鹽酸溶樣-硫酸亞鐵銨容量法測(cè)定軟錳礦中錳含量

韋文業(yè)，黃李斌，覃揚(yáng)成

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，廣西 河池 547000）

實(shí)驗(yàn)室與分析

鹽酸溶樣-硫酸亞鐵銨容量法測(cè)定軟錳礦中錳含量

韋文業(yè)，黃李斌，覃揚(yáng)成

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，廣西 河池 547000）

軟錳礦的主要成分是MnO2，用濃鹽酸溶解礦樣，加入硫酸加熱除去過量鹽酸，加入磷酸，以硝酸銀為催化劑，用過硫酸銨將Mn（Ⅱ）氧化成Mn（Ⅶ），用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。本法溶樣完全，不生成焦磷酸鹽，操作簡(jiǎn)便，易控制，準(zhǔn)確度高。

鹽酸；硫酸亞鐵銨；過硫酸銨；測(cè)定；錳

軟錳礦的主要成分是MnO2，測(cè)定其中錳含量常用硫酸亞鐵銨滴定法［1］，方法的原理是在磷酸介質(zhì)中，以硝酸銀為催化劑，用過硫酸銨將錳由低價(jià)氧化至Mn（Ⅶ），用鄰苯氨基苯甲酸作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。該法的缺點(diǎn)在于溶樣要求太高，不好控制，溫度過高易生成焦磷酸鹽粘結(jié)杯底，溫度過低則試樣分解不完全，溶樣時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)有焦磷酸鹽生成；稱樣量也要嚴(yán)格控制，錳量太高，對(duì)溶樣、氧化等操作都不利。對(duì)此，有人提出了硝酸銨氧化滴定法［2］。本文提出一種新的溶樣方法，試樣先與鹽酸反應(yīng)，過量的鹽酸在硫酸存在下加熱至冒濃厚的白煙除去，加適量的水，加入磷酸，以硝酸銀為催化劑，用過硫酸銨將Mn（Ⅱ）氧化成Mn（Ⅶ），鄰苯氨基苯甲酸作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。方法容易掌握，具有較好的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，用于樣品的測(cè)定，結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 mol·L-1：稱取40 g硫酸亞鐵銨［（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O］于燒杯中，加入適量水，加 100 mL（1＋1）的硫酸溶液，用水稀釋至1000 mL，混勻，用重鉻酸鉀基準(zhǔn)試劑標(biāo)定。

1%硝酸銀：稱取1 g硝酸銀溶于100 mL水中，混勻。

20%過硫酸銨溶液：稱取20 g過硫酸銨溶液溶于100 mL水中，混勻（用時(shí)現(xiàn)配）。

0.2%鄰苯氨基苯甲酸指示劑：稱取0.2 g鄰苯氨基苯甲酸溶于100 mL0.2%的碳酸鈉溶液中。

鹽酸；硫酸；磷酸。以上所用試劑除注明外均為分析純，水為蒸餾水。

1.2 試驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取0.1 g軟錳礦試樣于燒杯中，用少量水潤(rùn)濕礦樣，加入鹽酸5 mL，低溫加熱，使礦樣溶解完全，加入硫酸5 mL，繼續(xù)加熱至冒濃厚白煙，取下冷卻。加入水100 mL，加磷酸10 mL，加1%硝酸銀溶液3 mL，加20%過硫酸銨溶液15 mL，搖勻，加熱至小氣泡完全消失后再繼續(xù)加熱7 min，取下冷卻至室溫，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺紅色，加入3滴鄰苯氨基苯甲酸指示劑，繼續(xù)滴定至亮黃色為終點(diǎn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 酸度的影響

溶樣時(shí)的酸度越高，越有利于溶樣，酸度太低，所用時(shí)間越長(zhǎng)，甚至溶解不完全。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用鹽酸控制濃度在3mol·L-1以上溶樣完全。綜合考慮，本法使用12 mol·L-1的濃鹽酸溶樣。

用過硫酸銨將 Mn（Ⅱ）氧化成Mn（Ⅶ）時(shí)，控制磷酸的濃度為0.35～2.5 mol·L-1范圍內(nèi)都能獲得滿意的效果，本法使用磷酸的濃度約為1.2mol·L-1，即在濃硫酸冒濃白煙后，加磷酸10 mL，控制溶液體積約為130 mL。

