一种提高锰氧化物中Mn²⁺含量测定和滴定终点判断的准确度的方法

专利名称：一种提高锰氧化物中Mn²⁺含量测定和滴定终点判断的准确度的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，其利用多次加热法，使滴定终点突变十分明显，提高了锰氧化物中Mn2+含量测定的准确度。
背景技术：
锰的氧化物种类繁多，例如MnO、Mn203、Mn3O4, Mn5O8, MnO2等，通常其中的一种或者多种组成一种混合物。锰的氧化物在电池和催化材料中应用非常广泛，然而二价锰离子的含量与分布直接关系到材料的结构与活性，例如，锰的氧化物可以作高比容电容器阴极材料，锰氧摩尔比较直接影响电容器的性能；锰的氧化物的锰离子价态与分布直接关系锂锰氧阴极材料的晶体结构和电化学活性；锰的氧化物是低温脱硝催化剂的主要活性成分，几种锰的氧化物的混合物有利于提高脱硝催化剂的性能；以锰的氧化物为催化剂，可以合成对氯苯甲醛。吴辛友等(吴辛友，二氧化锰中Mn2+、Mn3+、Mn4+测定方法的研究及应用[J].理化检验:化学分册，35 (1997) 204-206)利用选择溶解法对二氧化锰中Mn2+、Mn3+、Mn4+进行了测定。熊奇等(熊奇，黄可龙，刘素琴，左晓希，尖晶石型四氧化三锰中Mn2+、Mn3+、Mn4+的测定方法和离子分布的研究[J].分析试验室，19 (2000) 68-70)采用选择性溶解法和计算法相结合的方法测试了尖晶石型四氧化三锰中锰离子的价态与分布。徐茶清等(徐茶清，田彦文，谢祥添，翟玉春，王自霞，LiMn204中锰的价态与合成工艺的关系[J].29 (2005)515-517)研究了不同工艺下合成的锰锂氧化物中锰的不同价态的含量及平均价态。虽然一些研究者在常温下通过EDTA滴定来测定溶液中Mn2+的含量，但是二价锰离子含量的测定方法无法明确判断滴定终点，即终点颜色突变不明显，严重地影响到实验数据的准确性与可靠性。

发明内容
本发明所要解决的技术问是针对上述现有技术而提供一种提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，从而精确地测量锰氧化物中Mn2+的含量，用于对相关材料性能的分析，并指导其合成。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，其包括有以下步骤:(I)在称量误差为±0.1%范围内，称取0.5000g的被测样品于锥形瓶中，加入15-25毫升硫酸铵溶液和I毫升硫酸溶液，混合均匀，置于水溶液中加热，然后冷却至室温，并过滤，加入0.1g抗坏血酸，用氨水调pH至中性，加入15-20毫升氨水-氯化铵缓冲溶液，稍微晃动至均匀；(2)加入6-10滴铬蓝黑R指示剂，用EDTA标准溶液进行首次滴定，在水浴锅中加热后取出，继续再次滴定EDTA标准溶液，再在水浴锅中加热后取出，然后小心滴定EDTA标准溶液直至出现由橙色突变为蓝色，记录下消耗的EDTA标准溶液的体积V ；
(3)然后按下式计算锰氧化物中Mn2+含量，以MnO计:W=CXVX7.1/m式中:W为被测样品中Mn2+含量，单位为％ ；C为EDTA标准溶液的浓度，单位为mol/L ；V为测定过程中消耗EDTA标准溶液的体积，单位为ml ；m为被测样品质量，单位为g ；按上述方案，步骤I)所述的水溶液中加热温度为95±2°C，加热时间为15分钟。按上述方案，步骤2 )所述的在水浴锅中加热的温度为80 ± 2 °C，加热时间为2-5分钟。本发明的基本原理:在接近滴定终点时，溶液中Mn2+的含量较低，连续滴定使溶液中络合剂EDTA浓度增高，会导致滴定终点突越较大；EDTA是酸性物质，连续测定时，没有及时反应的EDTA会引起溶液pH发生变化，会导致滴定终点突越较大。在合适的温度下滴定，可以加快反应速度；分次滴定，可以使EDTA及时反应，不会出现溶液中EDTA浓度较高和改变溶液PH值的情况，故滴定终点不会产生突越，测试重复性好，结果精确。本发明的有益效果在于:1)本发明的测试方法成本低，常规的水浴加热就可以完成实验；2)本发明采用分次加热滴定，滴定终点变色明显，溶液颜色由橙色突变为蓝色，提高了测试的准确度。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明的实施例进行详细的说明，但是此说明不会构成对本发明的限制。