石膏和硬石膏化学分析方法(原JCl54-1982作废)
发布日期:1986-07-01
1 总则
1.1 本标准适用于石膏和硬石膏及其他石膏的化学分析。
1.2 本标准三氧化硫的测定并列两种方法──离子交换法及硫酸钡重量法,可根据实际情况选用。
1.3 称取试样时应准确至0.0002克。试剂用量与分析步骤须严格按照本标准方法的规定进行。
1.4 化学分析用的水系指去离子水或蒸馏水;所用试剂应为分析纯或优级纯的试剂;用于标定
的试剂,除另有说明外应为基准试剂。
1.5 凡以百分浓度表示的试剂,均按100毫升溶剂中所加溶质的克数配制。所用之酸或氢氧化铵,
凡未注浓度者均为浓酸或浓氢氧化铵。
1.6 所用分析天平不应低于四级。天平与砝码应定期进行检定。滴定管、容量瓶、移液管
应进行校正。
1.7 在进行化学分析时,各项测定应同时进行空白试验,并对所测结果加以校正。
1.8 分析结果按试样的百分数表示,各项测定均保留到小数点后第二位数字。
2 试样
送到检验室的粉末试样必须充分混匀,并应以磁铁吸除破碎样品时带入的铁屑,然后装在带有
磨口塞的试样瓶内。试样的重量不得少于25克,细度须全部通过孔径为0.08毫米的方孔筛。
3 附着水的测定
3.1 试验步骤
准确称取试样约1克,放入已烘干至恒重的带有磨口塞的称量瓶中,于55 ̄60℃的烘箱内烘1小
时(烘干过程中称量瓶应敞开盖),取出,盖上磨口塞(但不应盖得太紧),放入干燥中冷至室温。
将磨口塞紧密盖好,称量。再将称量瓶敞开盖放入烘箱中,在同样温度下烘干30分钟,如此反复烘
干、冷却、称量,直至恒重。
3.2 结果计算
附着水的百分含量(X1)按式(1)计算:
G-G1
X1=────×100………………………………(1)
G
式中:G──烘干前试样重量,克;
G1──烘干后试样重量,克。
4 结晶水的测定
4.1 试验步骤
准确称取试样约1克,放入已烘干、恒重的带磨口塞的称量瓶中,在230±5℃的烘箱
中加热1小时,用坩埚钳将称量瓶取出,盖上磨口塞,放入干燥器中冷至室温,称量。再放
放烘箱中于同样温度下加热30分钟,如此反复加热、冷却、称量,直至恒重。
4.2 结果计算
结果水的百分含量(X2)按式(2)计算:
G-G1
X2=────×100-X1………………………………(2)
G
式中:G──加热前试样重量,克;
G1──加热后试样重量,克;
X1──按本标准第3章测得附着水的百分含量。
5 酸不溶物的测定(酸不溶物≤3%)
5.1 试剂
5.1.1 盐酸(1:5):将1体积的盐酸与5体积的水混合。
5.1.2 1%硝酸银溶液:将1克硝酸银溶于90毫升水中,加10毫升硝酸混匀。
5.2 试验步骤
准确称取试样约0.5克,置于250毫升烧杯中,用水润湿后盖上表皿。从杯口慢慢加入40
毫升盐酸(1:5),待反应停止后,用水冲洗表皿及杯壁并衡释至约75毫升。加热煮沸3 ̄4
分钟,用慢速滤纸过滤,以热水洗至无氯根反应(用硝酸银溶液检验)。滤液盛接于250毫
升容量瓶中,放冷,用水衡释至标线,摇匀,以供测定三氧化硫用。
将沉淀和滤纸一并移入已灼烧、恒重的瓷坩埚中,灰化,在950 ̄1000℃的温度下灼烧20
分钟,取出,放入干燥器中,冷却至室温,称量。如此反复灼烧、冷却、称量,直至恒重。
5.3 结果计算
酸不溶物的百分含量(X3)按式(3)计算:
G1
X3= ──×100……………………………(3)
G
式中:G1──灼烧后残渣重量,克;
G──试样重量,克。
6 二氧化硅的测定(酸不溶物>3%)
6.1 试剂
6.1.1 硝酸。
6.1.2 氯化钾。
6.1.3 5%氯化钾溶液:将5克氯化钾溶于100毫升水中。
6.1.4 5%氯化钾-乙醇溶液:将5克氯化钾溶于50毫升水中,加入50毫升95%乙醇,混匀。
6.1.5 15%氟化钾溶液:将15克氟化钾(KF·2H2O)溶解于100毫升水中,贮存在塑料瓶内。
6.1.6 1%酚酞指示剂溶液:将1克酚酞溶解于100毫升乙醇中,并用氢氧化钠溶液中和至微
红色。
6.1.7 氢氧化钾。
6.1.8 0.15N氢氧化钠标准溶液:将60克氢氧化钠溶于10升水中,摇匀,贮存于带胶塞(装有钠石
灰干燥管)的硬质玻璃瓶或塑料瓶中。
标定方法:准确称取约0.6克苯二甲酸氢钾,置于400毫升烧杯中,加入150毫升已用氢氧化钠溶液
中和至酚酞呈微红色的冷水,使其溶解。然后加入5 ̄6滴1%酚酞指示剂溶液,以氢氧化钠溶液
滴定至微红色。
氢氧化钠标准溶液对二氧化硅的滴定度按式(4)计算:
a×15.02×1000
Tsio2=───────── ……………………………(4)
V×204.2
式中:Tsio2──每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的毫克数;
a──苯二甲酸氢钾的重量,克;
V──滴定时消耗氢氧化钠溶液的体积,毫升;
15.02──二氧化硅的毫克当量;
204.2──苯二甲酸氢钾的毫克当量。
6.2 试验步骤
准确称取约0.3克试样,置于预先已熔化有3克氢氧化钾的镍或银坩埚中,再用1克氢氧化
钾覆盖于上,盖上坩埚盖(留有一定缝隙),放在电炉上(600 ̄650℃)熔融至试样完全分解(约20分
钟)。取下,放冷,用热水将熔块提取到300毫升的塑料杯中,坩埚及盖以少量稀硝酸(1:20)
及热水洗净(此时溶液的体积应在30毫升左右)。加入10毫升15%氟化钾溶液及15毫升硝酸,
冷却后加入氯化钾至钨和。冷却放置10分钟,以快速滤纸过滤,塑料杯与沉淀用5%氯化钾水溶液洗
涤2 ̄3次。将沉淀连同滤纸一起放入原塑料杯中,沿杯壁加入10毫升5%氯化钾-乙醇溶液及20滴
1%酚酞指示剂溶液,用0.15N氢氧化钠溶液中和未洗尽的酸,仔细搅动滤纸并随之擦洗杯壁
直至溶液呈红色。然后加入200毫升沸水(用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色),以0.15N氢
氧化钠标准溶液滴定至微红色。
6.3 结果计算
二氧化硅百分含量(X4)按式(5)计算:
Tsio2·V
X4=─────────×100……………………………(5)
G×1000
式中:Tsio2──每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的毫克数;
V──滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积,毫升;
G──试样重量,克。
7 含铁、铝、钙、镁试样溶液的制备
准确称取约0.8克试样,置于银坩埚中,加入6克氢氧化钠,盖于坩埚盖,并留有缝隙,放入高
温炉中,从低温升起至650℃,并在此温度下熔融20 ̄30分钟。取出,冷却,将坩埚放入盛有
100毫升热水的300毫升烧杯中,盖上表皿加热。待熔块完全分解后,取出坩埚,用热水及盐酸(1:5)
洗净坩埚。在搅动下,一次加篱20毫升浓盐酸和数滴硝酸(1.42),盖上表皿,加热煮沸,待
溶液澄清后,取下冷却,移入250毫升容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀,以供测定铁、铝、钙、镁及
三氧化硫用。
8 三氧化二铁的测定
8.1 试剂
8.1.1 氢氧化铵(1:1):将氢氧化铵与等体积的水混合。
8.1.2 盐酸(1:1):将盐酸与等体积的水混合。
8.1.3 10%磺基水杨酸钠指示剂溶液:将10克磺基水杨酸钠溶于100毫升水中。
8.1.4 20%氢氧化钾溶液:将20克氢氧化钾溶于100毫升水中。
8.1.5 钙黄绿素-甲基百里香酚蓝-酚酞混合指示剂(以下简写为CPM指示剂):准确称取
1克钙黄绿素,1克甲基百里香酚蓝,0.2克酚酞及50克已在105℃烘干的硝酸钾,混合研细后,
