建筑石灰试验方法(化学分析方法)

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《新编常用建筑材料简明手册》第10页（10899字）

1．分析方法

(1)二氧化硅的测定

1)氟硅酸钾容量法

①方法提要

在有过量的氟，钾离子存在的强酸性溶液中，使硅酸形成氟硅酸钾(K₂SiF₆)沉淀，经过滤、洗涤、中和滤纸上的残余酸后，加沸水使氟硅酸钾沉淀水解生成等当量的氢氟酸，然后以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准溶液进行滴定。

②试剂

a．硝酸(浓)；

b．氯化钾(固体)；

c．氟化钾溶液(150g／L)：将15g氟化钾放在塑料杯中，加50mL水溶解后，再加20mL硝酸，用水稀释至100mL，加固体氯化钾至饱和，放置过夜，倾出上层清液，贮存于塑料瓶中备用；

d．氯化钾－乙醇溶液(50g／L)：将5g氯化钾溶于50mL水中，用95%乙醇稀释至100mL混匀；

e．酚酞指示剂乙醇溶液(10g／L)：将1g酚酞溶于95%乙醇，并用95%乙醇稀释至100mL；

f．氢氧化钠标准溶液(0．05mol／L)：将10g氢氧化钠溶于5L水中，充分摇匀，贮存于塑料桶中；

标定方法：准确称取0．3000g苯二甲酸氢钾置于400mL烧杯中，加入约150mL新煮沸的冷水(用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色)，使其溶解，然后加入7～8滴酚酞指示剂乙醇溶液(10g／L)，以氢氧化钠标准溶液滴定至微红色为终点，记录V。

氢氧化钠溶液对二氧化硅的滴定度按式(1－5)计算。

式中 T_S1O2——每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的毫克数；

m——苯二甲酸氢钾质量，g；

V——氢氧化钠标准溶液的体积，mL；

204．2——苯二甲酸氢钾的摩尔质量，g；

15．02——二氧化硅的摩尔质量，g。

③分析步骤

准确称取试样约0．3000g，置于银坩埚中，加入4g氢氧化钠盖上盖，并留有缝隙，于高温炉内升温至600～650℃熔融20min取出冷却，用热水将熔融物浸出，倒入塑料杯中，并洗净银坩埚，也倒入塑料杯中然后依次加15mL硝酸及10mL氟化钾溶液(150g／L)，冷却后加固体氯化钾，仔细搅拌至饱和并有少量氯化钾析出。于冷水中静置15～20min，用中速滤纸过滤，塑料杯及沉淀用氯化钾溶液(50g／L)洗3次，将滤纸连同沉淀取下，置于原塑料杯中，沿杯壁加入10mL氯化钾－乙醇溶液(50g／L)及1mL酚酞指示剂乙醇溶液(10g／L)。用0．05mol／L氢氧化钠标准溶液中和未洗净的酸，至溶液呈微红色，然后加入200mL沸水(煮沸用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微红色)，用0．05mol／L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，记录V。

④结果计算

二氯化硅的百分含量(X₁)按式(1-6)计算。

式中 T_S1O2——每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的毫克数；

V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；

m——试样质量，g。

2)氯化铵重量法

①方法提要

试样加少量无水碳酸钠于铂坩埚内，放在高温下烧结。用盐酸分解。加固体氯化铵后，在沸水浴上加热蒸发使硅酸凝聚，过滤沉淀，经高温灼烧恒重，用氢氟酸处理后，再经高温灼烧恒重，求得二氧化硅的百分含量。

②试剂

氯化铵(固体)；盐酸；盐酸(1+1)；盐酸(3+97)；硝酸；氢氟酸；硫酸(1+4)；焦硫酸钾(固体)。

③分析步骤

准确称取试样约0．5000g，置于铂坩埚中，加入0．3g研细的无水碳酸钠，混匀，将铂坩埚放入950～1000℃高温炉内熔融10min，取出冷却。

将熔融块倒入150mL瓷蒸发皿中，加数滴水润湿，盖上表面皿从皿口滴加5mL盐酸(1+1)及2～3滴硝酸，待反应停止后，取下表面皿用平头玻璃棒压碎块状物，使试样充分分解，然后用胶头扫棒以盐酸(3+97)擦洗坩埚内壁数次，溶液合并于蒸发皿中(总体积不超过20mL为宜)。将蒸发皿置于沸水浴上，皿上放一玻璃三角架，再盖上表面皿。蒸发至糊状后，加1g氯化铵，充分搅拌，然后继续在沸水浴上蒸发至近干(约15min)。取下蒸发皿，加20mL热盐酸(3+97)，搅拌，使可溶性盐类溶解。以中速定量滤纸过滤，用胶头扫棒以热盐酸(3+97)擦洗玻璃棒及蒸发皿，并洗涤沉淀10～12次，滤液及洗液保存在250mL容量瓶内。

