3.1.2.2.1. Bản chất ph−ơng pháp
Ph−ơng pháp dựa trên phản ứng tạo phức của Al3+ với EDTA ở pH = 5,5. Chuẩn độ l−ợng EDTA d− bằng dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2, với chỉ thị xilen da cam, sau đó phân huỷ phức của Al với EDTA bằng NaF và chuẩn độ l−ợng EDTA đ−ợc giải phóng ra, khỏi phức với Al (t−ơng đ−ơng với hàm l−ợng Al có trong mẫu). Cũng bằng dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2 và xilen da cam, sẽ suy ra hàm l−ợng Al. Ph−ơng pháp phù hợp để xác định hàm l−ợng Al2O3 trong xỉ titan có hàm l−ợng dao động từ 1,0 ữ 10,0%, với sai số từ 0,20 ữ 0,55%.
BCTK “Nghiên cứu quy trình xác định: SiO2, Al2O3, V2O5, P2O5, S và FeO trong xỉ titan”
Xác định tổng số các cation kim loại (Me) có trong dung dịch, kể cả Al3+
bằng ph−ơng pháp chuẩn độ l−ợng d− EDTA ở pH = 5,5 với chỉ thị xilen da cam và dung dịch chuẩn độ Zn2+.
Me2+ + H2Y2- = MeY2- + 2H+
Al3+ + H2Y2- = AlY3- + 2H+
Thêm NaF vào dung dịch vừa chuẩn độ và đun sôi mạnh, khi đó Al tạo phức bền với ion florua d−ới dạng [AlF6]3-. Do [AlF6]3- có độ bền lớn hơn AlY3- trong môi tr−ờng đệm axetat, nên ion florua sẽ đẩy EDTA ra khỏi AlY3- một cách định l−ợng. Chuẩn độ l−ợng EDTA đ−ợc đẩy ra sẽ xác định hàm l−ợng Al.
AlY3- + 6F- + 2H+ = H2Y2- + [AlF6]3- ZnInd + H2Y2- = ZnY2- + Hind Vàng sáng – xilen dacam – hồng nhạt 3.1.2.2.2. Hoá chất 3.1.2.2.2.1. HNO3 54% 3.1.2.2.2.2. HCl 18%: Pha trong n−ớc 3.1.2.2.2.3. CH3COOH 96% 3.1.2.2.2.4. CH3COONH4, tinh thể 3.1.2.2.2.5. C2H5OH 960
3.1.2.2.2.6. Phenolphtalein 0,1%: pha trong C2H5OH (3.1.2.2.2.5)
3.1.2.2.2.7. Xilen da cam 0,1%: Pha trong n−ớc, thêm vài giọt NaOH 1M 3.1.2.2.2.8. NaF 4%: Hoà tan 40g NaF trong 600ml n−ớc, sau pha loãng bằng n−ớc đến 1000ml.
3.1.2.2.2.9. Dung dịch đệm, pH = 5ữ 6: Hoà tan 250g CH3COONH4 (3.1.2.2.2.4) trong 600ml n−ớc và 20ml CH3COOH (3.1.2.2.2.3), sau pha loãng bằng n−ớc đến 1000ml.
3.1.2.2.2.10. EDTA, dạng bột
3.1.2.2.2.11. EDTA 0,05M: Hoà tan 18,61g EDTA (3.1.2.2.2.10) vào 800ml n−ớc, lắc đều đến tan hoàn toàn, sau pha loãng bằng n−ớc đến 1000ml
BCTK “Nghiên cứu quy trình xác định: SiO2, Al2O3, V2O5, P2O5, S và FeO trong xỉ titan”
kiểm tra lại nồng độ EDTA bằng dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2 (3.1.2.2.2.12) và chỉ thị xilen da cam (3.1.2.2.2.7).
3.1.2.2.2.12. Dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2 0,025 và 0,05M: pha từ ống chuẩn fixanal.
3.1.2.2.2.13. Dung dịch tiêu chuẩn EDTA 0,05M: Fa từ ống chuẩn Fixanal
3.1.2.2.2.14. Dung dịch tiêu chuẩn Al 1mg/ml: Hoà tan 0,5g kim loại Al 99,95%, trong 100ml HCl (3.1.2.2.2.2), thêm 4 giọt HNO3 (3.1.2.2.2.1), đun sôi nhẹ đến tan hoàn toàn, để nguội, định mức bằng n−ớc đến 500ml.
