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【摘 要】 采用一种无需预先分离铁锰，直接用EDTA容量法测定钢包碳砖中的三氧化二铝的含量。试样经酸、碱溶解处理后，分取试液，将试液调至PH2时，加入过量的EDTA标准溶液，使铝及其他离子和EDTA络合，以PAN为指示剂，用硫酸铜标准溶液滴定，再加入氟化钠置换出EDTA-Al络合物中的EDTA，用硫酸铜标准溶液滴定置换出的EDTA。根据第二次消耗的硫酸铜标准溶液毫升数，计算三氧化二铝的百分含量。测定范围：10%～95%。
【关键词】 容量法 测定 三氧化二铝
目前，测定高含量三氧化二铝的常用方法有滴定法和重量法，这些方法采用了沉淀分离铁锰的步骤，重量法有氟化钠-8-羟基喹啉重量法，该方法操作繁琐，且氢氧化铝完全沉淀，酸度要求严格。笔者采用盐酸及无水碳酸钠、硼酸混合熔剂分解试样，在制得的试液中加入一定量的EDTA，用氢氧化钠和盐酸调节酸度至pH2，使EDTA及溶液中金属离子络合完全。采用EDTA容量法测定，测定结果准确可靠。
1 实验部分
1.1主要试剂
1.1.1盐酸（1+1）
1.1.2冰醋酸
1.1.3氢氧化钠溶液（16%）
1.1.4醋酸-醋酸铵缓冲溶液（pH=4.5）：称取77g钼酸铵溶于水中，加入59ml冰醋酸，用水稀释至1000ml。
1.1.5氟化钠溶液（4%）
1.1.6乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准溶液0.02mol/L：称取7.4500g乙二胺四乙酸二钠（EDTA）用热水溶解稀释至1000毫升。
1.1.7酚酞指示剂：用无水乙醇配制（1%）
1.1.81-（2-吡啶偶氮）—2—萘酚（简称PAN）指示剂：用无水乙醇配制（0.1%）
1.1.9硫酸铜标准溶液0.01mol/L：称取2.4968克（CuSO4·5H2O）用水溶解后稀释至1000ml震荡均匀后，浑浊可加2滴硫酸（1+1）。
标定：取40.00mlEDTA标准溶液，9滴PAN指示剂（0.1%）以待标定的硫酸铜标准溶液滴定至红色或紫色为终点。
[C′][=CV/V′]
式中：C-EDTA标准溶液摩尔浓度，mol/L；[V]——取EDTA标准溶液的体积，ml；[C′]——硫酸铜标准溶液摩尔浓度，mol/L；[V′]——硫酸铜标准溶液所消耗的体积，ml。
1.1.10硼酸、无水碳酸钠混合熔剂（1+2）
1.2实验方法
准确称取0.2000g试样于瓷舟中，放入马弗炉，在850℃条件下，挥发试样中的游离碳。取出冷却，将试样置于300ml烧杯中，加入30ml盐酸（1.1.1），低温加热至大部分试样溶解，过滤后将残渣置于铂金埚中，烘干后放入马弗炉中灰化，加入3g熔剂（1.1.10）搅拌均匀，表面再覆盖1g熔剂（1.1.10），放人马弗炉中，在1050℃条件下熔融40min。取出冷却，转入300ml中，加入盐酸（1+1）40ml，浸取，洗净铂金埚，将两次溶液合并，浓缩至盐类出现，稀释于200ml容量瓶中，作为待测母液。
准确移取50.00ml母液于500ml烧杯中，用水稀释至150ml左右，加2-3滴酚酞指示剂（1.1.7），用氢氧化钠（1.1.3）中和至红色，再用盐酸（1.1.1）中和至红色刚好退去，准确加入2.0ml盐酸（1.1.1），此时pH值在2左右。加入50～70mlEDTA溶液（1.1.6），再用氢氧化钠溶液（1.1.3）慢慢中和至红色，用盐酸（1.1.1）中和至红色刚好退去。加入20ml醋酸-醋酸铵缓冲溶液（1.1.4）加热煮沸5min，取下，溶液温度在89℃～90℃时，加9滴PAN（1.1.8）指示剂，立即用硫酸铜标准溶液（1.1.9）滴定至稳定紫色为终点（不计毫升数）。加入10ml氟化钠（1.1.5）加热煮沸2min，取下，溶液温度仍在80℃～90℃时加入4滴PAN（1.1.8），立即用硫酸铜标准溶液（1.1.9）滴定至稳定紫色为终点，记下消耗毫升数。