在沉淀上加数滴硫酸(1+4)，然后将沉淀及滤纸一并移入已恒重的铂坩埚中，先在电炉上低温烤干，再升高温度使滤纸充分灰化，再于950～1000℃的高温炉内灼烧40min，取出坩埚，置于干燥器内冷却10～15min，称量，如此反复灼烧直至恒重，向坩埚内加数滴水润湿沉淀，再加3滴硫酸(1+4)和5～7mL氢氟酸，置于水浴上缓慢加热挥发，至开始逸出三氧化硫白烟时取下坩埚、稍冷。再加2～3滴硫酸(1+4)和3～5mL氢氟酸，继续加热挥发，至三氧化硫白烟完全逸尽。取下坩埚，放入950～1000℃高温炉内灼烧30min，取出稍冷，放在干燥器内冷却至室温、称量。如此反复灼烧直至恒重。

坩埚内残渣加入0．5g焦硫酸钾，在电炉上从低温逐渐加热至完全熔融，用热水和数滴盐酸(1+1)溶出，并入分离二氧化硅后的滤液中，然后加水稀释至标线摇匀，此液供测铁、铝、钙、镁用。

④结果计算

二氧化硅的百分含量(X₂)按式(1－7)计算。

式中 m₁——未经氢氟酸处理的沉淀和坩埚的质量，g；

m₂——经氢氟酸处理后的残渣和坩埚的质量，g；

m——试样质量，g。

(2)铁、铝、钙、镁的测定

除用(1)中2)③试样溶液外，可按下列方法制试样溶液。

1)试样溶液制备

①方法提要

试样于银坩埚中，用氢氧化钠经高温熔融，用热水浸出熔块，放在300mL烧杯中，加盐酸分解，银离子与氯离子在高浓度盐酸溶液中，生成络银离子[AgCl₄]^－3，防止了氯化银析出，得到澄清溶液。于同一份试样溶液中，经分取试样溶液，测铁、铝、钙、镁。

②试剂

盐酸；盐酸(1+5)；氢氧化钠(固体)。

③制备步骤

准确称取石灰样0．6000g，置于银坩埚中，加入4～5g氢氧化钠，盖上盖，并留有缝隙，放入高温炉中在600～650℃的温度下熔融20min，取出冷却，将坩埚放入已盛有100mL热水的烧杯中。盖上表面皿，待熔块完全浸出后，取出银坩埚。先用水洗盖和坩埚，在搅拌同时，一次加入25mL盐酸，再加1mL硝酸，用热盐酸(1+5)洗净坩埚和盖。将溶液加热至沸，冷却后移入250mL容量瓶中用水稀释至标线，摇匀，供铁、铝、钙、镁测定。

2)三氧化二铁的测定

①方法提要

在pH1．8～2．0，及60～70℃的溶液中，以磺基水杨酸钠为指示剂，用EDTA标准溶液滴定至亮黄色或无色。

②试剂

a．氨水(1+1)；

b．盐酸(1+1)；

c．乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准溶液(0．015mol／L)：将5．6g乙二胺四乙酸二钠(简称EDTA)置于烧杯中，加约200mL水，加热溶解，过滤。用水稀释至1L；

d．碳酸钙标准溶液：准确称取约0．6g已在100～105℃烘过2h的碳酸钙(高纯试剂)，置于400mL烧杯中。加入约100mL水，盖上表面皿，沿杯口滴加盐酸(1+1)至碳酸钙全都溶解后，加热煮沸数分钟将溶液冷至室温，移入250mL容量瓶中，用水稀至标线，摇匀；

e．磺基水杨酸钠指示剂(100g／L)：将10g磺基水杨酸钠溶于100mL水中；

f．精密pH试纸(pH0．5～5．0)；

g．CMP混合指示剂：将1g钙黄绿素(简称C)，1g甲基百里香酚蓝(简称M)，0．2g酚酞(简称P)与50g已在100～105℃烘干2h的硝酸钾混合研细，保存在磨口瓶中备用。

标定方法：吸取25mL碳酸钙标准溶液放入400mL烧杯中，用水稀释至约200mL。加入适量CMP混合指示剂，在搅拌下滴加(200g／L)氢氧化钾溶液至出现绿色荧光后，再过量1～2mL以(0．015mol／L)EDTA标准溶液滴定至绿色荧光消失，并呈现红色，记录V₁。

