矿石检测中的重量法(Gravimetric Analysis)是一种经典的定量分析方法,通过将待测组分转化为一种纯净、稳定、已知组成的沉淀物,经过过滤、洗涤、干燥或灼烧后称重,从而计算出该组分在矿石中的含量。尽管现代仪器分析(如ICP-OES、XRF)已广泛应用,但重量法因其高准确度、无需标准曲线、适用于常量组分测定,仍在矿石化验中具有重要地位。
1. 取样与称样
将具有代表性的矿石样品研磨至足够细度(通常过150-200目筛)。
用分析天平精确称取一定质量(m_s)的样品于容器中。
2. 样品分解
根据矿石性质选择溶解方法,使待测组分完全进入溶液。
酸溶法:用HCl, HNO₃, HF, HClO₄等。如硫化物矿可用硝酸分解。
碱熔融法:对于难溶硅酸盐,常用Na₂CO₃, NaOH, Na₂O₂等在铂坩埚中高温熔融,转化为可溶性硅酸盐。
3. 沉淀的制备与处理(核心步骤)
这是影响准确度的关键环节。以两个典型应用为例:
应用一:硫酸钡重量法测定全硫
形成沉淀:将溶液酸化,在加热和搅拌下,缓慢加入过量的BaCl₂溶液,使SO₄²⁻生成BaSO₄晶形沉淀。
陈化:在热溶液中静置(陈化),使微小晶体溶解,大晶体生长,减少杂质吸附,便于过滤。
过滤与洗涤:使用定量滤纸或玻璃砂芯坩埚过滤,用稀硝酸或热水反复洗涤至无氯离子(用AgNO₃检验)。
应用二:硅酸脱水重量法测定二氧化硅
脱水:将含硅酸的溶液蒸干,加酸使硅酸(H₂SiO₃)脱水成不溶于水的SiO₂·nH₂O凝胶。
凝聚:加入动物胶或聚环氧乙烷使硅胶凝聚,便于过滤。
过滤与洗涤:过滤,用稀盐酸和热水洗涤。
灼烧与恒重:将沉淀连同滤纸放入铂坩埚中,先灰化滤纸,再在950-1000℃马弗炉中灼烧至恒重,称量得到SiO₂质量。
4. 沉淀的灼烧与称量
将带有沉淀的滤纸包或坩埚,放入马弗炉中在特定温度下灼烧。
恒重:灼烧后,在干燥器中冷却至室温,用分析天平称量。再次灼烧、冷却、称量,直至两次质量差不超过规定值(如0.3mg)。此时认为沉淀组成恒定,质量不再变化。
记录z终恒重质量(m)。
5. 结果计算
根据公式计算出待测组分的百分含量。
来源:网络
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