《工业分析实验》Experiment of The Industrial Analysis
主讲：黄晖
Tel：187********
Email：289131712@https://www.doczj.com/doc/673514173.html,
前言
工业分析实验是环境专业学生一门实践课程。通过本实验课程的学习，要求学生熟练掌握水质分析、矿石、金属材料、化工产品、煤碳等主要分析项目的测定方法，巩固所学方法有关理论，得出准确的分析结果。
实验应注意培养学生理论联系实际的作风，严谨的科学态度和分析、解决实际问题的能力，并加强对“量”的概念的认识。为此，在实验内容方面，结合生产实际，除安排一些常规的分析方法外，还设置了综合实验和设计性实验。在动手能力方面，对实验技能进行严格培训和规范化。在实验教学方面应抓好三个环节：
1、预习：实验前阅读实验教材及教科书的有关内容，明确实验目的，了解实验原理、内容、步骤及注意事项，写出预习报告。
2、实验：认真操作，仔细观察实验现象，如实、正确进行原始数据的记录。实验中严格遵守安全守则，保持环境肃静、整洁、自觉爱护仪器、设备，节约用水、电、药品。实验完毕后关闭水、电，搞好清洁卫生，经指导教师检验后方能离开实验室，要树立良好的实验作风。
3、报告：正确处理实验数据，对实验中使用的量和单位的名称与符号按国家单位制的规定执行。做到文字工整、图表清晰、按时交实验报告。对实验中发现的问题，提出自己的见解。
实验成绩采用累计计分，每个实验考核评分内容包括：劳动纪律、预习、原始记录、分析结果准确度、实验报告，实验操作技能和清洁卫生等七个方面。
实验一工业分析实验课程特点、仪器清点、洗涤和干燥
一、实验目的
1了解本实验室的设施（水、电闸和通风设施），重视实验室安全和急救措施及方法，整洁实验室环境。
2熟悉、清点、补足、清洗、干燥仪器。
二、实验内容
1 介绍任课教师
2 本实验课和特点（实验时间长，难度大，需细心、认真、实事求是，做好预习，及时记录，认真报告；讲、学方式：重视预习、提问检查，扼要讲解，集体与个别指导相结合、以个别指导为主。）。
3 实验室安全（安全的重要性，安全的内容；本实验室水、电闸位置的处置方法）。
4 本实验室特点（优点、不足）
5 发放仪器清单，按清单核查，不足注明，有多上交，并经教师逐个核对，及时做好补充、调剂。
6 清洗、干燥分析仪器，并检查。
7 布置下次实验内容实验2 分析天平的基本操作
预习教材，写好预习报告。
8 注意事项：
(1) 去污汾的发放及保管，抹布发放及费用的开支；
(2) 实验毕须经教师检查合格方可离开实验室。
实验二工业用水的常规分析
——水质钙和镁总量的测定（EDTA滴定法）
一、实验目的
1 掌握EDTA 标准溶液的配制和标定原理。
2 掌握络合滴定指示剂的指示原理、终点的判断；
3 掌握络合滴定法中的直接滴定法；
4了解水硬度的测定意义和硬度的表示方法；
5 掌握定量分析实验报告的正确表示（格式、内容、有效数字等）。
二、实验原理
在pH10的条件下，用EDTA溶液络合滴定钙和镁离子。铬黑T作指示剂，与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中，游离的钙和镁离子首先与EDTA反应，跟指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。
三、仪器和试剂
分析中只使用公认的分析纯试剂和蒸馏水，或纯度与之相当的水。
1 缓冲溶液(pH10)。
2 EDTA二钠标准溶液：约l0mmol/ L。
3 钙标准溶液：l0mmol/ L。
