石膏及硬石膏的化學分析

石膏是水泥工業中的重要原料之一，一般分為天然石膏和粘土質石膏，天然石膏與粘土質石膏的化學成分大致介于以下范圍：

5.1  附著水

準確稱取試樣約1g，放入已烘干至恒重的帶磨口的稱量瓶中，于55-60 OC的烘干箱內烘1小時（烘干過程中稱量瓶應敞開口），取出，蓋上磨口塞，（但不應蓋的太緊）放入干燥器冷至室溫。將磨口瓶塞緊密蓋好，稱量。再將稱量瓶敞開蓋放入烘箱中，在同樣溫度下烘干30分鐘，如此反復烘干，冷卻，稱量，直至恒重。

附著水的百分含量按照下列公式進行計算：

附著水%=（G-G1）/GＸ100%

式中：

G—烘干前試料的質量，克。

G1—烘干后試料的質量，克。

5.2 結晶水

準確稱取試樣約1g，放入已烘干至恒重的帶磨口的稱量瓶中。在230±5OC的烘干箱內烘1小時，用坩堝鉗將稱量瓶取出，蓋上磨口塞，放入干燥器冷至室溫。再放入烘箱中，在同樣溫度下烘干30分鐘，如此反復烘干，冷卻，稱量，直至恒重。

    結晶水的百分含量按照下列公式進行計算：

   結晶水%=（G-G1）/GＸ100%-附著水%

式中：

G—加熱前試料的質量，克。

G1—加熱后試料的質量，克。

5.3 酸不溶物：

5.3.1 試劑

  鹽酸（1+5）

  10g/L 硝酸銀

5.3.2  分析步驟

準確稱取試驗樣約0.5g，置于250ml燒杯中，用水潤濕后蓋上表面皿，從杯中慢慢加入40ml鹽酸（1+5），待反應停止后，用水沖洗表面皿及杯壁，并稀釋至75ml。加熱煮沸3-4分鐘，用慢速濾紙過濾，用熱水洗至無氯根反應（用硝酸銀溶液檢驗）濾液盛接于250ml容量瓶中，放冷，用水稀釋至標線，搖勻，以供測三氧化硫用。

將沉淀和濾紙一并移入已灼燒恒重的瓷坩堝中，灰化，在950-1000OC的溫度下灼燒20分鐘，取出，放入干燥器中，冷卻至室溫，稱量。如此反復灼燒，冷卻，稱量直至恒重。

    酸不溶物的百分含量按照下列公式進行計算：

    酸不溶物%=G1/GＸ100%

    式中：

    G1—灼燒后殘渣的質量，克；

   G—試料的質量，克。

5.4 二氧化硅

  5.4.1 試劑

     硝酸（1+20）

     氯化鉀

     50g/L 氯化鉀溶液

     50g/L 氯化鉀—乙醇溶液

     150g/L 氟化鉀溶液

     10g/L  酚酞指示劑溶液

     氫氧化鈉

     0.015mol/L  氫氧化鈉標準溶液

5.4.2 分析步驟

準確稱取約0.3g試樣，置于預先已熔化的有3g KOH的鎳式銀坩堝中，再用1g氫氧化鉀覆蓋于上，蓋上坩堝蓋（留有一定的縫隙），放在電爐上600-650OC熔融試樣完全分解（約20分鐘），取下，放冷，用熱水將熔塊提取到300ml塑料燒杯中，坩堝及蓋用少量稀硝酸（1+20）及熱水洗凈（此時溶液的體積應在30ml左右）。加入10ml150g/L 氟化鉀溶液及15ml硝酸，冷卻，加入氯化鉀至飽和。冷卻放置10分鐘，以快速濾紙過濾，塑料杯與沉淀用10ml150g/L 氟化鉀溶液洗滌2-3次。將沉淀連同濾紙一起放在原燒杯中，沿杯壁加入10ml50g/L 氯化鉀—乙醇溶液及20滴酚酞指示劑溶液，用0.015mol/L  氫氧化鈉標準溶液中未洗凈的酸，仔細攪動濾紙并隨之擦洗杯壁，直至溶液呈紅色。然后加入20ml沸水(用氫氧化鈉溶液中和至酚酞呈微紅色)，以0.015mol/L  氫氧化鈉標準溶液滴定至微紅色。

