酒石酸异构体对EDTA间接滴定法测定三氧化二铝的影响

1、酒石酸异构体对EDTA间接滴定法测定三氧化二铝的影响摘要：应用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；滴定法在铝土矿、高岭土、黏土的日常分析中，Al2O3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1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Al完全络合，选用适宜的指示

2、剂，然后用其他金属盐回滴过量的EDTA，从而得出Al2O3量。另一种为氟化钠（钾）取代法2345，即在测Al溶液中，先加入EDTA与溶液中金属离子络合，再加入氟化钠（钾）取代Al-EDTA配合物中的EDTA。然后用锌盐（铜盐或铅盐）滴定释出的EDTA，以求得Al2O3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Al、Fe合量，再另取溶液测定Fe含量，然后相减得Al含量；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6等。相比于氟盐取代法，酒石酸掩蔽

3、法具有快速、简便的特点。酒石酸存在三种异构体（右旋酒石酸、左旋酒石酸和内消旋酒石酸），本文考察了不同的酒石酸对EDTA滴定法测定Al2O3的影响，试验了酒石酸钾钠作为掩蔽剂测定Al2O3的可行性。1 酒石酸的物理性质酒石酸能与多种金属离子配合形成配合物。酒石酸分子中有两个手性碳原子，存在三种立体异构体：右旋体酒石酸、左旋体酒石酸和内消旋酒石酸7 9。工业产品中还存在一种酒石酸，即外消旋酒石酸8，实际为左旋体酒石酸和右旋体酒石酸的混合物或化合物（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），并不是另一种酒石酸异构体形式。四种酒石酸的一般物理性质见表1。左旋体酒石酸、

4、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7Table1 Physical characteristics of tartaric acids酒石酸熔点/比旋光度/（25%水溶液）溶解度/（g/100g水）密度/（g/cm3）pKa1pKa2右旋体170121391.7602.934.23左旋体170121391.7602.934.23内消旋体140不旋光1251.6673.114.80外消旋体206不旋光20.61.6802.964.242 实验部分2.1溶解度试验各种酒石酸的溶解度不同。分别从天津、上海、成都等地厂家订购了三种不同异构体的

5、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 酒石酸及酒石酸钾钠溶解度试验Table2 Solubility tests of tartaric acid and potassium sodium tartrate酒石酸 配制浓度(g/L)三天后晶体析出情况气温25气温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

6、同酒石酸对铝测定的影响取分离SiO2后的滤液，分别加入不同的酒石酸溶液（200g/L）10mL掩蔽钛（2g酒石酸可掩蔽10mg以下TiO2；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pH=5.9的乙酸-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Al2O3含量。从表3结果看出，加入左旋体和右旋体酒石酸均能获得满意的测定结果；但采用加入内消旋体酒石酸和外消旋体酒石酸方法，测定结果严重偏低。因外消旋体酒石酸在冷却后会有大量晶体析出，因此，在使用

7、时，将其加热溶解后使用。表3 不同酒石酸对铝的影响Table3 Effect of tartaric acids of Al determinationw(Al2O3)/标准物质编号标准值Yc/左旋体酒石酸右旋体酒石酸内消旋酒石酸外消旋酒石酸测定值RD/测定值RD/测定值RD/测定值RD/GBW0718275.130.6775.43 0.2075.49 0.2474.41 -0.4873.59 -1.04GBW0717771.060.7371.33 0.1971.36 0.2170.56 -0.3569.51 -1.10GBW(E)69.740.7569.51 -0.1769.45 -0.21

8、69.01 -0.5368.02 -1.25GBW0717963.170.8662.95 -0.1762.97 -0.1662.54 -0.5061.77 -1.12 Yc分析试样中某组分的相对偏差允许限，依据DZ/T 0130200610； RD相对偏差；以下表格同。2.3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400g/L，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，Al2O3的测定结果良好。表4 酒石酸钾钠对铝测定的影响Table4 Effect of potas

9、sium sodium tartrate on Al determination标准物质编号Yc/w(Al2O3)/%)RD/%标准值测定值GBW 071820.6775.1375.41 -0.19GBW 071770.7371.0671.23 -0.12GBW(E) 0.7569.7469.60 0.10GBW 071790.8663.1762.95 0.172.4 酒石酸对不同含量铝的测定影响考察酒石酸对不同含量Al的测定影响，方法同 2.2节。从表5结果看出，左旋体和右旋体酒石酸对测定低含量Al时结果较好，但随着Al含量的增高，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

10、在系统偏低的情况；对于外消旋体酒石酸，当Al2O3含量50%时，依据DZ/T 0130200610，测定已达不到质量要求。表5 酒石酸对不同含量铝的影响Table 5 Effect of tartaric acids on different content of Al determination w(Al2O3)/标准物质编号标准值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测定值Yc/%RD/%测定值Yc/%RD/%测定值Yc/%RD/%测定值Yc/%RD/%GBW 0718275.1375.430.67 -0.20 75.490.67 -0.24 74.410.670.4873.

11、590.681.04GBW 0717771.0671.330.73 -0.19 71.360.73 -0.21 70.560.730.3569.510.741.10GBW(E) 69.7469.510.75 0.17 69.450.75 0.21 69.010.750.5368.020.761.25GBW 0717963.1762.950.86 0.17 62.970.86 0.16 62.540.860.5061.770.871.12GBW 0717854.9454.801.01 0.13 54.781.01 0.15 54.461.010.4453.831.021.02GBW 071804

12、2.9743.151.28 -0.21 43.171.28 -0.23 42.641.280.3942.541.280.50GBW(E) 38.2138.461.41 -0.33 38.401.41 -0.25 37.941.420.3537.991.410.293 结语在用酒石酸掩蔽钛方法测定铝土矿、高岭土、黏土矿中的Al2O3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

13、验室应如何选择适宜的产品呢？这可以根据酒石酸的溶解度性质，分别配制成200g/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，1993：320-328.2 GB/T3257.1-1999,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,2003,31(1):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,1990:119.5 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,2001,21(1):51-52.6 岩石矿物分析编写小组.岩石矿物分析M.北京:地质出版社,1974:84