保存在磨口瓶中。
8.1.6 碳酸钙标准溶液:准确称取约0.6克已在105 ̄110℃烘过2小时的碳酸钙(高纯试剂),置
于400毫升烧杯中,加入约100毫升水,盖上表皿,沿杯口滴加盐酸(1:1)至碳酸钙全部溶解后,
加热煮沸数分钟。将溶液冷至室温,移入250毫升容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
8.1.7 0.015M乙二胺四 酸二钠标准溶液:称取5.6克乙二胺四乙酸二钠(以下简写为EDTA),
置于烧杯中,加约200毫升水,加热溶解,过滤,用水稀释至1升。
标定方法:吸取25毫升碳酸钙标准溶液,放入400毫升烧杯中,用水稀释至约200毫升,
加入少许标准溶液滴定至绿色荧光消失并呈现红色。
EDTA标准溶液对三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁的滴定度按式(6)、(7)、(8)、
(9)计算:
C·V1 MFe2O3 C·V1
TFe2O3=───× ─────=──── ×0.7977……………………(6)
V2 2MCaCO3 V2
C·V1 MAl2O3 C·V1
TAl2O3=───× ─────=──── ×0.5094……………………(7)
V2 2MCaCO3 V2
C·V1 MCaO C·V1
TCaO=───× ─────=──── ×0.5603……………………(8)
V2 MCaCO3 V2
C·V1 MMgO C·V1
TMgO =───× ─────=──── ×0.4028……………………(9)
V2 MCaCO3 V2
式中:TFe2O3──每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铁的毫克数;
TAl2O3──每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铝的毫克数;
TCaO──每毫升EDTA标准溶液相当于氧化钙的毫克数;
TMgO──每毫升EDTA标准溶液相当于氧化镁的毫克数;
C──每毫升碳酸钙标准溶液含有碳酸钙的毫克数;
V1──吸取碳酸钙标准溶液的体积,毫升;
V2──标定时消耗EDTA标准溶液的体积,毫升;
MFe2O3──三氧化二铁的分子量;
MAl2O3──三氧化二铝的分子量;
MCaO──氧化钙的分子量;
MMgO──氧化镁的分子量;
MCaCO3──碳酸钙的分子量。
8.2 试验步骤
吸取50毫升试样溶液,放入300毫升烧杯中,加水稀释至约100毫升,用氢氧化铵(1:1)
调节溶液pH至1.8 ̄2.0(用精密pH试纸检验)。将溶液加热至70℃,加10滴10%磺基水杨酸
钠指示剂溶液,以0.015M EDTA标准溶液缓慢滴定至亮黄色。
8.3 结果计算
三氧化二铁的百分含量(X5)按式(10)计算:
TFe2O3·V×5
X5=────────×100……………………(10)
G×1000
式中:TFe2O3──每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铁的毫克数;
V──滴定时消耗EDTA标准溶液的体积,毫升;
5 ──全部试样溶液与所分取试样溶液的体积比;
G──试样重量,克。
9 三氧化二铝的测定
9.1 试剂
9.1.1 乙酸-乙酸钠缓冲溶液,(pH4.3):将42.3克无水乙酸钠溶于水中,加80毫升冰乙
酸,然后加水稀释至1升,摇匀(用pH计或精密pH试纸检验)。
9.1.2 氢氧化铵(1:1)。
9.1.3 0.2%1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(以下简写为PAN)指示剂溶液:将0.2克PAN溶于100毫
