石膏及硬石膏的化学分析

石膏是水泥工业中的重要原料之一，一般分为天然石膏和粘土质石膏，天然石膏与粘土质石膏的化学成分大致介于以下范围：

5.1  附着水

准确称取试样约1g，放入已烘干至恒重的带磨口的称量瓶中，于55-60 OC的烘干箱内烘1小时（烘干过程中称量瓶应敞开口），取出，盖上磨口塞，（但不应盖的太紧）放入干燥器冷至室温。将磨口瓶塞紧密盖好，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。

附着水的百分含量按照下列公式进行计算：

附着水%=（G-G1）/GＸ100%

式中：

G—烘干前试料的质量，克。

G1—烘干后试料的质量，克。

5.2 结晶水

准确称取试样约1g，放入已烘干至恒重的带磨口的称量瓶中。在230±5OC的烘干箱内烘1小时，用坩埚钳将称量瓶取出，盖上磨口塞，放入干燥器冷至室温。再放入烘箱中，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。

    结晶水的百分含量按照下列公式进行计算：

   结晶水%=（G-G1）/GＸ100%-附着水%

式中：

G—加热前试料的质量，克。

G1—加热后试料的质量，克。

5.3 酸不溶物：

5.3.1 试剂

  盐酸（1+5）

  10g/L 硝酸银

5.3.2  分析步骤

准确称取试验样约0.5g，置于250ml烧杯中，用水润湿后盖上表面皿，从杯中慢慢加入40ml盐酸（1+5），待反应停止后，用水冲洗表面皿及杯壁，并稀释至75ml。加热煮沸3-4分钟，用慢速滤纸过滤，用热水洗至无氯根反应（用硝酸银溶液检验）滤液盛接于250ml容量瓶中，放冷，用水稀释至标线，摇匀，以供测三氧化硫用。

将沉淀和滤纸一并移入已灼烧恒重的瓷坩埚中，灰化，在950-1000OC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。

    酸不溶物的百分含量按照下列公式进行计算：

    酸不溶物%=G1/GＸ100%

    式中：

    G1—灼烧后残渣的质量，克；

   G—试料的质量，克。

5.4 二氧化硅

  5.4.1 试剂

     硝酸（1+20）

     氯化钾

     50g/L 氯化钾溶液

     50g/L 氯化钾—乙醇溶液

     150g/L 氟化钾溶液

     10g/L  酚酞指示剂溶液

     氢氧化钠

     0.015mol/L  氢氧化钠标准溶液

5.4.2 分析步骤

准确称取约0.3g试样，置于预先已熔化的有3g KOH的镍式银坩埚中，再用1g氢氧化钾覆盖于上，盖上坩埚盖（留有一定的缝隙），放在电炉上600-650OC熔融试样完全分解（约20分钟），取下，放冷，用热水将熔块提取到300ml塑料烧杯中，坩埚及盖用少量稀硝酸（1+20）及热水洗净（此时溶液的体积应在30ml左右）。加入10ml150g/L 氟化钾溶液及15ml硝酸，冷却，加入氯化钾至饱和。冷却放置10分钟，以快速滤纸过滤，塑料杯与沉淀用10ml150g/L 氟化钾溶液洗涤2-3次。将沉淀连同滤纸一起放在原烧杯中，沿杯壁加入10ml50g/L 氯化钾—乙醇溶液及20滴酚酞指示剂溶液，用0.015mol/L  氢氧化钠标准溶液中未洗净的酸，仔细搅动滤纸并随之擦洗杯壁，直至溶液呈红色。然后加入20ml沸水(用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色)，以0.015mol/L  氢氧化钠标准溶液滴定至微红色。