2.2 溶樣溫度的影響

在室溫下使用濃鹽酸溶樣，不能使礦樣溶解完全，主要原因是由于二氧化錳與鹽酸反應(yīng)是吸熱反應(yīng)［3］，加熱能促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)表明，使用濃鹽酸，溫度60℃以上的條件下，礦樣溶解完全。本法采用濃鹽酸，加熱至沸騰的條件下進(jìn)行溶樣。

2.3 鹽酸用量的影響

鹽酸用量與礦樣的量有關(guān)，稱0.1 g錳礦試樣，加入3 mL鹽酸，加熱，即可把錳礦溶解完全。鹽酸量少于3 mL，加熱時(shí)有部分揮發(fā)，酸量過少，溶樣不完全。為確保礦樣溶解完全，本法用5 mL鹽酸溶解礦樣。復(fù)雜礦樣可考慮適當(dāng)增加鹽酸的量。

2.4 溶樣時(shí)間的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，稱0.1 g軟錳礦試樣，加入5mL鹽酸，加熱至沸騰3 min，即可把軟錳礦溶解完全。

2.5 共存物質(zhì)的影響

大量Fe（Ⅲ）（黃色）對(duì)滴定有干擾，加入磷酸后使其形成無色配合物即可消除其干擾［4］。Cl-的存在會(huì)與催化劑硝酸銀反應(yīng)生成AgCl沉淀，使硝酸銀的催化作用減弱甚至消失，本法在硫酸存在下加熱至冒濃白煙，有效地除去了Cl-。與Fe（Ⅱ）反應(yīng)的其他干擾物質(zhì)可考慮進(jìn)行相應(yīng)的掩蔽或分離方法。

2.6 準(zhǔn)確度和精密度

利用本法測(cè)定云南錫業(yè)公司研究所錳礦標(biāo)準(zhǔn)樣品（YT9101）中Mn的含量，結(jié)果見表1。測(cè)定結(jié)果與真實(shí)結(jié)果沒有顯著差別，在允許誤差范圍內(nèi)，說明本法準(zhǔn)確可靠。

表1 標(biāo)樣中Mn的測(cè)定結(jié)果（n＝3）Table1 Determination results of manganese in standard samples （n＝3）

3 實(shí)際樣品的測(cè)定

按試驗(yàn)方法測(cè)定某軟錳礦中Mn的含量，結(jié)果見表2。

表2 軟錳礦中Mn的測(cè)定結(jié)果（n＝3）Table2 Determination results of manganese in pyrolusite （n＝3）

4 結(jié)語(yǔ)

用本法測(cè)定軟錳礦中錳含量，溶解軟錳礦速度快，溶解完全，干擾物質(zhì)容易排除，費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)便、快捷、易控制，準(zhǔn)確度高，精密度高，測(cè)定結(jié)果令人滿意。

［1］ 北京礦冶研究總院分析室.礦石及有色金屬分析手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

［2］ 李青霞.硝酸銨氧化滴定法測(cè)定錳礦中錳含量［J］.化學(xué)分析計(jì)量，2007，16（3）：50-52.

［3］ 彭元新.二氧化錳與鹽酸反應(yīng)制氯氣的問題研究［J］.貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1996，14（2）：94-97.

［4］ 高職高?；瘜W(xué)教材編寫組.分析化學(xué)（2版）［M］.北京：高等教育出版社，2003.

Determination of Manganese in Pyrolusite by Hydrochloric Acid-solvent and Ammonium Ferrous Sulfate-titration

WEI Wen-ye， HUANG Li-bin， QIN Yang-cheng
（Department of Resources Engineering，Guangxi Modern Polytechnic College，Hechi 547000，China）

The main component of pyrolusite was MnO2， the core sample was firstly dissolved in concentrated hydrochloric acid，and then the solution was heated to remove the excess hydrochloric acid after adding sulphuric acid.With silver nitrate as catalyst， Mn （Ⅱ） was oxidized into Mn （Ⅶ） by ammonium persulfate after adding phosphoric acid， and finally titrated by ammonium ferrous sulfate standard solution.This method was simple，easy to control and had high accuracy.Besides，the core was completely dissolved and pyrophosphate could be avoided.

hydrochloric acid；ammonium ferrous sulfate；ammonium persulfate；determination；manganese

O 655.23

A

1671-9905（2011）03-0036-02

韋文業(yè)（1971-），男，壯族，廣西河池市人，講師，主要從事化學(xué)教學(xué)和礦石分析研究工作。E-mail：weiwenye888＠163.com

2010-11-08