4 铬黑T指示剂。
5 氢氧化钠：2mol/L溶液。
6 三乙醇胺(N (CH3CH2OH)3)。
7 采样和样品保存(按国标方法)
四、测定步骤
1 标准溶液和EDTA溶液的配制
钙标准溶液的配制：适量CaCO3→少量水润湿→5mL1∶1HCl 从杯嘴逐滴加入至完全溶解→加入剩余HCl→加热近沸→定溶至250mL；
EDTA溶液的配制：配制500mL0.01 mol·L-1的EDTA溶液。
2 标定操作
以碳酸钙为基准物质：25.00 mL钙标准溶液→1D甲基红→用(1+2)氨水中和至溶液由红变黄→20mL水和5mL镁-EDTA溶液→10mL缓冲溶液→3D铬黑T →用EDTA滴定至酒红色变蓝紫色。
3 样品测定
100mL自来水→1~2D盐酸酸化并煮沸→3mL三乙醇胺溶液→5mL氨性缓冲溶液→1mL硫化钠→3D铬黑T→EDTA滴定至红色变蓝紫色(平行三次)，计算水样的总硬度，用mmol·L-1表示。
五、注意事项
因终点有置换反应，因此终点必须慢。
六、作业与思考
1配位滴定与酸碱滴定终点指示原理有什么不同？操作中应注意哪些问题？
2配位滴定用EDTA 的二钠盐，为什么不用它的酸？
3用EDTA 法测定水的硬度，哪些离子有干扰？如何消除？
实验三 煤的灰分的测定
一、实验目的
1 掌握灰分的测定原理及方法。
2 掌握本法测定灰分的条件。 二、实验原理
煤的灰分是煤中所有可燃物完全燃烧以及矿物质（除水分以外的所有无机质的总称）在一定温度下，经一系列复杂化学反应以后所剩下的残渣，用符号A 表示。灰分全部来自矿物质，但其组成和数量又不同于煤中原有矿物质，因此煤的灰分应称为“灰分产率”。煤中矿物质含量测定较麻烦，而且其组成更难直接测定，通常用测定煤灰组分的方法来推测原来的组分。
因为煤中灰分是有害物质，所以各种用途的煤，灰分越低也就越好。虽然煤灰是煤中有害物，但进行综合利用后，也会变废为宝，为国家创造财富的。
测定煤的灰分，对于鉴定煤的质量以及确定其使用价值也有重要意义。由于我国水泥生产的主要燃料也是用煤，所以煤灰的化学成分也是配料计算的依据。 三、仪器
高温炉、灰皿、煤样。 四、测定步骤
精确称取分析煤样1±0.1g ，精确至0.0002g ，于已经在815±10℃灼烧恒量的灰皿中，轻微振动，使样品分散为均匀的薄层，置温度低于100℃的高温炉中。在炉门留有约15mm 左右的缝隙供自然通风，控制加热速度，使炉温在30min 左右缓慢升高至500℃并保持此温度30min 。然后，升高温度至815±10℃，关闭炉门，在此温度下继续灼烧1h 。取出灰皿，于干燥器中冷至室温（约20min ）称量，然后进行检查性灼烧，每次进行20min ，直到煤样的质量变化小于0.001g 时为止，取最后一次质量计算。灰分<15%的样品，可不必进行检查性灼烧。
按下式计算灰分：
1ad m
A m
式中 m ——试料的质量，g ；
m 1——灼烧后残渣质量，g 。
五、灰分测定的允许误差
灰分测定的允许误差如表1 所示。
表1 灰分测定的允许误差（%） 六、作业与思考
1 灰分的测定意义是什么？
2 实验过程中如何控制好分析测试条件？
灰分（%） 同一实验室
不同实验室
<15 0.2 0.3 15~30 0.3 0.5 >30 0.5
0.7
实验四 挥发分产率的测定
一、实验目的
1 掌握挥发分产率的测定原理及方法。
2 掌握本法测定挥发分产率的条件。 二、实验原理