SiO2的含量按照下列公式计算：

SiO2%=（TSiO2ＸV）/（GＸ1000）Ｘ100

TSiO2—每毫升NaOH相当于SiO2的毫克数；

V—滴定时消耗NaOH标准滴定溶液的体积，毫升；

G—全部试料的质量，克。

5.5  含铁、铝、钙、镁试样溶液的制备。

5.5.1  试剂

   氢氧化钠

   盐酸（1+5）

   盐酸

   硝酸

5.5.2  制备方法：

 准确称取约0.8g试样，放置于银坩埚中，加6g氢氧化钠，盖上坩埚盖（留有一定的缝隙），放入高温炉中，从低温升至650OC，并在此温度下熔融20-30分钟。取出，冷却，将坩埚放入盛有100ml热水的300ml烧杯中，盖上表面皿加热。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，一次加入20ml浓盐酸和数滴硝酸，盖上表面皿，加热煮沸，待溶液澄清后，取下冷却，移入250ml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。

5.6  三氧化二铁

5.6.1 试剂

氨水（1+1）

盐酸（1+1）    

100g/L磺基水杨酸钠指示剂溶液  

精密试纸（PH0.5-5.0）

0.015M EDTA溶液

5.6.2  分析步骤

准确吸取上述制备好的试样溶液50ml放入300ml烧杯中，加水稀释至100ml，用氨水（1+1）调节溶液的PH至1.8-2.0（用精密试纸检验）。将溶液加热至70 OC，加10滴10%的磺基水杨酸钠指示剂溶液，用0.015M EDTA溶液缓慢滴定至亮黄色（终点温度应不低于60OC）。

Fe2O3的含量按照下列公式计算：

Fe2O3%=（TFe2O3ＸVＸ5）/（GＸ1000）Ｘ1000

 式中：

TFe2O3—每毫升EDTA相当于Fe2O3的毫克数；

V—加入EDTA标准滴定溶液的体积，毫升；

5—全部试样溶液与分取试样溶液的体积比；

G—全部试料的质量，克。

5.7三氧化二铝

5.7.1 试剂

0.015M EDTA溶液  

乙酸—乙酸钠缓冲溶液（PH=4.3）   

0.2% PAN指示剂溶液 

0.015M 硫酸铜标准溶液

 精密试纸（PH0.5-5.0）    

氨水（1+1）

5.7.2 分析步骤

在滴定铁后的溶液中，准确加入10-15ml0.015 M的EDTA标准溶液 ，加水稀释至200ml，将溶液加热至60-70OC。 加15ml HAc-NaAc缓冲溶液（PH=4.3），继续煮沸1-2分钟，取下稍冷，加4-5滴 0.2%的PAN指示剂溶液，以0.015 M的硫酸铜标准溶液滴定至亮紫色。 

 三氧化二铝的百分含量按照下列公式进行计算：

AL2O3%= TAL2O3Ｘ{[（V1 - KV2）Ｘ5]/（GＸ1000）}Ｘ100 

式中

TAL2O3—每毫升EDTA标准溶液相当与AL2O3的毫克数；

 V1—加入EDTA标准溶液的体积。毫升；

V2—滴定时消耗的CuSO4标准溶液的体积，ml；

K—每毫升CuSO4标准溶液相当与EDTA标准溶液的毫克数；

5—全部试样与所取试样溶液的体积比；

G—试料的质量，克；

 5.8  氧化钙

5.8.1  试剂

150g/L KF溶液

三乙醇胺（1+2）

200g/L  KOH溶液

钙黄绿素—甲基百里香酚蓝—酚酞指示剂（CMP）

0.015 MDTA 标准溶液

5.8.2 分析步骤

吸取试样溶液25ml，放入400ml烧杯中，加5ml盐酸（1+1）及1ml 150g/L的KF溶液，搅拌并放置2分钟，用水稀释至约250ml，加入5ml三乙醇胺（1+2），搅拌后加入少许CMP混合指示剂，在搅拌下加入200g/L的KOH溶液至出现绿色荧光后在过量5—8毫升（此时溶液的PH应在13以上），用0.015M 的EDTA标准溶液滴定至绿色荧光消失并转变为粉红色。