SiO2的含量按照下列公式計算：

SiO2%=（TSiO2ＸV）/（GＸ1000）Ｘ100

TSiO2—每毫升NaOH相當于SiO2的毫克數；

V—滴定時消耗NaOH標準滴定溶液的體積，毫升；

G—全部試料的質量，克。

5.5  含鐵、鋁、鈣、鎂試樣溶液的制備。

5.5.1  試劑

   氫氧化鈉

   鹽酸（1+5）

   鹽酸

   硝酸

5.5.2  制備方法：

 準確稱取約0.8g試樣，放置于銀坩堝中，加6g氫氧化鈉，蓋上坩堝蓋（留有一定的縫隙），放入高溫爐中，從低溫升至650OC，并在此溫度下熔融20-30分鐘。取出，冷卻，將坩堝放入盛有100ml熱水的300ml燒杯中，蓋上表面皿加熱。待熔塊完全分解后，取出坩堝，用熱水及鹽酸（1+5）洗凈坩堝。在攪動下，一次加入20ml濃鹽酸和數滴硝酸，蓋上表面皿，加熱煮沸，待溶液澄清后，取下冷卻，移入250ml容量瓶中，加水稀釋至標線，搖勻，以供測定鐵、鋁、鈣、鎂及三氧化硫用。

5.6  三氧化二鐵

5.6.1 試劑

氨水（1+1）

鹽酸（1+1）    

100g/L磺基水楊酸鈉指示劑溶液  

精密試紙（PH0.5-5.0）

0.015M EDTA溶液

5.6.2  分析步驟

準確吸取上述制備好的試樣溶液50ml放入300ml燒杯中，加水稀釋至100ml，用氨水（1+1）調節溶液的PH至1.8-2.0（用精密試紙檢驗）。將溶液加熱至70 OC，加10滴10%的磺基水楊酸鈉指示劑溶液，用0.015M EDTA溶液緩慢滴定至亮黃色（終點溫度應不低于60OC）。

Fe2O3的含量按照下列公式計算：

Fe2O3%=（TFe2O3ＸVＸ5）/（GＸ1000）Ｘ1000

 式中：

TFe2O3—每毫升EDTA相當于Fe2O3的毫克數；

V—加入EDTA標準滴定溶液的體積，毫升；

5—全部試樣溶液與分取試樣溶液的體積比；

G—全部試料的質量，克。

5.7三氧化二鋁

5.7.1 試劑

0.015M EDTA溶液  

乙酸—乙酸鈉緩沖溶液（PH=4.3）   

0.2% PAN指示劑溶液 

0.015M 硫酸銅標準溶液

 精密試紙（PH0.5-5.0）    

氨水（1+1）

5.7.2 分析步驟

在滴定鐵后的溶液中，準確加入10-15ml0.015 M的EDTA標準溶液 ，加水稀釋至200ml，將溶液加熱至60-70OC。 加15ml HAc-NaAc緩沖溶液（PH=4.3），繼續煮沸1-2分鐘，取下稍冷，加4-5滴 0.2%的PAN指示劑溶液，以0.015 M的硫酸銅標準溶液滴定至亮紫色。 

 三氧化二鋁的百分含量按照下列公式進行計算：

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

式中

TAL2O3—每毫升EDTA標準溶液相當與AL2O3的毫克數；

 V1—加入EDTA標準溶液的體積。毫升；

V2—滴定時消耗的CuSO4標準溶液的體積，ml；

K—每毫升CuSO4標準溶液相當與EDTA標準溶液的毫克數；

5—全部試樣與所取試樣溶液的體積比；

G—試料的質量，克；

 5.8  氧化鈣

5.8.1  試劑

150g/L KF溶液

三乙醇胺（1+2）

200g/L  KOH溶液

鈣黃綠素—甲基百里香酚藍—酚酞指示劑（CMP）

0.015 MDTA 標準溶液

5.8.2 分析步驟

吸取試樣溶液25ml，放入400ml燒杯中，加5ml鹽酸（1+1）及1ml 150g/L的KF溶液，攪拌并放置2分鐘，用水稀釋至約250ml，加入5ml三乙醇胺（1+2），攪拌后加入少許CMP混合指示劑，在攪拌下加入200g/L的KOH溶液至出現綠色熒光后在過量5—8毫升（此時溶液的PH應在13以上），用0.015M 的EDTA標準溶液滴定至綠色熒光消失并轉變為粉紅色。

