一(yī)階微(wēi)分(fēn)最大值(zhí)，即(jí)滴(dī)定(dìng)等物質的量點。記(jì)錄滴定等(děng)物(wù)質的量點(diǎn)消耗的苯甲酸-乙醇標(biāo)準滴定(dìng)溶液的體積(V₁)。平行(háng)測(cè)定3次(cì)，以平行(háng)測(cè)定的(dí)3次算術平(píng)均值為(wéi)測(cè)定結果(guǒ)，苯甲(jiǎ)酸-乙醇標(biāo)準滴定(dìng)溶(róng)液對(duì)氧(yǎng)化(huà)鈣的滴(dī)定度(dù)按式(1)計(jì)算(suàn)。

式(shì)中:
T_CaO ——苯(běn)甲酸(suān)-乙醇標(biāo)準滴(dī)定溶(róng)液對氧化(huà)鈣(gài)的滴定度，單(dān)位(wèi)為(wéi)毫克(kè)每毫升(mg/mL)；
V₁ ——苯甲酸(suān)-乙(yǐ)醇(chún)標準滴定溶液(yè)的(dí)滴定體(tǐ)積，單位為毫升(mL)；
m₁ ——稱取(qǔ)的氧(yǎng)化鈣(gài)的質(zhì)量(liáng)，單位為克(g)。
pH4.00，pH6.86，pH9.18的標(biāo)準緩衝溶(róng)液(yè)，用於(yú)電(diàn)極(jí)標定。

儀(yí)器(qì)
自動(dòng)電位滴定儀
自動(dòng)滴(dī)定(dìng)體係除應符合(hé) JJG 814 的(dí)相(xiāng)關(guān)要(yào)求(qiú)外，還(huán)應符合"手(shǒu)動電(diàn)位滴(dī)定(dìng)儀(yí)"及以(yǐ)下技術要(yào)求。
a) 具有專門(mén)的電(diàn)位(wèi)平衡功(gōng)能的(dí)動(dòng)態(tài)模式，能夠根據係統變化的(dí)速(sù)率自動調(tiáo)節滴(dī)定速度(dù)。能夠(gòu)進(jìn)行匀速等量(liáng)滴(dī)加。建(jiàn)議在滴(dī)定(dìng)過程中(zhōng)能提(tí)供的最大(dà)體積增(zēng)量(liáng)為0.5mL，最小體積(jī)增(zēng)量為0.01mL。
b) 在(zài)滴(dī)定過(guò)程(chéng)中能夠連(lián)續記錄(lù)所(suǒ)滴加(jiā)標(biāo)準溶液的(dí)體積(jī)和相(xiāng)應的(dí)電位(wèi)值(zhí)或pH值(zhí)。
輔(fǔ)助(zhù)儀器
高溫(wēn)爐(lú): 額定溫度(dù)應為(wéi)1000°C±20°C。
分(fēn)析(xī)天平(píng): 感量(liáng)為(wéi)0.1mg。

取樣和(hé)製樣(yàng)
取(qǔ)樣(yàng)按 GB/T 4010 中相關的規(guī)定采取和製備，試(shì)樣(yàng)應全部通過0.125mm的(dí)篩孔。製(zhì)備好(hǎo)的(dí)試樣裝(zhuāng)入(rù)試樣瓶中(zhōng)，密封保(bǎo)存(cún)。
完成製(zhì)樣(yàng)的樣(yàng)品應(yīng)避(bì)免暴露在(zài)空(kōng)氣(qì)中，製樣後立(lì)即進行(háng)試(shì)驗(yàn)。

試樣的分(fēn)析
按(àn)照表(biǎo)1稱取矽(guī)鈣樣品，精確(què)至0.0001g，放置(zhì)於預先清洗(xǐ)幹燥好(hǎo)的(dí)100mL燒(shāo)杯(bēi)中。