升乙醇中。
9.1.4 0.015M EDTA标准溶液。
9.1.5 0.015M 硫酸铜标准溶液:将3.7克硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶于水中,加4 ̄5滴硫酸
(1:1),用于水稀释至1升,摇匀。
EDTA标准溶液与硫酸铜标准溶液体积比的测定:从滴定管缓慢放出10 ̄15毫升0.015M
EDTA标准溶液于400毫升烧杯中,用水稀释至约200毫升,加15毫升乙酸-乙酸钠缓冲溶液
(pH4.3),然后加热煮沸,取下稍冷,加4 ̄5滴0.2%PAN指示剂溶液,以硫酸铜标准溶液滴
定至亮紫色。
EDTA标准溶液与硫酸铜标准溶液的体积比(K)按式(11)计算:
V1
K=─── ……………………………(11)
V2
式中:K──每毫升硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的毫升数;
V1──EDTA标准溶液的体积,毫升。
V2──滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,毫升。
9.2 试验步骤
在滴定铁后的溶液中,加入15毫升0.015M EDTA标准溶液,然后用水稀释至约200毫升。
将溶液加热至60 ̄70℃,加15毫升乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH4.3),煮沸1 ̄2分钟,取下稍
冷,加4 ̄5滴0.2%PAN指示剂溶液,以硫酸铜标准溶液滴定至亮紫色。
9.3 结果计算
三氧化二铝的百分含量(X6)按式(12)计算:
TAl2O3(V1-K·V2)×5
X6= ─────────────×100…………………………(12)
G×1000
式中:TAl2O3──每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铝的毫克数;
V1──加入EDTA标准溶液的体积,毫升;
V2──滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积,毫升;
K──每毫升硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的毫升数;
5──全部试样溶液与所分取试样溶液的体积比;
G──试样重量,克。
10 氧化钙的测定
10.1 试剂
10.1.1 2%氟化钾溶液:将2克氟化钾(KF·2H2O)溶于100毫升水中,贮存在塑料瓶内。
10.1.2 三乙醇胺(1:2):将1体积三乙醇胺与2体积水混合。
10.1.3 20%氢氧化钾溶液。
10.1.4 CMP指示剂。
10.1.5 0.015M EDTA标准溶液。
10.2 试验步骤
吸取25毫升试样溶液,放入400毫升烧杯中,加入5毫升2%氟化钾溶液,搅拌并放置2分
钟,用水稀释至约250毫升。加5毫升三乙醇胺(1:2),搅拌后加入少许CMP指示剂,在搅拌
下加入20%氢氧化钾溶液至出现绿色荧光后,再过量5 ̄8毫升(pH应在13以上),用0.015M EDTA
标准溶液滴定至绿色荧光消失并呈现红色。
10.3 结果计算
氧化钙的百分含量(X7)按式(13)计算:
TCaO·V1×10
X7=────────── ×100…………………………(13)
G×1000
式中:TCaO──每毫升EDTA标准溶液相当于氧化钙的毫克数;
V1──滴定时消耗EDTA标准溶液的体积,毫升;
10──全部试样溶液与所分取试样溶液的体积比;
G──试样重量,克。
11 氧化镁的测定
11.1 试剂
11.1.1 10%洒石酸钾钠溶液:将10克酒石酸钾钠溶于100毫升水中。
11.1.2 三乙醇胺(1:2)。