CaO的百分含量按照下列公式進行計算：

CaO%=（ TCaOＸVＸ10） /（GＸ1000）Ｘ100

  TCaO—每毫升EDTA標準溶液相當與CaO的毫克數；

V—滴定時消耗EDTA標準溶液的體積，毫升。

10—全部試樣與所取試樣溶液的體積比；

G—試料的質量，克。

5.9氧化鎂

5.9.1 試劑

100g/L 酒石酸鉀鈉溶液

三乙醇胺（1+2）

精密試紙（PH9.5-13）

氨水—氯化銨緩沖溶液（PH10）

酸性鉻藍K—萘酚綠B（1：2.5）混合指示劑：

0.015M EDTA標準溶液

5.9.2  分析步驟

吸取25ml試液，放入400ml燒杯中，用水稀釋至約250ml， 加入1ml的100g/L 酒石酸鉀鈉溶液及5ml三乙醇胺（1+2），然后加入20ml氨水—氯化銨緩沖溶液（PH10）及適量的酸性鉻藍K—萘酚綠B混合指示劑，用0.015M EDTA標準溶液滴定（近終點時應緩慢滴定）至溶液呈純藍色。

MgO%=[TMgOＸ（V2-V1）Ｘ10]/（GＸ1000）Ｘ100

TMgO—每毫升EDTA標準溶液相當與MgO的毫克數；

V1—滴定鈣時消耗EDTA標準溶液的體積，毫升。

V2—滴定鈣鎂合量時消耗EDTA標準溶液的體積，毫升。

10—全部試樣與所分取試樣溶液的體積比；

G—試料的質量，克。

5.10  三氧化硫

A 離子交換法

（1）試劑與儀器

溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑

0.06mol/L氫氧化鈉標準溶液

交換柱：長600mm，直徑50mm或近似規格

磁力攪拌器：200-300轉/分

732苯乙烯強酸性陽離子交換樹脂（1X12）或類似性能的樹脂。

（2）分析步驟：

準確稱取約0.1g試樣，置于已放入5g樹脂，一根磁力攪拌棒和10ml熱水的150ml燒杯中，搖動燒杯使試樣分散。加入100ml沸水，蓋上表面皿，置于磁力攪拌器上，加熱攪拌15分鐘。取下，用快速濾紙過濾，將樹脂轉移到漏斗上，并用熱水洗滌燒杯及樹脂7-8次。濾液收集于300ml燒杯中，保存樹脂，以備再生。

向溶液中加入4-5滴溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑，用0.06mol/LNaOH標準溶液滴定至亮綠色，滴定時消耗NaOH標準溶液的體積為VA；以同樣方法進行空白試驗，消耗NaOH標準溶液的體積為VB：

三氧化硫的百分含量按照下列公式進行計算：

SO3%=[（VA-VB）ＸTSO3]]/（GＸ1000）Ｘ100

公式中：

TSO3—每毫升NaOH標準溶液相當于SO3的毫克數；

VA—滴定時消耗NaOH標準溶液的體積，毫升；

VB—空白試驗時消耗NaOH標準溶液的體積，毫升；

G—試料的質量?？?。

B 硫酸鋇重量法

 （1） 試劑

    鹽酸（1+1）

    氨水（1+1）

    2g/L 甲基紅指示劑溶液

   100g/L  氯化鋇溶液

   10g/L  硝酸銀溶液

（2） 分析步驟

吸取5.3.2或5.5.2制備的試樣溶液50ml放入400ml燒杯中，加入180-200ml水及滴加1-2滴2g/L 甲基紅指示劑溶液，滴加氨水（1+1）至溶液呈黃色。再加入10ml鹽酸（1+1），將溶液加熱至沸，在攪拌下滴加15ml的100g/L  氯化鋇溶液，繼續加熱煮沸3-5分鐘，然后放在熱處靜置4小時（或在室溫下靜置過夜）。用慢速濾紙過濾，并以熱水洗滌至氯根消失為止（用硝酸銀溶液檢驗）。將沉淀物以及濾紙一并移入已灼燒恒重的瓷坩堝重?；一笤?/SPAN>800OC的高溫爐中灼燒30分鐘，取出坩堝，置于干燥器中冷卻至室溫，稱量，如此反復灼燒，直至恒重。

三氧化硫的百分含量按照下列公式進行計算：

SO3%=（G1Ｘ0.343）/GＸ100

公式中：

GI—灼燒后沉淀物的重量，克。

G—試料的質量，克。

0.343—硫酸鋇與三氧化硫的換算系數。