CN104142283A

CN104142283A - 钛酸钡含量的测定方法

Info

Publication number: CN104142283A
Application number: CN201410380067.2A
Authority: CN
Inventors: 冯向琴; 陶洪早; 芶淑云; 陈绿英; 江彩义; 李鹏飞
Original assignee: Panzhihua University
Current assignee: Nantong Mingyi Glass Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2034-08-04
Also published as: CN104142283B

Abstract

本发明公开了一种钛酸钡含量的测定分析方法。该方法包括以下步骤：a、样品分解；b、调节pH值；c、定容、摇匀、过滤、分取滤液；d、沉淀；e、陈化；f、灼烧；g、称量；h、结果计算。本发明针对行业标准HG/T3587-1999中存在的问题，先通过步骤a做好样品的前期处理，然后准确调节待测液的PH值将全部的钛水解变成沉淀再过滤分离，钡离子则在溶液中，彻底消除钛对钡测定的干扰。通过多次试验证明，本发明分析结果的精密度和准确度都非常高，且步骤简单，试剂用量少，适于在分析领域推广应用。

Description

钛酸钡含量的测定方法

技术领域

本发明属于分析化学领域，具体涉及一种钛酸钡含量的测定分析方法。

背景技术

目前，现行行业标准HG/T3587-1999电子工业用高纯钛酸钡中钛酸钡含量的测定方法所叙述的内容为称取约0.5g试样(精确至0.0002g)，置于200mL烧杯中，加入少量水湿润试样，摇动。加15mL盐酸，置于电炉上方距电炉约5cm处缓缓加热,边加热边摇动，待其晶型转化后(即溶液由无色变为浅黄色再变为无色，试样成为松散状颗粒)，此时再加入15mL水，继续加热至试样完全溶解，用慢速定性滤纸过滤，用热水洗涤不溶物至滤液无氯离子(用硝酸银溶液检验)，收集滤液及洗液于400ml烧杯中加入50mL乙二胺四乙酸二钠的氨性溶液，调整溶液体积至300mL，加1滴甲基橙指示液，滴加氨水调整溶液刚呈黄色，加热至沸，在不断搅拌下加入20mL硫酸铵溶液。移至水浴保温陈化2h以上。用慢速定量滤纸过滤，用热水洗涤沉淀至无氯离子(以硝酸银溶液检验)。将沉淀连同滤纸置于已在800℃～850℃下干燥至恒重的瓷坩埚中，低温灰化，然后于800℃～850℃下灼烧40min，于干燥器中冷却，称量，再灼烧直至恒重。该行业标准对钛酸钡含量的测定操作步骤存在阐述不够详细、步骤较复杂、操作不方便、有些操作不够合理、且实际操作发现分析的精密度和准确度均不理想等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高分析精密度和准确度的钛酸钡含量测定方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钛酸钡含量的测定方法，包括如下步骤：

a、样品分解：称量0.3000～0.5000g的钛酸钡样品置于烧杯中，加入1:3～1:1的盐酸20～40mL，加入盐酸后先低温加热搅拌4～6分钟，再加热至沸腾溶解样品，待溶液清亮后，继续加热浓缩溶液体积至8～12mL，停止加热，加水调整溶液体积至30～50mL；

b、调节pH值：向步骤a得到的溶液中加入溴甲酚绿指示剂，用氨水调节pH值至溶液变为蓝色；

c、将步骤b得到的溶液定容，然后摇匀、过滤，分取部分滤液转入空烧杯中；

d、沉淀：向步骤c分取的滤液中加水稀释，然后加入一定量硫酸或硫酸铵溶液，得到具有大量沉淀的悬浮液溶液；

e、将步骤d得到的悬浮液溶液陈化一段时间，然后用滤纸过滤并洗涤；

f、灼烧：将步骤e过滤和洗涤后得到的沉淀连同滤纸一起转入坩埚中，将坩埚放入马弗炉中缓慢升温至800～850℃，保温30～50分钟，取出放置干燥器中冷却至室温；

g、称量：将步骤f灼烧并冷却后的沉淀进行称量并记录数据；

h、结果计算：以质量分数ω表示钛酸钡样品中钛酸钡的含量，

ω = \frac{0.9992 \times m_{1}}{m_{0} \times \frac{V_{2}}{V_{1}}} \times 100 %;