11.1.3 酸性铬蓝K-萘酚绿B(1:2.5)混合指示剂:称取0.3克酸性铬蓝K与0. 75克萘
酚绿B和50克已在105℃烘过的硝酸钾,,混合研细后,贮存于磨口瓶中。
11.1.4 氢氧化铵-氯化铵缓冲溶液(pH10):将67.5克氯化铵溶于水中,加570毫升氢氧化铵,
然后用水稀释至1升。
11.1.5 0.015M EDTA标准溶液。
11.2 试验步骤
吸取25毫升试样溶液,放入400毫升烧杯中,用水稀释至约250毫升。加1毫升10%酒石酸
钾钠溶液、5毫升三乙醇胺(1:2),搅拌,然后加入20毫升氢氧化铵-氯化铵缓冲溶液(pH10)
及适量的酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,以0.015M EDTA标准溶液滴定,近终点时应缓慢
滴定至纯蓝色。
11.3 结果计算
氧化镁的百分含量(X8)按式(14)计算:
TMgO(V2-V1)×10
X8=──────────×100……………………(14)
G×1000
式中:TMgO──每毫升EDTA标准溶液相当于氧化镁的毫克数;
V2──滴定钙、镁合量时消耗EDTA标准溶液的体积,毫升;
V1──滴定钙时消耗EDTA标准溶液的体积,毫升;
10──全部试样溶液与所分取试样溶液的体积比;
G──试样重量,克。
12 三氧化硫的测定
12.1 离子交换法
12.1.1 试剂与仪器
12.1.1.1 溴甲酚绿-甲基红混合指示剂溶液:将3体积0.1%溴甲酚绿乙醇溶液与1体积0.2%
甲基红乙醇溶液混合。
12.1.1.2 0.06N氢氧化钠标准溶液:将24克氢氧化钠溶于10升水中,摇匀后贮存于带胶塞(装有
钠石灰干燥管)的硬质玻璃瓶中。
标定方法:准确称取约0.3克苯二甲酸氢钾,置于400毫升烧杯中,加入约200毫升已用氢氧化钠
溶液中和至酚酞呈微红色的冷水,搅拌使其溶解,加入5 ̄6滴1%酚酞指示剂溶液,用配好的氢氧
化钠溶液滴定至终点前1 ̄2毫升时,将溶液加热至沸,并保持微沸5分钟,再以流水冷却至
室温,然后继续用氢氧化钠溶液滴定至微红色。
氢氧化钠标准译三氧化硫的滴定度按式(15)计算:
a×40.03×1000
TSO3=──────── …………………………(15)
V×204.2
式中:TSO3──每毫升氢氧化钠标准溶液相当于三氧化硫的毫克数;
a──苯二甲酸氢钾的重量,克;
40.03──三氧化硫的毫克当量;
V──滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积,毫升;
204.2──苯二甲酸氢钾的毫克当量。
12.1.1.3 交换柱:长600毫米,直径50毫米近似的规格。
12.1.1.4 磁力搅拌器:200 ̄300转/分。
12.1.1.5 732苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂(1×12)或类似性能的树脂。
12.1.1.5.1 钠型树脂处理为氢型树脂的方法:将500克732苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂(1×12)
置于1000毫升烧杯中,加水浸泡6 ̄8小时,然后装入离子交换柱中,用2升3N盐酸以5毫升/分
的流速通过交换柱。然后用水逆洗交换柱中的树脂,直至流出液中的氯根反应消失为止(用硝酸
银溶液检验)。将树脂倒出,用布氏漏斗以抽气泵或抽气管抽滤,然后贮存于广口瓶中备用(树脂
久放后,使用时应再用水倾洗数次)。
12.1.1.5.2 树脂的再生处理:将用过的带有试样残渣的树脂放入烧杯中,用水冲洗数次,使
树脂与试样残渣分离,保存树脂,待积至一定数量后再按钠型树脂处理为氢型树脂的方法进行再
生处理。
12.1.2 试验步骤
准确称取约0.1克试样,置于已放入5克树脂、一根磁力搅棒和10毫升热水的150毫升烧杯中,