加入(rù)60mL滴定(dìng)溶劑(jì)，加入磁(cí)子進行(háng)攪拌(bàn)，同時(shí)將電(diàn)極(jí)放入到反應(yīng)的溶(róng)液(yè)中。
準備(bèi)好電(diàn)極，將(jiāng)滴(dī)定燒杯(bēi)置(zhì)於滴定(dìng)台上合適(shì)的(dí)位置，將(jiāng)電(diàn)極的下半(bàn)部(bù)浸(jìn)入(rù)液(yè)麵以下(xià)。同時繼續(xù)攪(jiǎo)拌(bàn)，在不引起溶(róng)液飛(fēi)濺(jiàn)和(hé)產生(shēng)氣(qì)泡(pào)的(dí)情(qíng)況下盡可能加大攪拌(bàn)速(sù)度。升溫並加熱煮沸，在攪拌下(xià)微沸20min。
選擇合(hé)適的(dí)滴定(dìng)管，在其(qí)中(zhōng)充滿(mǎn)苯甲酸(suān)-乙醇(chún)標(biāo)準(zhǔn)滴(dī)定(dìng)溶液，然(rán)後(hòu)將滴定管安裝在(zài)滴定(dìng)架上(shàng)。
以(yǐ)適宜(yí)的速度(dù)緩慢滴(dī)加(jiā)苯(běn)甲酸(suān)-乙(yǐ)醇(chún)標準(zhǔn)滴定(dìng)溶液，記錄(lù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的(dí)量(liáng)並讀取(qǔ)相應(yīng)的(dí)電位值(zhí)。當電(diàn)位變化小(xiǎo)於(yú)5mV/min 時，可認(rèn)為電位穩(wěn)定(dìng)。
繼續滴加苯甲(jiǎ)酸(suān)-乙(yǐ)醇標準滴(dī)定溶液，滴(dī)定至(zhì)電位偏(piān)轉約(yuē)200mV，停止滴加(jiā)，以(yǐ)加入苯(běn)甲酸(suān)-乙醇(chún)標準(zhǔn)滴(dī)定溶液的(dí)體(tǐ)積對相應的電位(wèi)值繪(huì)製滴定(dìng)曲綫圖，取滴定(dìng)曲(qū)綫的(dí)一階(jiē)微分(fēn)最大(dà)值，即滴(dī)定等物(wù)質(zhì)的(dí)量(liáng)點。平(píng)行(háng)測定2次(cì)，以平(píng)行測定的2次(cì)算術(shù)平(píng)均值(zhí)為測定(dìng)結果(guǒ)，記錄(lù)滴定到等物質的量(liáng)點時(shí)所消耗的(dí)苯甲酸-乙醇標準滴(dī)定溶(róng)液(yè)的體(tǐ)積(jī)(V₂)。

結果計(jì)算和(hé)表示(shì)
測(cè)定結果(guǒ)按照式(shì)(2)計(jì)算。

式中(zhōng):
ω_CaO ——氧(yǎng)化鈣的(dí)質(zhì)量(liáng)分數，以質量(liáng)百(bǎi)分數(shù)(%)表示；
T_CaO ——苯(běn)甲(jiǎ)酸-乙醇標準滴(dī)定溶液(yè)對(duì)氧化(huà)鈣的滴(dī)定度，單位為(wéi)毫(háo)克每毫升(mg/mL)；
V₂ ——苯(běn)甲酸(suān)-乙醇標(biāo)準(zhǔn)滴定溶(róng)液的滴定(dìng)體(tǐ)積，單位(wèi)為毫升(mL)；
m₂ ——稱(chēng)取的(dí)矽(guī)鈣(gài)合金的質量，單(dān)位為(wéi)克(g)。
同一(yī)試(shì)樣(yàng)兩(liǎng)次獨立(lì)分析結(jié)果(guǒ)差值(zhí)的絕對值(zhí)不大(dà)於重復(fù)性(xìng)限r，則取算數(shù)平均(jūn)值(zhí)作為分(fēn)析結果(guǒ)。否則按附(fù)錄(lù)A中(zhōng)的規(guī)定(dìng)追(zhuī)加(jiā)測(cè)量(liáng)次(cì)數並(bìng)確定分析(xī)結(jié)果(guǒ)。
分(fēn)析結果(guǒ)按(àn) GB/T 8170 的(dí)規(guī)定進(jìn)行修(xiū)約，結(jié)果修約(yuē)至小(xiǎo)數點後(hòu)三位(wèi)。