CaO的百分含量按照下列公式进行计算：

CaO%=（ TCaOＸVＸ10） /（GＸ1000）Ｘ100

  TCaO—每毫升EDTA标准溶液相当与CaO的毫克数；

V—滴定时消耗EDTA标准溶液的体积，毫升。

10—全部试样与所取试样溶液的体积比；

G—试料的质量，克。

5.9氧化镁

5.9.1 试剂

100g/L 酒石酸钾钠溶液

三乙醇胺（1+2）

精密试纸（PH9.5-13）

氨水—氯化铵缓冲溶液（PH10）

酸性铬蓝K—萘酚绿B（1：2.5）混合指示剂：

0.015M EDTA标准溶液

5.9.2  分析步骤

吸取25ml试液，放入400ml烧杯中，用水稀释至约250ml， 加入1ml的100g/L 酒石酸钾钠溶液及5ml三乙醇胺（1+2），然后加入20ml氨水—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，用0.015M EDTA标准溶液滴定（近终点时应缓慢滴定）至溶液呈纯蓝色。

MgO%=[TMgOＸ（V2-V1）Ｘ10]/（GＸ1000）Ｘ100

TMgO—每毫升EDTA标准溶液相当与MgO的毫克数；

V1—滴定钙时消耗EDTA标准溶液的体积，毫升。

V2—滴定钙镁合量时消耗EDTA标准溶液的体积，毫升。

10—全部试样与所分取试样溶液的体积比；

G—试料的质量，克。

5.10  三氧化硫

A 离子交换法

（1）试剂与仪器

溴甲酚绿—甲基红混合指示剂

0.06mol/L氢氧化钠标准溶液

交换柱：长600mm，直径50mm或近似规格

磁力搅拌器：200-300转/分

732苯乙烯强酸性阳离子交换树脂（1X12）或类似性能的树脂。

（2）分析步骤：

准确称取约0.1g试样，置于已放入5g树脂，一根磁力搅拌棒和10ml热水的150ml烧杯中，摇动烧杯使试样分散。加入100ml沸水，盖上表面皿，置于磁力搅拌器上，加热搅拌15分钟。取下，用快速滤纸过滤，将树脂转移到漏斗上，并用热水洗涤烧杯及树脂7-8次。滤液收集于300ml烧杯中，保存树脂，以备再生。

向溶液中加入4-5滴溴甲酚绿—甲基红混合指示剂，用0.06mol/LNaOH标准溶液滴定至亮绿色，滴定时消耗NaOH标准溶液的体积为VA；以同样方法进行空白试验，消耗NaOH标准溶液的体积为VB：

三氧化硫的百分含量按照下列公式进行计算：

SO3%=[（VA-VB）ＸTSO3]]/（GＸ1000）Ｘ100

公式中：

TSO3—每毫升NaOH标准溶液相当于SO3的毫克数；

VA—滴定时消耗NaOH标准溶液的体积，毫升；

VB—空白试验时消耗NaOH标准溶液的体积，毫升；

G—试料的质量。克。

B 硫酸钡重量法

 （1） 试剂

    盐酸（1+1）

    氨水（1+1）

    2g/L 甲基红指示剂溶液

   100g/L  氯化钡溶液

   10g/L  硝酸银溶液

（2） 分析步骤

吸取5.3.2或5.5.2制备的试样溶液50ml放入400ml烧杯中，加入180-200ml水及滴加1-2滴2g/L 甲基红指示剂溶液，滴加氨水（1+1）至溶液呈黄色。再加入10ml盐酸（1+1），将溶液加热至沸，在搅拌下滴加15ml的100g/L  氯化钡溶液，继续加热煮沸3-5分钟，然后放在热处静置4小时（或在室温下静置过夜）。用慢速滤纸过滤，并以热水洗涤至氯根消失为止（用硝酸银溶液检验）。将沉淀物以及滤纸一并移入已灼烧恒重的瓷坩埚重。灰化后在800OC的高温炉中灼烧30分钟，取出坩埚，置于干燥器中冷却至室温，称量，如此反复灼烧，直至恒重。

三氧化硫的百分含量按照下列公式进行计算：

SO3%=（G1Ｘ0.343）/GＸ100

公式中：

GI—灼烧后沉淀物的重量，克。

G—试料的质量，克。

0.343—硫酸钡与三氧化硫的换算系数。