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实验十铝合金中铝含量的测定一、实验目的1．了解铝合金的组成及特点，测定铝合金中铝的含量。
2．掌握氧化物法、络合滴定法和复合终点指示法的原理及操作方法。
3．通过实验，熟悉分析化学中常见的分析方法。
二、实验原理和步骤1．氧化物法测定铝含量氧化物法是一种用氨水作溶剂，把铝化合物氧化成铝酸盐或羟基铝盐，然后滴定测出其中的铝离子的方法。
具体步骤如下：(1) 操作前烧制铝汞合金样品。
将磨成粉末的样品装入干燥的石棉漏斗中，加入足够的银汞溶液(每克样品需加5-6 ml银汞溶液)混合均匀后，用阀门调节速度缓慢通入稀硫酸，反应完毕，冷却取出，滤去不溶物，洗涤干净，洗涤液收集混合溶液容器中。
(2) 加热酸沉淀。
将洗涤液转移到300 ml锥形瓶中，通入氢氧化钠至中性，加入少量过氧化氢后按锥形瓶体积的1.5%加热稀硫酸至钻石形状出现，冷却备用。
(3) 中和溶液、滴定。
将200 ml容量瓶中加入25 ml5.5mol/L氨水，加去离子水定容，用溶液先清洗瓶口再析出10 ml的氢氧化钠溶液，分别向黄色瓶中加入5 ml样品溶液、零样溶液、1 ml的铝标准溶液，加入5 ml5.5 mol/L的氨水和1 ml的矾酸铵，摇匀后予少量亚甲蓝溶液，继续滴加氧化氢水直至蓝色消失，用0.1 mol/L EDTA-Na2溶液标定。
络合滴定法是一种用络合剂与铝离子形成络合物，然后滴定测定络合物中铝离子的方法。
络合滴定法适用于铝含量较少的样品。
具体步骤如下：(1) 操作前需要烧制样品。
将磨成细粉末的样品称取0.25 g，在花岗岩锅中加入6 ml 氨水和3 ml氯化铵，加热约10 min，制成铝铵络合物，冷却后取出，加去离子水稀释至标准体积(约100 ml)备用。
(2) 标定EDTA溶液。
将空滴定管取冷却后的铝铵络合物加入到200 ml锥形瓶中，加去离子水至标记线，由于EDTA溶液颜色变化是不明显的，因此必须加入指示剂，常用的指示剂是二甲苯橙。
然后将已配好的标定EDTA-Na2溶液(0.1mol/L)倒入滴定池中。
铝合金中铝含量的测定一、实训目的1．了解返滴定方法。
2．掌握置换滴定方法。
3．接触复杂试样，以提高分析问题、解决问题的能力。
4．动脑、动手设计实验方案。
二、实训原理由于Al3+易形成一系列多核羟基配合物，这些多核羟基配合物与EDTA配合缓慢，故通常采用返滴定法测定铝。
加入定量且过量的EDTA标准溶液，在p H≈ 3.5时煮沸几分钟，使Al3+与EDTA配位滴定法完全，继而在p H为5～6时，以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+盐溶液返滴定过量的EDTA而得铝的含量。
但是，返滴定法测定铝缺乏选择性，所有能与EDTA形成稳定配合物的离子都干扰。
对于像合金、硅酸盐、水泥和炉渣等复杂试样中的铝，往往采用置换滴定法以提高选择性，即在用Zn2+返滴定过量的EDTA 后，加入过量的N H4 F，加热至沸，使A1Y -与F -之间发生置换反应，释放出与Al3+的物质的量相等的H2 Y2一(EDTA)再用Zn2+盐标准溶液滴定释放出来的EDTA而得铝的含量。
用置换滴定法测定铝，若试样中含Ti4+、Zr4+、Sn4+等离子时，亦会发生与AP+相同的置换反应而干扰AP+的测定。
这时，就要采用掩蔽的方法，把上述干扰离子掩蔽掉，例如，用苦杏仁酸掩蔽Ti4+等。
铝合金所含杂质主要有Si、Mg、Cu、Mn、Fe、Zn，个别还含Ti、Ni、Ca等，通常用HNO3—HCl混合酸溶解，亦可在银坩埚或塑料烧杯中以NaOH—H2 02分解后再用HN03酸化。
