艾士卡法測定硫含量知識點解說

1、艾士卡法測定硫含量一、測定原理用艾士卡試劑（2份輕質(zhì)氧化鎂和1份無水碳酸鈉混合）與煤樣混勻共同燃燒。煤中可燃硫在燃燒時均被氧化為二氧化硫和少量的三氧化硫，然后與碳酸鈉和氧化鎂生成可溶性硫酸鹽硫酸鈉和硫酸鎂。煤中的硫酸鈣與碳酸鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸鈉，艾士卡試劑中的氧化鎂除將硫氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徭V外，更主要是防止硫酸鈉在較低溫度下熔化，使反應(yīng)物保持疏松狀態(tài)，增加煤與空氣接觸機(jī)會。因此無論是煤中的可燃硫或不可燃硫在半熔過程中都能轉(zhuǎn)化成硫酸鈉。經(jīng)半熔后的熔塊，用水抽提，硫酸鈉溶入水中，同時未作用完的碳酸鈉也進(jìn)入水中，并部分進(jìn)行水解，因此水溶液呈堿性。調(diào)節(jié)溶液pH值，使其呈酸性，pH值為12，目的是

2、消除碳酸根離子，防止其與鋇離子生成碳酸鋇沉淀。加入氯化鋇，硫酸鈉和硫酸鎂均生成硫酸鋇沉淀。艾士卡法測定全硫的主要反應(yīng)： 1.煤的氧化作用 2.氧化硫的固定作用 3.硫酸鹽的轉(zhuǎn)化作用 4.硫酸鹽的沉淀作用 二、方法提要將煤樣與艾士卡試劑混合灼燒，使煤中硫全部轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，然后使硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量計算煤中全硫的含量。三、試劑1.艾士卡試劑（簡稱艾氏劑）以2份質(zhì)量化學(xué)純的輕質(zhì)氧化鎂和1份質(zhì)量化學(xué)純的無水碳酸鈉混勻研磨至粒度小于0.2mm后，保存在密閉容器中。2.10%氯化鋇溶液10g化學(xué)純氯化鋇加100mL蒸餾水配成的溶液濾去不溶物。3.1+1鹽酸溶液1份體積化學(xué)純鹽酸和1份

3、體積蒸餾水。4.1%硝酸銀溶液1g分析純硝酸銀加100mL蒸餾水，溶解后儲于深色瓶中，再加入幾滴濃硝酸。5.0.2%甲基橙指示劑0.2g甲基橙加100mL蒸餾水配成的溶液。四、儀器設(shè)備 1.分析天平：感量0.0001g。 2.馬弗爐：帶測溫和控溫儀表，能升溫到900，溫度可調(diào)并可通風(fēng)。 3.瓷坩堝：容量30mL和1020mL兩種。五、試驗步驟 1.于30mL坩堝內(nèi)稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣lg(稱準(zhǔn)至0.0002g)，當(dāng)全硫含量超過8%時，稱取0.5g，與2g艾氏劑（稱準(zhǔn)至0.1）仔細(xì)混勻，上面再覆蓋1g艾氏劑。將裝有試樣的坩堝放入馬弗爐中，在12h內(nèi)將馬弗爐從室溫逐漸升溫至8008

4、50，并在此溫度下繼續(xù)灼燒12h。 2.取出坩堝，冷卻到室溫。用玻璃棒將坩堝內(nèi)熔塊攪松搗碎，如發(fā)現(xiàn)有未燒盡的黑色顆粒，應(yīng)繼續(xù)灼熱0.5h。將搗碎的熔塊放入400mL燒杯中，并用熱蒸餾水沖洗坩堝內(nèi)壁，將沖洗液收入燒杯中，再加入100150mL剛煮沸的蒸餾水，充分?jǐn)嚢?。如果此時尚有黑色煤粒漂浮在液面上，則本次測定作廢。 3.用中速定性濾紙以傾瀉法過濾，用熱蒸餾水沖洗三次，然后將殘渣移入濾紙，并仔細(xì)清洗至少10次，洗液總體積約250300mL。 4.向濾液中滴23滴甲基橙指示劑，然后滴加1+1鹽酸到濾液呈中性后再加2mL使溶液呈微酸性。將溶液加熱到沸騰，在不斷攪拌下慢慢滴加10%氯化鋇溶液10mL，