2 结果与讨论
2.1EDTA的加入量
试样含铝量60%以上加入EDTA溶液（1.1.6）50ml，其量足以使溶液中的铁、铝等离子完全络合，并过量10ml左右。
2.2干扰离子的清除
在酸性溶液中能与EDTA形成稳定络合物的金属离子如Ti4+，Fe4+，Cr3+，Cu2+，Pb2+，Mn2+，Ni2+等均对铝的测定有干扰。因此必须将它们分离，为了清除这些离子的干扰，所以采用氟化钠置换法。
2.3采用间接滴定法
由于Al3+与EDTA的络合反应缓慢，形成中等稳定的络合物，因为铝盐水解形成多粒离子，因此采用各种指示剂直接滴定铝，均不满意，通常是间接滴定法。
2.4酸度的控制
加入EDTA后，酸度应很好控制，这是此方法关键，在pH1-2时，铝和EDTA反应慢，由于铝是两性化合物只宜在pH4-6之间，因为碱性再强，逐渐形成ALO2-1而不与EDTA络合故必须加入缓冲剂，以保持溶液的pH值恒定。
2.5加热时间
加热煮沸能使金属的各种络合物之间交换加速，不能消除指示剂的僵化作用，加热时间太短，结果偏低，最好固定在5分钟。
2.6滴定温度
滴定温度应保持在80℃～90℃，主要由于PAN及PAN的金属络合物均不溶于水，使它和金属离子形成络合物的速度缓慢，即在终点时指示剂的变色（黄到紫）不明显，为此用加热滴定的方法增强溶解度，从而加快反应速度以达到改进方法的目的，如不加热，可加入丙酮（50%）或乙醇，使终点清晰，因有机试剂价格昂贵，故常加热滴定。
2.7指示剂的选择
1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚（PAN）此指示剂为橙红色针状结晶，几乎不溶于水，在有机试剂中呈橙黄色，PAN与很多金属离子（Bi4+，Ca4+，Cu2+，Fe2+，Pb2+，Fe3+，Ni2+，Zn2+等）生成紫红色络合物，而指示剂本身在pH2-10范围内都呈黄色与紫红色的差别明显，能用于判断终点，此指示剂的特点足能在广泛的pH范围（pH2-10）使用。
2.8分析结果的计算（见表1）
表1 试样中铝的分析结果
【关键词】 容量法 测定 三氧化二铝
目前，测定高含量三氧化二铝的常用方法有滴定法和重量法，这些方法采用了沉淀分离铁锰的步骤，重量法有氟化钠-8-羟基喹啉重量法，该方法操作繁琐，且氢氧化铝完全沉淀，酸度要求严格。笔者采用盐酸及无水碳酸钠、硼酸混合熔剂分解试样，在制得的试液中加入一定量的EDTA，用氢氧化钠和盐酸调节酸度至pH2，使EDTA及溶液中金属离子络合完全。采用EDTA容量法测定，测定结果准确可靠。
1 实验部分
1.1主要试剂
1.1.1盐酸（1+1）
1.1.2冰醋酸
1.1.3氢氧化钠溶液（16%）
1.1.4醋酸-醋酸铵缓冲溶液（pH=4.5）：称取77g钼酸铵溶于水中，加入59ml冰醋酸，用水稀释至1000ml。
1.1.5氟化钠溶液（4%）
1.1.6乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准溶液0.02mol/L：称取7.4500g乙二胺四乙酸二钠（EDTA）用热水溶解稀释至1000毫升。
1.1.7酚酞指示剂：用无水乙醇配制（1%）
1.1.81-（2-吡啶偶氮）—2—萘酚（简称PAN）指示剂：用无水乙醇配制（0.1%）
1.1.9硫酸铜标准溶液0.01mol/L：称取2.4968克（CuSO4·5H2O）用水溶解后稀释至1000ml震荡均匀后，浑浊可加2滴硫酸（1+1）。
标定：取40.00mlEDTA标准溶液，9滴PAN指示剂（0.1%）以待标定的硫酸铜标准溶液滴定至红色或紫色为终点。
[C′][=CV/V′]