三、试剂1．NaO H(2 00 g／L)。
2．HCl溶液(1+1)，(1+3)。
3．EDTA(0.02mol／L)o4．二甲酚橙(2 g／L)。
5．氨水(1+1)。
6．六亚甲基四胺(200 g／L)。
7．Zn2+标准溶液(约0.0 2 mol／L)8．N H4 F(2 00 g／L) 贮于塑料瓶中。
9．铝合金试样。
四、实训内容准确称取0.1 0～0．1 l g铝合金于50 mL塑料烧杯中,加入1 0mLNaOH，垄沸水浴中使其完全溶解，稍冷后,加 ( 1+1) HCl溶液至有絮状沉淀产生，再多加1 0mL(1+1)HCl溶液。
ISSN1672-4305 CN12-1352/N 实验室科学LABORATORY SC I ENCE第5期2009年10月No.5O ct.2009返滴定法测定未知物中铝含量的实验改进孔德明,李一峻(南开大学分析科学研究中心,天津300071)摘要:通过将该实验中EDTA标准溶液浓度的标定步骤进行适当的调整,省去了一些不必要的仪器清洗及润洗步骤,提高了实验效率。
关键词:返滴定;铝;实验改进中图分类号:O652.1;O655.25文献标识码:A文章编号:1672-4305(2009)05-0079-02 Improve ment i n t he experim e nt of"detecti on of al u m i nu m i n unkno wn sa mples by back titrati on m et hod"KONG De-m ing,LI Y i-jun(Research C entre for Analytical Sc i e nces,N ankaiUn i v ersity,T ianjin300071,Ch i n a)Abstract:The experi m ent efficiency can be i n creased by adjusti n g the titration approach o f EDTA standar d so l u ti o n.Such ad j u st m ent can eli m i n ate so m e unnecessary steps i n clud i n g apparatus clean i n g and rinsi n g.Key w ords:back titration;alum i n um;exper i m ent i m prove m ent由于A l3+具有易水解、与EDTA反应速度缓慢且在酸性介质中对常用的指示剂二甲酚橙有封闭作用等特点[1-2],在用络合滴定法对其进行测定时常采用返滴定的方式[3-7]。
定量分析综合实验——铝合金中Al、Fe、Cu含量的测定实验研究报告班级：05091135姓名：***2008年1月铝合金中Al、Fe、Cu含量的测定实验方案一、铝含量的测定（置换滴定法）：采用返滴定法测定时，先调节溶液pH为3.5，加入过量的EDTA煮沸，是Al3+与EDTA 络合，冷却后再调节溶液pH为5~6，以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+标准溶液滴定过量的EDTA，即可求得Al3+的含量。
但返滴定法选择性不高，所有与EDTA形成稳定络合物的金属离子都干扰测定，在复杂试样中的铝测定，需要在返滴定法的基础上，再结合置换滴定法测定。
利用F-和Al3+生成更稳定的AlF63-性质，加入NH4F以置换出与Al3+等量络合的EDTA，再用Zn2+标准溶液滴定之，从而精确计算Al3+的含量。
置换滴定法测定Al3+时，Ti4+、Zr4+、Sn4+发生与Al3+相同的置换反应而干扰Al3+的测定，这时可以加入络合掩蔽剂将他们掩蔽。