EDTA标准溶液对三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙和氧化镁的滴定度按下式计算。

式中 T_Fe203——每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铁的毫克数；

T_Al2O3——每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铝的毫克数；

T_CaO——每毫升EDTA标准溶液相当于氧化钙的毫克数；

T_MgO——每毫升EDTA标准溶液相当于氧化镁的毫克数；

C——每毫升碳酸钙标准溶液含碳酸钙的毫克数；

V₁——碳酸钙标准溶液的体积，mL；

V——标定时消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

M_Fe2O3——三氧化二铁的分子量；

M_Al2O3——三氧化二铝的分子量；

M_CaO——氧化钙的分子量；

M_MgO——氧化镁的分子量；

M_CaCO3——碳酸钙的分子量。

③分析步骤

吸取50mL按(1)中2)③或(2)中1)③制备的试样溶液，放入300mL烧杯中，加水稀释至约100mL，用氨水(1+1)和盐酸(1+1)调解溶液的pH值至1．8～2．0(用精密pH试纸检验)。将溶液加热至70℃左右，加10滴磺基水杨酸钠指示剂(100g／L)，以(0．015mol／L)标准溶液缓慢地滴定至亮黄色或无色(终点时溶液温度在60℃左右)。

④结果计算

三氧化二铁的百分含量(X₃)按式(1－12)计算。

式中 T_Fe2O3——每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铁的毫克数；

V——滴定时消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

5——全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；

m——试样质量，g。

3)三氧化二铝(含钛)的测定

①方法提要

在滴定铁后的溶液中，加入(对铝、钛)过量的EDTA标准溶液(一般过量10mL左右)。于70～80℃时调解溶液pH值至4．0～4．2以PAN为指示剂，用硫酸铜标准溶液回滴过量EDTA溶液。

②试剂

a．乙酸－乙酸钠缓冲溶液(pH4．3)；称取42．3g无水乙酸钠溶于水中，加80mL冰乙酸，然后加水稀释至1L，摇匀；

b．EDTA标准溶液(0．015mol／L)：见(2)中2)②；

c．硫酸铜标准溶液(0．015mol／L)。将3．7g硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)溶于水中，加4～5滴硫酸(1+1)，用水稀释至1L，摇匀；

d．PAN指示剂溶液(0．2%)：将0．2g1－(2－吡啶偶氮)－2－苯酚(PAN)溶于100mL乙醇中。

EDTA标准溶液与硫酸铜标准溶液体积比的标定；

以滴定管缓慢放出10～15mL(0．015mol／L)EDTA标准溶液于400mL烧杯中，用水稀释至约200mL，加15mL乙酸－乙酸钠缓冲溶液pH4．3，然后加热至沸，取下稍冷，加5～6滴PAN指示剂，以硫酸铜标准溶液滴定至亮紫色。

EDTA标准溶液与硫酸铜标准溶液的体积比K按式(1－13)计算。

式中 K——每毫升硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的毫升数；

V₁——EDTA标准溶液体积，mL；

V₂——滴定时消耗硫酸铜标准溶液体积，mL。

③分析步骤

在滴定铁后的溶液中，加入10～15mL(0．015mol／L)EDTA标准溶液。然后用水稀释至约200mL，将溶液加热至70～80℃后，加15mL乙酸－乙酸钠缓冲溶液(pH4．3)，煮沸1～2min，取下稍冷，加4～5滴PAN指示剂，以硫酸铜标准溶液滴定至亮紫色为终点。

④结果计算

三氧化二铝的百分含量(X₄)按式(1-14)计算。

式中 T_Al2O3——每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铝的毫克数；

V₁——加入EDTA标准溶液的体积，mL；

V₂——滴定时消耗硫酸铜标准溶液的体积，mL；

K——每毫升硫酸铜标准溶液相当于EDTA标准溶液的毫升数；

5－－全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；

m——试样质量，g。

4)氧化钙的测定

①方法提要

在pH13以上的强碱性溶液中，以三乙醇胺掩蔽铁、铝，用CMP混合指示剂，以EDTA标准溶液直接滴定钙。

在不分离硅的条件下进行钙的滴定需预先在酸性溶液中加适量氟化钾，以抑制硅酸的干扰。

②试剂

a．氟化钾溶液(20g／L)：将2g氟化钾(KF·2H₂O)溶于100mL水中，贮存在塑料瓶中；

b．三乙醇胺(1+2)；

c．氢氧化钾溶液(200g／L)：将20g氢氧化钾溶于100mL水中，摇匀；

d．EDTA标准溶液(0．015mol／L)：见(2)中2)②；

e．CMP混合指示剂：见(2)中2)②。

③分析步骤

吸取10mL按(1)中2)③或(2)中1)③制备的试样溶液，放入400mL烧杯中，加入4mL氟化钾溶液(20g／L)，搅拌并放置2min，用水稀释至约250mL，加3mL三乙醇胺(1+2)及适量的CMP混合指示剂，在搅拌下加入氢氧化钾溶液(200g／L)，至出现绿色荧光后再过量5～8mL(此时溶液的pH在13以上)。用(0．015mol／L)EDTA标准溶液滴定至绿色荧光消失，并呈现粉红色为终点。