一种提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，该方法包括以下步骤:I)在测试锰氧化物中Mn2+含量之前，先通过现有的测试方法(即熊奇等(熊奇，黄可龙，刘素琴，左晓希，尖晶石型四氧化三锰中Mn2+、Mn3+、Mn4+的测定方法和离子分布的研究[J].分析试验室，19 (2000)68-70)采用选择性溶解法和计算法相结合的方法测试了尖晶石型四氧化三锰中锰离子的价态与分布)，粗略测试被测样品中锰氧化物中Mn2+含量，得到滴定EDTA标准溶液体积为V。；2)将被测样品在105摄氏度下烘干到恒重，在精度为0.1毫克的电子天平上称取0.5克的被测样品于250毫升的锥形瓶中，用20毫升的量筒准确量取20毫升硫酸铵溶液加入锥形瓶，再加入I毫升硫酸溶液，混合均匀，放在95°C的水溶液中加热15分钟冷却至室温，并过滤；加入0.1g抗坏血酸，用氨水调pH至中性，加入15毫升氨水-氯化铵缓冲溶液，稍微晃动至均匀。接着，加入6滴铬蓝黑R指示剂，用EDTA标准溶液滴定至(50%±5%)V0,放在80°C的水浴锅中加热2-5分钟后取出，继续滴定EDTA标准溶液，滴定至(75%±5%)V。，再加热2-5分钟后取出，然后小心滴定EDTA标准溶液直至出现由橙色突变为蓝色，记录下消耗的EDTA标准溶液的体积V。然后按下式计算锰氧化物中Mn2+含量(以MnO计):W=CXVX 7.1/m式中:W为被测样品中Mn2+含量，单位为％ ；C为EDTA标准溶液的浓度，单位为mol/L ；V为测定过程中消耗EDTA标准溶液的体积，单位为ml ；
m为被测样品质量，单位为g ；本方法与现有的滴定终点判断的方法相比较，分析结果对比如下:
权利要求
1.一种提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，其包括有以下步骤: (1)在称量误差为±0.1%范围内，称取0.5000g的被测样品于锥形瓶中，加入15-25毫升硫酸铵溶液和I毫升硫酸溶液，混合均匀，置于水溶液中加热，然后冷却至室温，并过滤，加入0.1g抗坏血酸，用氨水调pH至中性，加入15-20毫升氨水-氯化铵缓冲溶液，稍微晃动至均匀； (2)加入6-10滴铬蓝黑R指示剂，用EDTA标准溶液进行首次滴定，在水浴锅中加热后取出，继续再次滴定EDTA标准溶液，再在水浴锅中加热后取出，然后小心滴定EDTA标准溶液直至出现由橙色突变为蓝色，记录下消耗的EDTA标准溶液的体积V ； (3)然后按下式计算锰氧化物中Mn2+含量，以MnO计:W=CXVX7.1/m 式中为被测样品中Mn2+含量，单位为％ ； C为EDTA标准溶液的浓度，单位为mol/L ； V为测定过程中消耗EDTA标准溶液的体积，单位为ml ； m为被测样品质量，单位为g。
2.按权利要求1所述的提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，其特征在于:步骤I)所述的水溶液中加热温度为95±2°C，加热时间为15分钟。
3.按权利要求1或2所述的提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，其特征在于:步骤2)所述的在水浴锅中加热的温度为80±2°C，加热时间为2-5分钟。
全文摘要
本发明涉及一种提高锰氧化物中Mn2+含量测定和滴定终点判断的准确度的方法，在一定温度下，加热使样品与酸反应，Mn2+溶解出来并进入溶液。加入铬蓝黑R指示剂，用EDTA标准溶液进行首次滴定，在水浴锅中加热后取出，继续再次滴定EDTA标准溶液，再在水浴锅中加热后取出，然后小心滴定EDTA标准溶液直至出现由橙色突变为蓝色，记录下消耗的EDTA标准溶液的体积V。根据滴定结果，通过公式可以准确地测试出Mn2+含量。本发明所述方法成本低，常规的水浴加热就可以完成实验，滴定终点变色明显，重复性好，提高了测试的准确度。
文档编号G01N21/78GK103196903SQ201310040940
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者谢峻林, 方德, 何峰, 石再莹, 马娟, 胡华, 付争兵, 陈俊孚 申请人:武汉理工大学