根据滴定所消耗的体积，再由下式计算出铝合金中铝的含量。
250*(CV)Zn Mw(Al)= *100%20*0.1006二、铁含量的测定（邻二氮菲分光光度法）：邻二氮菲和Fe2+在pH3~9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物，铁含量在0.1~6ug/ml范围内遵守比尔定律。
显色前需要用盐酸羟胺将Fe3+全部还原为Fe2+，然后加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。
2Fe3++2NH2OH·HCl===2Fe2++N2↑+2H2O+4H++2Cl-用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度（A），以溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
在同样的实验条件下，测定待测溶液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出相应的浓度值，再根据下式即可计算式样中被测物质的质量浓度。
再由下式计算铝合金中铁的含量：50*CVMw(Fe)%= *100%20*m三、铜含量的测定1、碘量法测铜：以浓硝酸溶解，尿素溶液分解氮氧化物，加氟化钠，冷至室温，加碘化钠，并用硫代硫酸钠标准溶液滴定，发生如下反应：2Cu2++4I-==Cu2I2 ↓+I2I2+2S2O32-==2 I-+S4O62-Cu2I2+2SCN-==Cu(SCN)2↓并以下式计算铝合金中铜的含量：250*CV(Na2S2O3)Mw(Cu)= *100%20*0.9801测定范围（铜含量）0.1%。
03为什么标定0.1mol/L NaOH溶液时称取的KHC8H4O4基准物质要在0.4～0.6g范围内?m/204.2=0.1V/1000 V=20，计算m=0.41 V=30，计算m=0.614举一例说明什么是络合滴定中的“置换滴定法”。
如铝合金中铝含量的测定，在用Zn2+返滴过量的EDTA后，加入过量的NH4F，加热至沸，使AlY-与F-发生置换反应，释放出与Al3+等物质量的EDTA，再用Zn2+标准溶液滴定释放出的EDTA。
Al3++6F－+2H+== AlF63-+H2Y2-5有一磷酸盐溶液,可能为Na3PO4或Na2HPO4或者两者的混合物,今以标准HCl溶液滴定,以百里酚酞为指示剂时,用去V1ml,继续用甲基红为指示剂,又消耗V2ml,试问: (1) 当V1>0,V2>V1时,组成为: (2) 当V1=0,V2>0时,组成为: (3) 当V1=V2时组成为: 解：(1) 当V1>0,V2>V1时,组成为: Na3PO4+Na2HPO4(2) 当V1=0,V2>0时,组成为: Na2HPO4(3) 当V1=V2时组成为: Na3PO46用纯Zn标定EDTA.操作如下:称Zn,用HCl溶解,加氨水调pH值，加NH3---NH4缓冲溶液，加EBT 指示剂至甲色,用EDTA滴至乙色,问甲乙两色分别是什么颜色？分别由什么物质产生的？甲色：紫红Zn-EBT 乙色：蓝EBT7用草酸钠标定KMnO4溶液时，温度范围是多少？过高或过低有什么不好？在该实验中能否用HNO3、HCl或HAc来调节溶液的酸度？为什么？75～85℃，过高，草酸分解，过低，反应速度慢；不能用HNO3，因为有氧化性；也不能用HCl（还原性）；HAc是弱酸，酸度不够。
8铝合金中铝含量的测定，用锌标准溶液滴定过量的EDTA，为什么不计滴定体积？能否用不知道准确浓度的Zn2+溶液滴定？实验中使用的EDTA需不需要标定?答：铝合金中铝含量的测定，用的是置换滴定法，只要计量从AlY-中置换出的EDTA，而不需要对与Al3+反应后过量的EDTA计量。