④结果计算

氧化钙的百分含量(X₅)按式(1－15)计算。

式中 T_CsO——每毫升EDTA标准溶液相当于氧化钙的毫克数；

V——滴定时消耗EDTA标准溶液的体积，mL；

25——全都试样溶液与所取试样溶液的体积比，

m——试样质量，g。

5)氧化镁的测定

①方法提要

在pH10溶液中，以三乙醇胺，酒石酸钾钠掩蔽铁铝，氟化钾消除二氧化硅对钙、镁的干扰，用酸性铬蓝K－萘酚绿B混合指示剂，以EDTA标准溶液滴定钙、镁总量，扣除钙量，计算氧化镁的含量。

②试剂

a．氟化钾溶液(20g／L)；

b．三乙醇胺(1+2)；

c．酒石酸钾钠溶液(100g／L)：将10g酒石酸钾钠溶液溶于100mL水中；

d．氨水(1+1)；

e．EDTA标准溶液(0．015mol／L)；

f．酸性铬蓝K－萘酚绿B(1∶2．5)混合指示剂；称取1g酸性铬蓝K，2．5g萘酚绿B和50g已在100～105℃烘箱干燥2h的硝酸钾混合研细，贮存在磨口瓶中备用；

g．氨水－氯化铵缓冲溶液(pH10)：称取67．5g氯化铵溶于200mL水中，加氨水570mL，用水稀释至1L。

③分析步骤

吸取10mL按(1)中2)③或(2)中1)③制备的试样溶液。放入400mL烧杯中。加入4mL氟化钾溶液(20g／L)，搅拌并放置2min，用水稀释至约250mL，加3mL三乙醇胺(1+2)及1mL酒石酸钾钠(100g／L)，然后加入20mL氨水－氯化铵缓冲溶液(pH10)，及适量的酸性铬蓝K－萘酚绿B(1∶2．5)混合指示剂，以(0．015mol／L)EDTA标准溶液滴定近终点时应缓慢滴定至纯蓝色。

④结果计算

氧化镁的百分含量(X₆)按式(1-16)计算。

式中 T_Mg0——每毫升EDTA标准溶液相当于氧化镁的毫克数；

V₁——滴定钙时消耗EDTA标准溶液体积，mL；

V₂——滴定钙、镁合量消耗EDTA标准溶液体积，mL；

25——全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；

m——试样质量，g。

(3)石灰结合水、二氧化碳含量、烧失量的测定

1)方法提要

试样在580±20℃灼烧失去的质量即为结合水含量，以百分含量计算。然后再将上述试样在950～1000℃灼烧，计算二氧化碳含量、烧失量，以百分含量计算。

2)分析步骤

准确称取1．0g试样，置于已恒重的瓷坩埚中，将盖斜置于坩埚上，放在高温炉中，温度由低温开始升高至580±20℃灼烧2h，取出稍冷，放在干燥器内冷至室温称量，如此反复操作至恒重。再把上述试样放在950～1000℃高温炉中，灼烧1h，取出稍冷，放在干燥器内冷至室温称量，如此反复操作至恒重(每次灼烧约15min)。

3)结果计算

结合水百分含量(X₇)、二氧化碳百分含量(X₈)、烧失量百分含量(X₉)分别按下式计算。

式中 m₁——在580±20℃灼烧后试样质量，g；

m₂——在950～1000℃灼烧后试样质量，g；

m——试样质量，g。

(4)酸不溶物的测定

1)方法提要

试样加盐酸溶解，滤出不溶残渣，经高温灼烧，称量。

2)试剂

①盐酸(1+5)；

②硝酸银溶液(10g／L)：将1g硝酸银溶于90mL水中，加入5～10mL硝酸(密度1．42)，装入棕色瓶内。

3)分析步骤

准确称取试样0．5g，放在250mL烧杯中，用水润湿后盖上表面皿，慢慢加入40mL盐酸(1+5)，待反应停止后，用水冲洗表面皿及烧杯壁并稀释至75mL，加热煮沸3～4min，用慢速滤纸过滤，以热水洗至无氯根为止(用硝酸银溶液检验)，将不溶物和滤纸一起移入已恒重的坩埚中，灰化后，在950～1000℃灼烧30min，取出稍冷放在干燥器内冷却至室温称量，反复操作至恒重。

4)结果计算

酸不溶物百分含量(X₁₀)按式(1－20)计算。

式中 m₁——灼烧后酸不溶物质量，g；

m——试样质量，g。

2．分析结果的允许误差

分析结果的允许误差范围见表1－18。

表1－18 建筑石灰试验的分析结果允许误差