5、在近沸狀態(tài)下保持約2h，最后使溶液體積為200mL左右。 5.將溶液冷卻或靜置過夜后用致密無灰定量濾紙過濾，并用熱蒸餾水洗至無氯離子（洗液用1%硝酸銀溶液至不產(chǎn)生白色混濁物）。將沉淀連同濾紙移入已灼燒至恒重的已知質(zhì)量的1020mL瓷坩堝中，先低溫灰化濾紙，然后在800850馬弗爐內(nèi)灼燒2040min，取出后，先在空氣中冷卻再移入干燥器中冷卻到室溫，稱量（稱準(zhǔn)至0.0002g）。每配制一批艾氏劑或改換其他試劑時，應(yīng)在相同的條件下做空白試驗（只加試劑不加煤樣），重復(fù)試驗兩次，空白值之差不得大于0.001g，取算術(shù)平均值作為空白值。六、結(jié)果計算 煤中全硫含量按下式計算： 式中 St,ad 空氣干燥煤

6、樣全硫含量，%； m1 硫酸鋇的質(zhì)量，g； m2 空白試驗硫酸鋇的質(zhì)量，g； 0.1374 由硫酸鋇換算為硫的系數(shù)； m 空氣干燥煤樣的質(zhì)量，g。七、精密度全硫測定的精密度見下表規(guī)定。表 艾士卡法測定煤中全硫結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性要求全硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)（St）/%重復(fù)性限(St,ad)/%再現(xiàn)性臨界差(St,d)/%1.501.50(不含)4.004.000.050.100.200.100.200.30八、注意事項1.為避免煤中揮發(fā)性硫化物及煤中硫燃燒或分解生成的硫氧化物很快逸出，來不及與艾氏劑作用而造成測量值偏低，必須將裝有煤樣和艾氏劑的坩堝置于通風(fēng)良好的冷馬弗爐中。在12h內(nèi)將馬弗爐的溫度由室溫升

7、到800850，并在此溫度下繼續(xù)灼燒12h。如發(fā)現(xiàn)有未燒盡的黑色顆粒，應(yīng)繼續(xù)灼燒。2.在用水抽提、洗滌時，溶液體積不宜過大。當(dāng)加入氯化鋇溶液后，最后體積應(yīng)在200mL左右為宜。若硫酸鋇溶液體積太大，會使測定值偏低。在200mL的溶液體積中，把所溶解的硫酸鋇量換算成含硫量，要求不超過萬分之一的分析天平的稱量誤差。3.必須在弱酸性溶液中進(jìn)行沉淀。對于硫酸鋇沉淀，在酸性溶液中：BaSO4 + H+Ba2+ HS04-，由于HS04-的離解常數(shù)k不大（k=1.010-2），可以認(rèn)為是一種弱酸。所以，當(dāng)溶液酸度增加時，會使上述反應(yīng)向右進(jìn)行，使硫酸鋇沉淀溶解。為了中和艾氏劑中的碳酸鹽，使其不生成碳酸鋇沉淀

8、，以及使硫酸鋇生成大顆粒結(jié)晶和提高結(jié)晶的純度，需要將溶液酸化；為了盡量降低酸效應(yīng)，必須將溶液控制在微酸性。當(dāng)溶液體積在200mL時，溶液的酸度約為0.06mol/L，這是硫酸鋇沉淀的適宜酸度，以避免酸效應(yīng)。4.沉淀應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)稀的溶液中進(jìn)行，因為相對過飽和度不大，容易得到易濾、易洗的大顆粒晶形沉淀。由于晶粒大，比表面小，溶液稀，雜質(zhì)的濃度相應(yīng)減少，所以雜質(zhì)共沉淀的現(xiàn)象也相應(yīng)減少，有利于得到純凈的沉淀。但溶液不能太稀，否則沉淀溶解引起損失。5.沉淀應(yīng)在熱溶液中進(jìn)行，因為沉淀的溶解度隨溫度的升高而增大，沉淀吸附雜質(zhì)量減少。另外在熱溶液中進(jìn)行沉淀，有利于生成大顆粒的純凈沉淀。但應(yīng)冷卻至室溫或靜置過夜后再過濾，以減少沉淀溶解的損失。6.沉淀析出完全后，加熱保持近沸狀態(tài)2h，并放置冷卻可使小晶粒逐漸溶解，大晶粒更為長大，使沉淀更加純凈。7.灼燒硫酸鋇沉淀先要在馬弗爐內(nèi)進(jìn)行低溫灰化濾紙，待濾紙灰化完全后再灼燒，否則濾紙著火燃燒，沉淀會被熱氣流帶出，使結(jié)果偏低。同時，要有足夠的空