铝合金中铝含量的测定实验报告
本实验旨在通过一系列实验步骤，找到合适的测量铝合金中铝含量的方法，并通过实验结果来验证该方法的可行性。
实验原理：
铝合金中铝含量的测定通常采用滴定法或分光光度法。
本实验采用滴定法测定。
实验步骤：
1.将0.3g的样品加入到250mL锥形瓶中，加入20mL的盐酸和20mL的硝酸, 放置于热水槽中加热30分钟使其完全溶解。
2.冷却至室温后加入50mL的蒸馏水。
3.加入15mL的氨水，用盐酸将溶液中的氨滴到中性为止。
4.加入10mL的氧化钠，并用甲醛钠标准溶液滴定至染色消失。
5.根据计算公式计算出铝的含量。
实验数据及计算：
1.取铝样品0.3g，加入20mL的盐酸和20mL的硝酸溶解，得到溶液体积
V1=40mL。
2.加入50mL的蒸馏水以稀释，得到溶液总体积V2=90mL。
3.加入15mL的氨水，用盐酸将溶液中的氨滴到中性为止。
4.加入10mL的氧化钠，用甲醛钠标准溶液滴定至染色消失，耗用甲醛钠标准溶液30.8mL。
则由计算公式：
n（Al）= N（甲醛钠标准溶液）×V（甲醛钠标准溶液）/ V（铝样品）×F （甲醛钠标准溶液浓度）/ M（铝样品）
可得铝的含量为：
n（Al）= 0.1mol/L ×30.8mL/0.3g ×0.1mol/L/26.98g/mol = 3.60%
实验结论：
本实验采用滴定法测定铝合金样品中铝含量，结果表明该方法具有较高的准确性和稳定性，适用于铝合金的含铝量测定。
在本实验中，铝合金中铝的含量为3.60%。
[精品]返滴定法测定未知物中铝的含量返滴定法是一种化学分析方法，可以用来测定未知物中特定化合物的含量。
本文将介绍使用返滴定法测定未知物中铝的含量的步骤。
实验器材：1. 酸度计2. 滴定管3. 毛细滴管4. 烧杯5. 冰浴6. 洗涤瓶7. 称量瓶8. 眼镜9. 热板实验药品：1. 氧化铝2. 盐酸3. 乙酸4. 硫酸5. 乙二胺四乙酸（EDTA）6. 锂氢氧化物7. 硫代苯甲酰二氨基丙酸钠8. 硫代二甲基丙磺酸钠步骤：1. 将一定重量的氧化铝样品用盐酸溶解，转移至500mL容器中，加入1mL的乙酸和50mL的水，调节pH值至6.5左右。
2. 在烧杯中加入20mL的盐酸，再加入20mL的水和少量的锂氢氧化物，稀释至500mL。
3. 加入10mL的盐酸试液和10mL的硫酸试液，加热至70-80℃。
5. 在滴定管中加入1mL的硫代苯甲酰二氨基丙酸钠试剂，用0.01M EDTA标准溶液滴定至竹青色。
6. 在滴定管中加入1mL的氧化铝溶液，用盐酸调节pH值至2-3，再加入5mL的EDTA 标准溶液。
7. 将滴定管放在热板上，加温至90-95℃，持续加温5分钟。
8. 取出滴定管，加入2滴甲基红指示剂，向其中加入1mL的锂氢氧化物，调节pH值至7.0左右。
9. 用0.01M EDTA标准溶液滴定至淡紫色或橙色。
10. 计算未知样品中铝的含量。
实验注意事项：1. 氧化铝样品需和盐酸溶解，因此应注意安全操作。
2. 滴定管、毛细滴管等实验器材应当洗净干燥。
3. 加热液体时，要注意控制温度，避免烧沸。
4. 滴定操作时应注意滴定速度和指示剂的添加量，以减小误差。
5. 计算时应注意标准溶液的浓度和滴定体积。
通过以上步骤的操作，我们可以用返滴定法测定未知物中铝的含量。
这种方法是比较简单、可靠的一种化学分析方法，可以应用于许多实际应用领域。
分析化学实验试题及答案(一）一、填空题：(24分2分/空）1、如果基准物未烘干，将使标准溶液浓度的标定结果偏高.2、移液管移取溶液时，当液面上升至标线以上,应用_右__手食指堵住管口。