式中：ω——钛酸钡样品中钛酸钡的质量百分含量，％；

m₁——灼烧并冷却后得到的沉淀的质量，g；

m₀——称取钛酸钡样品的质量，g；

V₁——将步骤b冷却后的溶液定容的体积，mL；

V₂——步骤c分取滤液的体积，mL；

0.9992——硫酸钡转换成钛酸钡的转换系数。

本发明中，如1:3的盐酸是指将浓盐酸(质量分数约37％)按体积比1:3与水混合后得到的盐酸。步骤a所述的低温加热是指采用缓慢加热的方式，使溶液温度不超过80℃；在具体操作时，以电炉盘炉丝不红亮为宜。步骤f所述的缓慢升温是将沉淀从常温加热到800℃大概耗时30分钟左右。另外，本领域技术人员可以理解的是，本发明步骤d加入一定量硫酸或硫酸铵是指加入量不少于理论反应量，只要能够起到全部沉淀钡的目的即可。

其中，上述方法步骤b中，所述溴甲酚绿指示剂的浓度为1g/L，加入量为2～3滴。

1g/L的溴甲酚绿指示剂可以用以下方式配制：称取0.1g溴甲酚绿，溶于乙醇(95％)，再用乙醇(95％)稀释至100mL。

其中，上述方法步骤b中，所述用氨水调节pH值至溶液变为蓝色的具体操作步骤为：先用1:1的氨水调节溶液呈蓝色，再用1:1的盐酸调节溶液刚好呈黄色，最后用1:5的氨水调节溶液刚好呈蓝色。

本发明中，1:1的氨水是指将浓氨水(质量分数约28％)按体积比1:1与水混合后得到的氨水。

其中，上述方法步骤c中，定容的体积为200mL，分取溶液的体积为50mL或100mL。

其中，上述方法步骤d中，所述硫酸或硫酸铵溶液的加入量为30～50mL，所述硫酸溶液为1:12～1:9的硫酸溶液，所述硫酸铵溶液浓度为2～4g/L。

本发明中，1:9的硫酸溶液是指将浓硫酸(质量分数约98％)按体积比1:9与水混合后得到的硫酸溶液。

其中，上述方法步骤e中，将步骤d得到的悬浮液溶液进行室温陈化3～6小时，或80～90℃保温陈化1.5～2.0小时。

其中，上述方法步骤f中，所述坩埚为铂坩埚或陶瓷坩埚。

本发明的有益效果是：在对钛酸钡含量的分析测量中，影响钛酸钡含量分析结果精密度和准确度影响的关键就在于对钛干扰的消除是否彻底，标准HG/T3587-1999中消除钛干扰的方法是采用乙二胺四乙酸二钠(以下简称EDTA)与钛进行络合反应形成可溶性物质，再加入硫酸根后并调溶液PH值(标准中用甲基橙作指示剂)使溶液呈黄色，大约为PH＝4.4，将溶液中的钡沉淀，这种方式存在的问题是：(1)溶液中的钛和钡都会和EDTA络合反应，如果EDTA量不足时，钛先进行络合反应，且有可能不能全部络合，游离的钛在后序调节PH过程发生水解生成沉淀进入硫酸钡沉淀中使分析结果偏高，如果EDTA量足够时，钡也能和EDTA络合，这不仅增加试剂的用量而且也影响后序的硫酸钡沉淀反应的程度，因为，必须加入更多的硫酸根去夺取络合物中的钡离子，因此EDTA的加入量需要进行严格的控制。(2)实际分析中，对样品中的钛、钡量本来就是未知的，要想对EDTA量进行精确控制是很难实现的，也是很不方便的，由此使得测定结果的精密度和准确度都较差。本发明针对上述存在的问题，先通过步骤a做好样品的前期处理，然后准确调节待测液的PH值将全部的钛水解变成沉淀再过滤分离，钡离子则在溶液中，彻底消除钛对钡测定的干扰。发明人通过多次试验证明，本发明分析结果的精密度和准确度都非常高，且步骤简单，试剂用量少。