摇动烧杯试样分散。加入100毫升沸水,盖上表皿,置于磁力搅拌器上,加热搅拌15分钟。取下,
用快速滤纸过滤,将树脂转移至漏斗上,并用热水洗涤烧杯及树脂7 ̄8次。滤液收集于300毫
升烧杯中,保存树脂,以备再生。
向溶液中加入4 ̄5滴溴甲酚绿-甲基红指示剂溶液,用氢氧化钠标准溶液滴定至亮绿色。
滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积记为VA;以同样方法进行空白试验,消耗氢氧化钠标准溶
液的体积记为VB。
12.1.3 结果计算
三氧化硫的百分含量(X9)按式(16)计算:
(VA-VB)×TSO3
X9=─────────×100…………………………(16)
G×1000
式中:TSO3──每毫升氢氧化钠标准溶液相当于三氧化硫的毫克数;
VA──滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积,毫升;
VB──空白试验时消耗氢氧化钠标准溶液的体积,毫升;
G──试样重量,克。
12.1.4 本法(离子交换法)仅适用于硬石膏(CaSO4)及石膏(CaSO4·2H2O)试样中三氧化硫的测定。
12.2 硫酸钡重量法
12.2.1 试剂
12.2.1.1 盐酸(1:1)。
12.2.1.2 氢氧化铵(1:1)。
12.2.1.3 0.2%甲基红指示剂溶液:将0.2克甲基红溶于100毫升乙醇中。
12.2.1.4 10%氯化钡溶液:将10克氯化钡溶于100毫升水中。
12.2.1.5 1%硝酸银溶液。
12.2.2 试验步骤
吸取本标准5.2或第7章之溶液50毫升,放入400毫升烧杯中,加入180 ̄200毫升水及1 ̄2滴
0.2%甲基红指示剂溶液,滴加氢氧化铵(1:1)至溶液呈黄色,再加入10毫升盐酸(1:1)。将溶液
加热至沸,在搅拌下滴加15毫升10%氯化钡溶液,继续加热煮沸3 ̄5分钟,然后入在热处静置4
小时(或在室温下放置过夜)。用慢速滤纸过滤,并以热水洗涤至氯根反应消失为止(用硝酸银
溶液检验)。将沉淀物及滤纸一并移入已灼烧恒重的瓷坩埚中,灰化后在800℃的高温炉内灼烧
30分钟。取出坩埚,置于干燥器中冷至室温,称量。如此反复灼烧,直至恒重。
12.2.3 结果计算
三氧化硫的百分含量(X10)按式(17)计算:
G1×0.343
X10=──────×100…………………………(17)
G
式中:G1──灼烧后沉淀物的重量,克;
0.343──硫酸钡对三氧化硫的换算系数;
G──试样重量,克。
13 分析结果的允许差
分析结果的允许差,应符合下表之规定。
──────────┬──────────────┬────────────
允许差 │ 室内允许差,% │ 室间允许差,%
测定项目 │ │
──────────┼──────────────┼────────────
附着水 │ 0.20 │ -
结晶水 │ 0.15 │ 0.20
酸不溶物 │ 0.15 │ 0.20
SiO2 │ 0.20 │ 0.30
Fe2O3 │ 0.15 │ 0.20
Al2O3 │ 0.15 │ 0.20
CaO │ 0.20 │ 0.30
MgO │ 0.15 │ 0.25
SO3 (含量≤45%) │ 0.20 │ 0.30
(含量>45%) │ 0.30 │ 0.40
──────────┴──────────────┴────────────
附加说明:
本标准由国家建筑材料工业局提出。
本标准由建筑材料科学研究院水泥科学科学研究所、河南省建筑材料科学研究所共同起草。
本标准主要起草人赵一玮、隋琴香、胡庸仆、蒋丰汉、程亮、谢谷英、兰守仁。
本标准委托建筑材料科学研究院水泥科学研究所负责解释。
自本标准实施之日起,原建筑材料工业部部标准JC154-82《石膏化学分析方法》作废。