T/CI 313-2024 Li2CO3中Li2CO3含量測定 電位滴定法

范圍
本文件規(guī)定了Li2CO3中Li2CO3含量測定的電位滴定試驗方法。
本文件適用于Li2CO3中Li2CO3含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.00%)的測定。

術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
酸堿滴定  acid base titration
利用酸和堿在水中以質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。
電位滴定  potentiometric titration
利用溶液電位突變指示終點(diǎn)的滴定法。在滴定過程中，被滴定的溶液中插入連接電位計的兩支電極，一支為參比電極，另一支為指標(biāo)電極。在滴定過程中通過測量電位變化以確定滴定終點(diǎn)。

原理
試料用水溶解，采用酸堿滴定的方法測試，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液作為滴定液，隨著滴定劑的不斷加入，由于發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，被測離子的濃度不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致指示電極的電位隨之變化，在滴定終點(diǎn)附近，被測離子濃度發(fā)生突變，引起電極電位的突躍，根據(jù)兩個突躍點(diǎn)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，計算樣品中Li2CO3的含量。

試劑
pH計校準(zhǔn)液：
pH=4.00、pH=6.86、pH=9.18。
二級水：
二級水可用多次蒸餾或離子交換等方法制取。
KCl溶液[c(KCl)=3mol/L)]：
稱取111.8g KCl放入250mL燒杯中，加水溶解后轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中并定容。
工作基準(zhǔn)試劑三羥甲基氨基甲烷[Tris]：
2-氨基-2-羥甲基-1,3-丙二醇。按干燥品計算，C₄H₁₁NO₃含量不得少于99.5%。
鹽酸：
ρ=1.19g/mL，濃度36%-38%。
鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(HCI)=0.3mol/L)]：
配制
量取25mL鹽酸倒入預(yù)先裝有1000mL水的試劑瓶中，混合均勻。
標(biāo)定
稱取三份0.30g預(yù)先在110°C恒重的三羥甲基氨基甲烷基準(zhǔn)試劑，精確至0.0001g，分別置于100mL滴定杯中，并加入40mL水，將滴定杯置于滴定臺上，開動攪拌器，將復(fù)合電極插入溶液中，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行電位滴定，緩慢均勻的滴入鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，滴定至終點(diǎn)所消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積V₁。平行標(biāo)定所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的極差值不超過0.10mL，取其平均值。
隨同標(biāo)定做空白試驗，消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積V₀。
計算
鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實際濃度按式(1)計算：

式(1)中：
c ——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實際濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
m₀ ——三羥甲基氨基甲烷的質(zhì)量，單位為克(g)；
V₁ ——滴定Tris標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀ ——滴定空白溶液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
121.14 ——三羥甲基氨基甲烷的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。
計算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后兩位有效數(shù)字。

儀器
電位滴定儀：
分辨率0.1mV。
電極：
pH復(fù)合電極。

分析步驟
試料
稱取0.30g~0.35g已預(yù)先于250°C-260°C條件下干燥至質(zhì)量恒定的試樣，精確至0.0001g。
測定次數(shù)
獨(dú)立地進(jìn)行兩次測定，取其平均值。
空白試驗
隨同試樣做空白試驗，空白試驗除不加試樣外，以與試樣測定相同的步驟、試劑和用量進(jìn)行平行操作。
測定
試樣的溶解
將試料置于100mL滴定杯中，加入40mL水，輕輕搖勻，放置滴定臺，打開攪拌槳至試料溶解。
滴定
將pH復(fù)合電極插入滴定杯中，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行電位滴定，滴定至電位滴定儀上出現(xiàn)兩個突躍點(diǎn)即為終點(diǎn)。
注1：滴定試樣的速度與標(biāo)定時的滴定速度應(yīng)保待一致。
注2：電位滴定儀型號的不同，操作可能會有細(xì)微差別，帶有自動確定終點(diǎn)的電位滴定儀會自動識別電位突變終點(diǎn)。

結(jié)果分析
按式(2) 計算試樣中Li2CO3的含量W_Li2CO3，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)表示：

式(2)中：
c ——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實際濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V₂ ——滴定空白消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₃ ——滴定試樣消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
m₁ ——試樣的質(zhì)量，單位為克(g)；
36.94 ——以消耗(1/2 Li₂CO₃)為基本單元的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。
計算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后兩位有效數(shù)字。


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