具体实施方式

钛酸钡含量的测定方法，包括如下步骤：

ω = \frac{0.9992 \times m_{1}}{m_{0} \times \frac{V_{2}}{V_{1}}} \times 100 %;

式中：ω——钛酸钡样品中钛酸钡的质量百分含量，％；

m₁——灼烧并冷却后得到的沉淀的质量，g；

m₀——称取钛酸钡样品的质量，g；

V₁——将步骤b冷却后的溶液定容的体积，mL；

V₂——步骤c分取滤液的体积，mL；

0.9992——硫酸钡转换成钛酸钡的转换系数。

本发明步骤a能够充分的将样品溶解并达到最佳的测量钛酸钡浓度，为后续消除钛的干扰和钡的测量奠定基础。步骤b用氨水调节pH值至溶液变为蓝色是发明人经过多次试验验证，在该pH值下能够充分的将全部的钛水解变成沉淀而分离，从而彻底消除钛对钡测定的干扰。

本发明限定钛酸钡样品的质量为0.3000～0.5000g，目的并不是为了说明本发明必须采用该质量范围的钛酸钡样品，而是本发明具有众多有关溶液浓度或量的描述，比如步骤a中加入盐酸的体积，浓缩的体积等，本发明目的是为了说明初始称取的钛酸钡样品的质量与后续具体的溶液体积等之间的比例关系。比如本发明称取钛酸钡0.3000～0.5000g，那么步骤a浓缩后加水调整溶液体积应该在30～50mL，这种比例状态下的溶液浓度有利于后续的分析测量。由此本领域技术人员可以理解的是，本发明权利要求中各具体数值只是为了描述一种比例关系，在本发明比例关系内的具体数值的修改也属于本发明保护的范畴。

优选的，上述方法步骤b中，所述溴甲酚绿指示剂的浓度为1g/L，加入量为2～3滴。

优选的，为了使步骤b溶液控制pH更加准确，从而彻底掩蔽钛，上述方法步骤b中，所述用氨水调节pH值至溶液变为蓝色的具体操作步骤为：先用1:1的氨水调节溶液呈蓝色，再用1:1的盐酸调节溶液刚好呈黄色，最后用1:5的氨水调节溶液刚好呈蓝色。

优选的，为了使测量溶液浓度更加合适，从而进一步提高最终分析精密度和准确度，上述方法步骤c中，定容的体积为200mL，分取溶液的体积为50mL或100mL。

优选的，上述方法步骤d中，所述硫酸或硫酸铵溶液的加入量为30～50mL，所述硫酸溶液为1:12～1:9的硫酸溶液，所述硫酸铵溶液浓度为2～4g/L。

优选的，上述方法步骤e中，将步骤d得到的悬浮液溶液进行室温陈化3～6小时，或80～90℃保温陈化1.5～2.0小时。

优选的，上述方法步骤f中，所述坩埚为铂坩埚或陶瓷坩埚。

步骤f和g在具体操作时，如果采用铂坩埚，可以将铂坩埚在使用前先在800～850℃温度下灼烧10分钟，然后称重记录为m_埚，步骤f灼烧后直接将装有沉淀的铂坩埚一起称量，重量为m_总，那么灼烧得到沉淀的质量m1＝m_总-m_埚。如果采用陶瓷坩埚，那么直接将灼烧得到的沉淀从坩埚中扫出，放在已去皮的表面皿或称量纸上进行称量，可直接得到沉淀的重量m₁。