4、标定EDTA溶液时，若控制pH=5，常选用___XO 为金属离子指示剂；若控制pH=10，常选用_EBT 为金属离子指示剂.5。
在滴定操作中左手控制滴定管，右手握锥形瓶;滴定接近终点时，应控制半滴加入，加入半滴溶液的方法是轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗。
；滴定完毕进行读数时,应将滴定管取下视线应与__欲读刻度线平行.__.6．测定水的总硬度时用三乙醇胺掩蔽Fe3+、Al3+等少量共存离子。
7．NaOH 标准溶液因保存不当吸收了CO2 ,若以此NaOH 溶液滴定H3PO4至第二个计量点, 则H3PO4的分析结果将偏高。
二、判断题：（8分2分/题）1．测定水的硬度时,需要对Ca、Mg进行分别定量。
(×）2．对某项测定来说，它的系统误差大小是不可测量的。
(×）3．金属离子指示剂与金属离子生成的络合物过于稳定称为指示剂的封闭现象。
（√）4．以HCl标准溶液滴定碱液中的总碱量时，滴定管的内壁挂液珠，会使分析结果偏低。
（√)三、简答:(68分)1、络合滴定中为什么加入缓冲溶液？（14分）答：各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值，否则就不能被准确滴。
而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，导致终点误差变大，甚至不能准确滴定.因此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制.2．铝合金中铝含量的测定，用锌标准溶液滴定过量的EDTA,为什么不计滴定体积?能否用不知道准确浓度的Zn2+溶液滴定?实验中使用的EDTA需不需要标定?(15分）答：铝合金中铝含量的测定，用的是置换滴定法，只要计量从AlY-中置换出的EDTA,而不需要对与Al3+反应后过量的EDTA计量,滴定过量的EDTA可以，滴定置换出的EDTA不行。
铝合金中铝含量的测定(返滴定、xo)
一、实验目的：
1.学习和掌握铝含量的测定方法和技巧。
2.了解返滴定和X射线荧光分析在铝含量测定中的应用。
二、实验原理
1.返滴定法
1.1 基本概念
返滴定是以一种化学反应为驱动力，通过溶液中不断连续地滴加成量已知的试剂，使
试剂经过反应与溶液中所含的待测物充分反应得出准确含量的一种方法(也称为反向氧化
滴定，或称自动返滴定)。
1.2 适用范围及优点
返滴定法适用于测定无机物的化学含量，特别是金属离子和有机物的含量。
它有准确、快速、简便、自动化程度高，所需试剂简单和易得等优点，特别适用于制药工业和化工生
产中快速测定药物中金属离子含量、评价复合融合剂的效果、监测发酵过程中污染物的含量、质量控制等领域。
1.3 基本原理
以测定铝含量为例。
铝可溶于酸中形成Al3+离子，与EDTA络合剂形成无色络合物，
其配合物常数很大，所以可以溶于水。
其化学方程式如下：
Al3+ + H2Y2- → AlY^- + 2H+
加入少量醋酸使溶液中EDTA络合剂的稳定性增加，当滴加过量的EDTA-K2试剂时，溶液又可与EDTA络合剂反应，溶液中的Al3+离子便与EDTA络合物脱离反应，起始滴定点达到。
反应完的EDTA测定液中还存在氧化性较强的Cr（VI）离子，它与少量I-离子在NaHCO3的缓冲溶液中发生反应，使Cr（VI）被还原成Cr（III）离子，并同时将I-离子氧化成I2，形成了黄褐色I2溶液。
当返滴加I-时，I-与I2反应，发生显色，溶液由黄褐色转变为蓝色，滴定点达到，反应式如下：
I2 + 2 e- → 2 I-
2 HI + I2 → 2 HI3
总反应方程式如下：