式中：C-EDTA标准溶液摩尔浓度，mol/L；[V]——取EDTA标准溶液的体积，ml；[C′]——硫酸铜标准溶液摩尔浓度，mol/L；[V′]——硫酸铜标准溶液所消耗的体积，ml。
1.1.10硼酸、无水碳酸钠混合熔剂（1+2）
1.2实验方法
准确称取0.2000g试样于瓷舟中，放入马弗炉，在850℃条件下，挥发试样中的游离碳。取出冷却，将试样置于300ml烧杯中，加入30ml盐酸（1.1.1），低温加热至大部分试样溶解，过滤后将残渣置于铂金埚中，烘干后放入马弗炉中灰化，加入3g熔剂（1.1.10）搅拌均匀，表面再覆盖1g熔剂（1.1.10），放人马弗炉中，在1050℃条件下熔融40min。取出冷却，转入300ml中，加入盐酸（1+1）40ml，浸取，洗净铂金埚，将两次溶液合并，浓缩至盐类出现，稀释于200ml容量瓶中，作为待测母液。
准确移取50.00ml母液于500ml烧杯中，用水稀释至150ml左右，加2-3滴酚酞指示剂（1.1.7），用氢氧化钠（1.1.3）中和至红色，再用盐酸（1.1.1）中和至红色刚好退去，准确加入2.0ml盐酸（1.1.1），此时pH值在2左右。加入50～70mlEDTA溶液（1.1.6），再用氢氧化钠溶液（1.1.3）慢慢中和至红色，用盐酸（1.1.1）中和至红色刚好退去。加入20ml醋酸-醋酸铵缓冲溶液（1.1.4）加热煮沸5min，取下，溶液温度在89℃～90℃时，加9滴PAN（1.1.8）指示剂，立即用硫酸铜标准溶液（1.1.9）滴定至稳定紫色为终点（不计毫升数）。加入10ml氟化钠（1.1.5）加热煮沸2min，取下，溶液温度仍在80℃～90℃时加入4滴PAN（1.1.8），立即用硫酸铜标准溶液（1.1.9）滴定至稳定紫色为终点，记下消耗毫升数。
2 结果与讨论
2.1EDTA的加入量
试样含铝量60%以上加入EDTA溶液（1.1.6）50ml，其量足以使溶液中的铁、铝等离子完全络合，并过量10ml左右。
2.2干扰离子的清除
在酸性溶液中能与EDTA形成稳定络合物的金属离子如Ti4+，Fe4+，Cr3+，Cu2+，Pb2+，Mn2+，Ni2+等均对铝的测定有干扰。因此必须将它们分离，为了清除这些离子的干扰，所以采用氟化钠置换法。
2.3采用间接滴定法
由于Al3+与EDTA的络合反应缓慢，形成中等稳定的络合物，因为铝盐水解形成多粒离子，因此采用各种指示剂直接滴定铝，均不满意，通常是间接滴定法。
2.4酸度的控制
加入EDTA后，酸度应很好控制，这是此方法关键，在pH1-2时，铝和EDTA反应慢，由于铝是两性化合物只宜在pH4-6之间，因为碱性再强，逐渐形成ALO2-1而不与EDTA络合故必须加入缓冲剂，以保持溶液的pH值恒定。
2.5加热时间
加热煮沸能使金属的各种络合物之间交换加速，不能消除指示剂的僵化作用，加热时间太短，结果偏低，最好固定在5分钟。
2.6滴定温度
滴定温度应保持在80℃～90℃，主要由于PAN及PAN的金属络合物均不溶于水，使它和金属离子形成络合物的速度缓慢，即在终点时指示剂的变色（黄到紫）不明显，为此用加热滴定的方法增强溶解度，从而加快反应速度以达到改进方法的目的，如不加热，可加入丙酮（50%）或乙醇，使终点清晰，因有机试剂价格昂贵，故常加热滴定。
2.7指示剂的选择
1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚（PAN）此指示剂为橙红色针状结晶，几乎不溶于水，在有机试剂中呈橙黄色，PAN与很多金属离子（Bi4+，Ca4+，Cu2+，Fe2+，Pb2+，Fe3+，Ni2+，Zn2+等）生成紫红色络合物，而指示剂本身在pH2-10范围内都呈黄色与紫红色的差别明显，能用于判断终点，此指示剂的特点足能在广泛的pH范围（pH2-10）使用。
2.8分析结果的计算（见表1）
表1 试样中铝的分析结果