下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

实施例一

分别称取0.5000g钛酸钡试样三份，编号为：BT-103，分别用具体实施方式部分所述的本发明方法和HG/T3587-1999方法进行平行试验，检验其测定方法的精密度，所得结果见表1。

表1 钛酸钡样品中钛酸钡含量的分析结果

从表1中数据看出，采用本发明方法测定钛酸钡样品中钛酸钡含量的精密度较高，极差为：0.17，在行业标准规定的允许差范围内，HG/T3587-1999方法测定的结果精密度很低，超出了行业标准规定的允许差范围，其主要原因可能是钛没能被完全掩蔽造成的。

实施例二

用标准加入法进行回收率试验检验本发明所建立的分析方法的准确度，操作方法：分别称取0.3000g钛酸钡试样各五份，编号为：BT-103，分别放入5个250mL烧杯中，烧杯编号为1、2、3、4、5，再向5个烧杯中依次加入10mg/mL的钡标液0.0mL、10.0mL、20.0mL、30.0mL、40.0mL，后面按本发明方法和实施例一相同操作，进行回收率试验，所得结果见表2。钡标液配制方法：称取在110℃烘至恒重的优级纯氯化钡7.5907g溶于体积比1:9的盐酸溶液中定容500mL，摇匀。

表2 加标回收率试验结果

由表3数据可知，采用本发明检测钛酸钡中钛酸钡的含量以钡的回收率计算在99.0％～101.5％之间，平均回收率为100.67％，回收率较好，准确度较高，方法可靠。

本领域技术人员可以理解的是，评价一个分析方法的好坏，主要采用精密度和准确度。一个分析方法最终目标是准确度要高，想要准确度高必须精密度好，精密度好是准确度高的先决条件，但精密度高准确度不一定高。本发明实施例一已经表明行业标准HG/T3587-1999精密度很差，所以实施例二无需进行回收率试验来验证其准确度，其准确度一定不高。

Claims

1.钛酸钡含量的测定方法，其特征在于包括如下步骤：

ω = \frac{0.9992 \times m_{1}}{m_{0} \times \frac{V_{2}}{V_{1}}} \times 100 %;

式中：ω——钛酸钡样品中钛酸钡的质量百分含量，％；

m₁——灼烧并冷却后得到的沉淀的质量，g；

m₀——称取钛酸钡样品的质量，g；

V₁——将步骤b冷却后的溶液定容的体积，mL；

V₂——步骤c分取滤液的体积，mL；

0.9992——硫酸钡转换成钛酸钡的转换系数。

2.根据权利要求1所述的钛酸钡含量的测定方法，其特征在于：步骤b中，所述溴甲酚绿指示剂的浓度为1g/L，加入量为2～3滴。

3.根据权利要求1所述的钛酸钡含量的测定方法，其特征在于：步骤b中，所述用氨水调节pH值至溶液变为蓝色的具体操作步骤为：先用1:1的氨水调节溶液呈蓝色，再用1:1的盐酸调节溶液刚好呈黄色，最后用1:5的氨水调节溶液刚好呈蓝色。

4.根据权利要求1所述的钛酸钡含量的测定方法，其特征在于：步骤c中，定容的体积为200mL，分取溶液的体积为50mL或100mL。

5.根据权利要求1所述的钛酸钡含量的测定方法，其特征在于：步骤d中，所述硫酸或硫酸铵溶液的加入量为30～50mL，所述硫酸溶液为1:12～1:9的硫酸溶液，所述硫酸铵溶液浓度为2～4g/L。

6.根据权利要求1所述的钛酸钡含量的测定方法，其特征在于：步骤e中，将步骤d得到的悬浮液溶液进行室温陈化3～6小时，或80～90℃保温陈化1.5～2.0小时。

7.根据权利要求1所述的钛酸钡含量的测定方法，其特征在于：步骤f中，所述坩埚为铂坩埚或陶瓷坩埚。