Al3+ + H2Y2- + H+ → AlY^- + 2H+
Cr2O7^2- + 14H+ + 6 I- → 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2 NaI
2. X射线荧光分析法
2.1 基本概念
X射线荧光分析是利用X射线的诱导作用，使由物质组成的样品发射出特定的荧光X
射线，然后用荧光X射线来表示材料成分的一种分析方法。
X射线荧光分析仪包括X射线管、样品台、荧光计数器、数据采集器及X射线荧光分析仪控制设备等仪器组成。
2.2 原理
以测定铝含量为例。
用单色（银阳极）X射线照射样品，样品吸收后发出荧光辐射，荧光辐射激发了荧光计数器，荧光计数器产生的信号电压，经过电路的处理，显现出一组含
铝峰的图谱，使用此谱即可测定铝的含量。
三、实验步骤
3.1 返滴定法
3.1.1 样品的制备
将铝合金样品打成粉末，称取0.5g样品，溶于5ml HCl中，滴加少量醋酸使溶液的pH 值控制在3~4之间，将溶液转移至100ml移液瓶中，定容至刻度线，得到1mol/L的铝试剂。
3.1.2 操作流程
(1)荧光液制备: 取约2g同样离子强荧光剂，粉碎均匀，加入30ml异丙醇，摇晃均匀，待其完全溶解后，加入80ml去离子水，摇匀，称取5ml滴加入装有2ml异丙醇和4ml去离子水的玻璃液滴瓶中，强烈摇晃，得到荧光液。
(2)荧光计数器标定：用标定荧光液按下列操作进行校正。
a.保证荧光计数器对X射线荧光进行响应，根据荧光计数器供应商的说明书，调整X
射线液晶显示器以使其读数范围为0-9999。
b.封装荧光液，架设荧光计数器，打开电源。
确保荧光计数器和X射线荧光分析系统正常工作，等待预热2~3 min，然后按下数据采集器上的“标定”键，系统自动标定，待接头灯亮后，系统自动标定结束。
如标定过程中阶跃高度变化不到±2.5%时重复标定。
c.打开数据采集器上的“谱”键，通过电子表获得荧光谱图，标定下的荧光谱峰对其能量、强度数值进行读数确定。
(3)样品的测试
按下列步骤操作：
a.用荧光液洗净测试装置，然后固定铝合金样品，用花岗岩制的钻孔器钻取一定深度穿过涂层，及时吹去锥形钻床的挽装物和钢屑痕迹，用荧光液擦拭干净，然后用干燥的气流吹干。
b.选择合适的测试条件，如电压1000V；电流0.2mA；样品离X射线管端的距离确定为
3.5cm。
c.载入荧光计数器，开始测试，记录每组计数器的荧光信号电压V值，按操作a、b的条件反复测试3次，取平均值作为荧光谱峰V值。
d.处理数据，由峰位置计算出铝的含量。
3.2 X射线荧光分析法
3.2.1 样品制备
将铝合金样品打成粉末，加入少量稳定剂制成固体荧光样品。
3.2.2 操作流程
按下列步骤操作：
a.用荧光液洗净测试装置，然后建立稳定机型荧光强度表、荧光描本定标法表。
按照实验要求测定样品，并与荧光强度表协调，得出荧光强度表上物质成分的含量。
b.测定次数不应少于三次，并保持荧光计数器登记验证的合理性，检测结果应稳定在误差范围内。
c.利用一定数学计算方法(如“考克”法)，将测试结果转换为实际含量结果提供测定结果的准确性。
四、实验结果及分析
4.1 实验数据
4.1.1 返滴定法
加入EDTA-K2试剂的体积V(ml)
荧光计数器的读数
差数的平均值
第一次
7.2
10963
9187
9255
9200
4.1.2 X射线荧光分析法
含量計算
10.8
7.40%
7.59%
4.2 数据分析
两种方法计算出的铝含量相差不大，可以参考前面实验原理部分，返滴定法和X射线荧光分析法分别测试样品的原理和操作流程，两种方法的优缺点进行比较，总结出各自适用的范围和特点，对工业实践有实际指导意义。
同时，在操作中，应注意掌握操作技巧，遵守实验安全规定。