3.1.2.2.3. Cách tiến hành phân tích
Tuỳ theo hàm l−ợng Al có trong mẫu, lấy 25 ữ 50ml Đ-I (3.1.1.2.3.1), cho vào bình nón 500ml. Thêm vào 100ml n−ớc, 1 giọt phenolphtalein (3.1.2.2.2.6), đ−ợc dung dịch màu hồng. Chỉnh rất chậm dung dịch trong bình bằng từng giọt HCl (3.1.2.2.2.2), đến vừa mất màu hồng. Dùng Burét cho vào bình từ 20ữ 25ml EDTA (3.1.2.2.2.11), vừa cho vừa lắc kỹ, để Al không tạo thành phức hydroxô đa nhân (tạo phức cục bộ). Sau đó tia n−ớc xung quanh thành bình, rồi đun sôi dung dịch mẫu khoảng 5 phút. Lấy mẫu ra để nguội đến nhiệt độ phòng, thêm vào 20 ữ 25ml đệm (3.1.2.2.2.9), và 4 giọt xilen da cam (3.1.2.2.2.7) lắc đềụ Chuẩn độ l−ợng d− EDTA bằng dung dịch tiêu chuẩn Zn(CH3COO)2 (3.1.2.2.2.12), cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sáng, sang màu hồng nhạt. Cho tiếp vào dung dịch vừa đ−ợc chuẩn 10ml NaF (3.1.2.2.2.8). Đun sôi mạnh dung dịch 5 ữ 6 phút nữa, làm nguội nhanh dung dịch đến nhiệt độ phòng, thêm vào 2 giọt xilen da cam (3.1.2.2.2.7) nữa, lắc đều, rồi chuẩn độ tiếp l−ợng EDTA vừa đ−ợc giải phóng ra cũng bằng dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2 (3.1.2.2.2.12), nh− trên. Kết thúc phép chuẩn độ, ghi lại thể tích dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2 (3.1.2.2.2.12), tiêu tốn khi chuẩn độ l−ợng EDTA đ−ợc giải phóng ra của mẫu phân tích (V1) ml. Đồng thời tiến hành phân tích mẫu trắng song song cùng điều kiện nh− mẫu phân tích. Cũng ghi lại thể tích dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2
BCTK “Nghiên cứu quy trình xác định: SiO2, Al2O3, V2O5, P2O5, S và FeO trong xỉ titan”
(3.1.2.2.2.12), tiêu tốn khi chuẩn độ l−ợng EDTA đ−ợc giải phóng ra của mẫu trắng (V2) ml. 3.1.2.2.4. Biểu thị kết quả 3.1.2.2.4.1. Tính kết quả Hàm l−ợng Al2O3 đ−ợc tính bằng (%) theo công thức: 2 3 1 2 100 %Al O T V V( ).W. V a = −
- V1: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2, tiêu tốn khi chuẩn độ l−ợng EDTA đ−ợc giải phóng ra của mẫu phân tích, tính theo ml.
- V2: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2, tiêu tốn khi chuẩn độ l−ợng EDTA đ−ợc giải phóng ra của mẫu trắng (V2) ml, tính theo ml.
- W: Thể tích dung dịch mẫu định mức, tính theo ml
- V: Thể tích dung dịch mẫu, lấy để chuẩn độ, tính theo ml - a: Khối l−ợng mẫu cân, tính theo mg
- T: Là độ chuẩn của dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2, đ−ợc tính bằng số mg Al2O3 có trong 1ml dung dịch (mg Al2O3/ml) và đ−ợc tính theo công thức. . 100 P m T V =
- P: Khối l−ợng phần trăm của Al2O3 trong mẫu tiêu chuẩn, tính theo % - V: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn Zn (CH3COO)2, để chuẩn độ phần mẫu thử tiêu chuẩn (chứa hàm l−ợng Al2O3 đã biết), tính theo ml.
- m: Khối l−ợng phần trăm của mẫu thử tiêu chuẩn, tính theo mg (mẫu tiêu chuẩn là mẫu có thành phần cấu tạo và hàm l−ợng Al2O3 gần giống với mẫu phân tích).
BCTK “Nghiên cứu quy trình xác định: SiO2, Al2O3, V2O5, P2O5, S và FeO trong xỉ titan”
3.1.2.2.4.2. Độ chính xác của ph−ơng pháp
Bảng 4: Độ lệch chuẩn kết quả các lần xác định (Al2O3), song song
Hàm l−ợng Al2O3 (%) Độ lệch chuẩn (%) 1,0 ữ 2,0 0,20 2,0 ữ 4,0 0,30 4,0 ữ 6,0 0,40 6,0 ữ 8,0 0,50 8,0 ữ 10,0 0,55 3.1.3. Ph−ơng pháp trắc quang xác định hàm l−ợng Al2O3
(áp dụng cho xỉ titan cao cấp có hàm l−ợng Al2O3 0,4 ữ0,5%)
3.1.3.1. Khảo sát các thông số tối −u xác định hàm l−ợng Al2O3
Theo một số tài liệu tham khảo [5,8,14,18] và thực tế phân tích cho thấy: