酒石酸异构体对EDTA间接滴定法测定矿石中三氧化二铝的影响_杨载明.pdf

2009年2月 February 2009 石矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol. 28 , No. 1 75 76 文章编号0254 - 5357 2009 Ol - 0075 - 02 酒石酸异构体对 EDTA 间接滴定法测定矿石中三氧化 二铝 的影响 杨载明，唐晓玲 （遵义市矿产品质量监督检验站，贵州遵义 563000 ） 摘要应用EDTA间接滴定法测定铝土矿、高岭土、黏土等矿石中的三氧化二铝，试验了不同种类的酒石酸掩蔽钛对三 氧化 二铝测定结果的影响。 建议选择左旋体或右旋体酒石酸作掩蔽剂，尽量不要选择内消旋体酒石酸，更不能选择外消旋体酒 石酸。采用 酒石 酸钾钠作掩蔽剂，三氧化二铝的测定结果良好，方法快速、 简便 。 关键词酒石酸；异构体； 酒石 酸钾钠；三氧化二铝；EDTA间接滴定法；矿石 中图分类号0655.2；0614. 31 文献标识码B Effect of Tartaric Acid Isomers on EDTA-Indirect Titrimetric Determination of Aluminum Oxide in Ore YANG Zai-ming, TANG Xiao-ling Zunyi Mineral Quality Monitoring and Inspection Station, Zunyi 563000, China Abstract A for the determination of Al203 in bauxite, kaoline and clay minerals by EDTA-indirect titrimetry is proposed. The effect of different kinds of tartaric acids as masking agents on determination of Al203 was tested. From the experimental results, it suggested that the dextro-isomer and laevo-isomer tartaric acids can be used as masking agents instead of mesomeride tartaric acid and especially raceme tartaric acid. The analytical results of Al2 03 were satisfactory when seignette salt was used as masking agent. The provides the advantages of more efficiency and simple operation. Key words tartaric acid; isomer; seignette salt; aluminum oxide; EDTA-indirect titrimetry; ore 在铝土矿、高岭土、黏土的日常分析中，Al2 03的EDTA 滴定方法有两种，即间接滴定法和氟化钠（钾）取代法。间接 滴定法 ‘ 11是在含 Al的溶液中加入过量的EDTA ，调节pH为 5.9，将溶液煮沸使AJ完全络合，选用适宜的指示剂，然后用 其他金属盐回滴过量的EDTA ，从而得出Al20，量；氟化钠 （钾）取代法 J”5 。即在测定 Al的溶液中，先加EDTA 与溶液 中金属离子络合，再加氟化钠（钾）取代Al - EDTA 络合物中 的EDTA，然后用锌盐（或铜盐或铅盐）滴定释出的EDTA， 以求得Al2 03的含量，这种方法选择性较高，但流程较长。 在间接滴定法中，溶液中的Fe、Ti干扰测定。对于Fe的 干扰，通常不采用分离的方法，而是先滴定舢、Fe合量，再另取 溶液测定Fe量，然后相减得甜量；对于Ti的干扰，常采用直接 掩蔽的方法。目前用来掩蔽Ti的掩蔽剂有苯四酰苯胲（钽试 剂）、磷酸盐、乳酸以及酒石酸 。 61 等。相比于氟盐取代法，酒石 酸掩蔽法具有快速、简便的特点。酒石酸存在3种异构体，即 右旋体酒石酸、左旋体酒石酸和内消旋酒石酸‘ “8] 。本文考察 了不同种类的酒石酸对EDTA间接滴定法测定Al2 03的影响， 试验了酒石酸钾钠作为掩蔽剂测定灿，0，的可行性。 1 酒石酸的物理性质 酒石酸能与多种金属离子形成络合物。酒石酸分子中 有两个手性碳原子，存在右旋体酒石酸 、左旋体酒石酸和内 消旋体酒石酸3种立体异构体。工业产品中还存在一种酒 石酸，即外消旋体酒石酸 ‘旷 ，实际为左旋体酒石酸和右旋体 酒石酸的化合物或混合物（结晶时温度高于27℃，得到外 消旋化合物；温度低于27℃时，得到外消旋混合物‘ 7 3） ，并 不是另一种酒石酸异构体形式。 4种酒石酸的一般物理性质见表l。左旋体酒石酸、右 旋体酒石酸的溶解度最大且相当，内消旋体酒石酸次之，外 消旋体酒石酸最小。 表1 酒石酸的物理性质[7] Table l Physical characteristics of tartaric acidsE7 ┏━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┓ ┃ ┃ ┃ 比旋光度 ┃ 溶解度／ ┃ 密度／ ┃ ┃ ┃ ┃ 酒石酸 ┃ 熔点／。 C ┃ ┃ ┃ ┃ pKai ┃ pKa2 ┃ ┃ ┃ ┃ （25水溶液） ┃ （g/100 9水） ┃ （g ．cm 一3 ） ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫ ┃ 右旋体酒石酸 ┃ 170 ┃ 12 。 ┃ 139 ┃ 1 760 ┃ 2 93 ┃ 4 23 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫ ┃ 左旋体酒右酸 ┃ 170 ┃ - 12。 ┃ 139 ┃ 1 760 ┃ 2 93 ┃ 4 23 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫ ┃ 内消旋体酒石酸 ┃ 140 ┃ 不旋光 ┃ 125 ┃ 1 667 ┃ 3 11 ┃ 4. 80 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫ ┃ 外消旋体酒石酸 ┃ 206 ┃ 不旋光 ┃ 20 6 ┃ 1 680 ┃ 2. 96 ┃ 4 24 ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━┻━━━━┛ 2 实验部分 2.1 酒石酸溶解度试验 各种酒石酸的溶解度不同。从天津、上海、成都等地厂 家订购了3种不同异构体的酒石酸产品，并与酒石酸钾钠 一起进行溶解度试验 。从表2看出，在室温较低15℃的 情况下，外消旋体酒石酸和内消旋体酒石酸的溶解度并不 -06 -04；修订日期2008 -08 -02 明（1972 - ），男，贵州遵义市人，工程师，从事化学分析及仪器分析工作。E-mail yzm1972 163．com 。 - 75 - ChaoXing 第1期 岩矿测试 http∥www ．ykcs．ac．cn 2009年 理想，即使是在常温25℃下，外消旋体酒石酸的溶解度 也达不到理想数值。 表2酒石酸和酒石酸钾钠溶解度试验 Table 2 Solubility tests of taflaric acid and potassium sodium tartrate ┏━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ ┃ 配制浓度 ┃ 3天后晶体析出情况 ┃ ┃ 酒石酸 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ pB/g-L “ ┃ 室温25℃ 室温15℃ ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━┳━━━━━━━━┫ ┃ 左旋体酒石酸 ┃ 200 ┃ 无晶体析出 ┃ 无晶体析出 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 内消旋体酒石酸 ┃ 200 ┃ 无晶体析出 ┃ 少量晶体析出 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 外消旋体酒石酸 ┃ 200 ┃ 少量晶体析出 ┃ 大量晶体析出 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 酒石酸钾钠 ┃ 200 ┃ 无晶体析出 ┃ 无晶体析出 ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━━┛ 2.2 不同酒石酸对铝测定的影响 取分离Si02后的滤液，分别加入不同的酒石酸溶液浓 度均为200 g/L10 mL掩蔽Ti（ 2 9酒石酸可掩蔽10 mg以 下Ti02；因外消旋体酒石酸在冷却后会有大量晶体析出， 因此使用 时将其加热溶解后使用），再加入定量过量的 EDTA 标准溶液同时络合Fe、Al。然后在pH5.9的乙酸 一 乙酸钠缓冲溶液中，以二甲酚橙为指示剂，铅标准溶液滴 定过剩的EDTA，求出Fe、Al合量，再减去Fe量，以此求得 Al2 03量。从表3看出，加入左旋体酒石酸和右旋体酒石酸 均能获得满意的测定结果；但加入内消旋体酒石酸和外消 旋体酒石酸，测定结果严重偏 低依据DZ/T 0130. 3- 2006110]。 2.3 酒石酸对不同铝量测定的影响 考察了酒石酸对不同Al量测定的影响，方法同2.2 节。从表3结果看出，左旋体酒石酸和右旋体酒石酸对测 定低含量Al的结果较好，但随着Al量的增高，测定结果偏 低越来越严重；内消旋体酒石酸尚可达到质量要求，但存在 系统偏低的情况；对于外消旋体酒石酸，当Al2 03量50 时，依据DZ/T 0130. 3-2006[10 ，测定质量已达不到要求。 表3 不同酒石酸对不同铝量测定的影响 Table 3 Effect of tartaric acids on different content of Al determination 州Al2 03 1 ┏━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━┓ ┃ ┃ ┃ ┃ 左旋体酒石酸 ┃ ┃ ┃ 右旋体酒石酸 ┃ ┃ 内 ┃ 消旋体酒石 ┃ 酸 ┃ 外 ┃ 消旋体酒石 ┃ 酸 ┃ ┃ 标准物质 ┃ 标准值 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ 编号 ┃ ┃ 测定值 ┃ Yc/ ┃ RD/q。 ┃ 测定值 ┃ Yc／ 嚷。 ┃ RD/ ┃ 测定值 ┃ Yc／ ┃ RD/ cl。 ┃ 测定值 ┃ Yc／ ┃ RD/ qc ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW 07182 ┃ 75 13 ┃ 75 43 ┃ 0 67 ┃ -0 20 ┃ 75. 49 ┃ 0 67 ┃ -0 24 ┃ 74 41 ┃ 0 67 ┃ 0 48 ┃ 73 59 ┃ 0 68 ┃ 1. 04 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW 07177 ┃ 71 06 ┃ 71 33 ┃ 0 73 ┃ -0 19 ┃ 71 36 ┃ 0. 73 ┃ -0 21 ┃ 70 56 ┃ 0 73 ┃ 0 35 ┃ 69 51 ┃ 0 74 ┃ 1 10 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBWE 070036 ┃ 69 74 ┃ 69. 51 ┃ 0 75 ┃ 0 17 ┃ 69. 45 ┃ 0 75 ┃ 0 21 ┃ 69. 01 ┃ 0 75 ┃ 0 53 ┃ 68. 02 ┃ 0 76 ┃ 1 25 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW 07179 ┃ 63 17 ┃ 62 95 ┃ 0 86 ┃ 0 17 ┃ 62. 97 ┃ 0. 86 ┃ 0 16 ┃ 62. 54 ┃ 0 86 ┃ 0 50 ┃ 61 77 ┃ 0 87 ┃ 1 12 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW 07178 ┃ 54. 94 ┃ 54 80 ┃ 1 01 ┃ 0 13 ┃ 54 78 ┃ 1 01 ┃ 0 15 ┃ 54. 46 ┃ 1 01 ┃ 0 44 ┃ 53. 83 ┃ 1 02 ┃ 1. 02 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ GBW 07180 ┃ 42 97 ┃ 43.15 ┃ 1 28 ┃ -0. 21 ┃ 43 17 ┃ 1. 28 ┃ -0 23 ┃ 42 64 ┃ 1. 28 ┃ 0 39 ┃ 42 54 ┃ 1 28 ┃ 0 50 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ GBWE 070025 ┃ 38. 21 ┃ 38 46 ┃ 1 41 ┃ -0. 33 ┃ 38.40 ┃ 1 41 ┃ -0. 25 ┃ 37. 94 ┃ 1. 42 ┃ 0 35 ┃ 37 99 ┃ 1 41 ┃ 0 29 ┃ ┗━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┛ ①Yc-分析试样中某组分的相对偏差允许限，依据DZ/T 0130. 3-2006[10]；RD-相对偏差。以下表格表注同。 2.4 酒石酸钾钠对铝测定的影响 在以往的方法中，未见采用酒石酸钾钠作掩蔽剂。酒 石酸钾钠的溶解度很大，为获得相近浓度的酒石酸根，本文 将酒 石酸钾钠配制成浓度为400 g/L的溶液 ，其余按2.2 节方法操作。从表4结果看出，采用酒石酸钾钠作掩蔽剂， Al，0 ，的测定结果 良好。 表4 酒石酸钾钠对铝测定的影响 Table 4 Effect of potassium sodium taflrate on Al determination ┏━━━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━┓ ┃ 标准物质 ┃ Yc/ ┃ 训 ┃ Al203／ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ RD/ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ 编号 ┃ ┃ 标准值 ┃ 测定值 ┃ ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW 07182 ┃ 0 67 ┃ 75. 13 ┃ 75. 41 ┃ -0 19 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW 07177 ┃ 0. 73 ┃ 71 06 ┃ 71 23 ┃ -0 12 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW E 070036 ┃ 0. 75 ┃ 69 74 ┃ 69 60 ┃ 0. IO ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━┫ ┃ CBW 07179 ┃ 0 86 ┃ 63 17 ┃ 62. 95 ┃ 0 17 ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┛ 3 结语 在用酒石酸掩蔽钛的方法测定铝土矿、高岭土、黏土矿 中的Al2 03时，不同的酒石酸类型将对测定结果产生不同 的影响。为保证测定质量，应该选择左旋体或右旋体酒石 酸，尽量不要选择内消旋体酒石酸，更不能选择外消旋体酒 石酸。采用酒石酸钾钠作掩蔽剂，测定同样快速简便。 目前市面上酒石酸生产厂家多，品种全，产品标签上也 未标识为何种类型的酒石酸，实验室应如何选择适宜的产 一 76 - 品呢这可以根据酒石酸的溶解度性质，分别配制成200 g/L的溶液，放置数天后，如果有晶体析出的，则不能选用； 反之则可放心使用。 4 参考文献 [1] 地质矿产部科学技术司实验管理处，岩石和矿石分析规程 （第三分册）[s] ．西安陕西科学技术出版社，1993320 - 328. [2] GB/T 3257.1-1999，铝土矿石化学分析方法EDTA滴定法 测定氧化铝量[s] ． [3] 周 尚元，肖伟，铝镁碳砖 中三氧化二铝 的测定 [J] ．湖南 冶金，2003，31115，44 - 45 ． [4] 北京矿冶研究总院分析室 ，矿石及有色金属分析手册[M]. 北京冶金工业出版社，1990119 ． [5] 王肇中，冯先进，硅铁中三氧化二铝的滴定法测定[J]．冶金 分析，2001，21151 -52 ． [6] 岩石矿物分析编写组 ，岩石矿物分析[M]．3版．北京地质 出版社，199173 ． [7] 陈光旭．有机化学（二）[M]．北京北京师范大学出版社， 19992 -4． [8] [ 美]Sheila R Buxton，Stanley M Roberts．有机立体化学导论 [M] ．宋毛平，译．北京化学工业出版社，2006 19 - 34. [9] 周公度，段连运．结构化学基础[M] ．2版，北京北京大学出 版社，1995203 - 206. [10] DZ/T 0130.3-2006，地质矿产实验室测试质量管理规范； 岩石矿物样品化学成分分析[sl. ChaoXing