将煤放在与空气隔绝的容器内，在高温下经一定时间加热后，煤中的有机质和部分矿物质分解为气体释出，由减小的质量再减去水的质量即为煤的挥发分。因为煤中可燃性挥发分不是煤的固有物质，而是在特定条件下，煤受热的分解产物，而且其测定值受温度、时间和所用坩埚的大小、形状等不同而异，测定方法为规范性试验方法，因此所测的结果应称为挥发分产率，用符号V 表示。
根据挥发分产率的高低，可以初步判别煤的变质程度、发热量及焦油产率等各种重要性质，而且几乎世界各国都采用干燥无灰基挥发分作为煤分类的一个主要指标。
工业生产上用煤也都首先需要了解挥发分是否合乎要求，所以煤的挥发分是了解煤性质和用途的最基本也是最重要的指标，也是煤分类的重要指标。 三、仪器
1 磨口坩埚（测挥发分产率的瓷制专用坩埚）。坩埚盖外缘槽形，此槽正好盖在坩埚口的外缘上，在盖内边有凹处，以备挥发释出。
2 高温炉
带热电偶和调温器，炉壁留有一个排气孔。炉膛内必须有一个温度稳定的恒温区，以保证炉内温度能恒定在900±10℃范围内。 3 坩埚架
用镍铬丝制成，其规格以能放置6个坩埚为好，大小应与炉内900±10℃稳定温度区相适应，放在架上的坩埚底部应与炉堂底距离20～30mm 。 四、测定步骤
准确称取分析煤样1±0.01g ，精确至0.0002g ，于已在900±10℃灼烧恒量的专用坩锅内，轻敲坩埚使试样摊平，然后盖上坩埚盖，置于坩埚架上，迅速将坩埚架推至已预先加热至900±10℃的高温炉的稳定温度区内，并立即开动秒表，关闭炉门。准确灼烧恰好7分钟，迅速取出坩埚架，在空气中放置5～6min ，再将坩锅置于干燥器中冷却至室温，称量。按下式计算挥发分产率：
1
ad ad m V M m
=
- 式中 m ——试料的质量，g ；
m 1——样品加热后减少的质量，g 。
五、注意事项 1 当打开炉门，推入坩埚架时，炉温可能下降，但是在3min 内必须使炉温达到900±10℃，否则试验作废。
2 从加热至称量都不能揭开坩埚盖，以防焦渣被氧化，造成测定误差。
3 每次测定后，坩埚内常附着一层黑色碳烟，应灼烧除去后再使用。
4 测定挥发分产率的允许误差
测定挥发分产率的允许误差列于表1 中。
表1 挥发分产率测定的允许误差
六、作业与思考
1 挥发分产率的测定原理是什么？
2 实验过程中如何控制好分析测试条件？
挥发分产率（%）
平行测定结果的允许误
差（%） 不同化验室同一煤样的测定结果的允许误差（%）
<10 0.3 0.5 10~45 0.5 1.0 >45
1.0
1.5
实验五煤中硫的测定
一、实验目的
1 掌握煤中硫的测定原理及方法。
2 掌握本法测定煤中硫的条件。
二、实验原理
一般工业分析中只测全硫，全硫的测定方法有：艾士卡质量法法、燃烧法、弹筒法等。燃烧法是快速方法，而艾士卡法至今仍是全世界公认的标准方法。
1 方法要点
本法是用艾士卡试剂（Na2CO3和MgO 以质量比1+2 的混和物）作为熔剂，所以称为艾士卡质量法。方法包括煤样的半熔反应、用水浸取、硫酸钡的沉淀、过滤、洗涤、干燥、灰化和灼烧等过程。
质量法的最大优点是准确度高、重现性好，因此，在国家标准中把它作为仲裁分析的方法，它的缺点主要是操作麻烦，费时较长。
2 基本原理
煤样和艾士卡试剂均匀混合后在高温下进行半熔反应，使各种形态的硫都转化成可溶于水的硫酸盐。煤样在空气中燃烧时，可燃硫首先转化为SO2，继而在有空气存在下，和艾士卡试剂作用形成可溶于水的硫酸盐：
煤+ 空气 ==== CO2↑ + H2O + SO2 + SO3 + N2↑
2SO2 + O2 + 2Na2CO3==== 2Na2SO4 + 2CO2↑
SO3 + Na2CO3==== Na2SO4 + CO2↑
艾士卡试剂中的MgO 能疏松反应物，使空气能进入煤样，同时也能与SO2和SO3发生反应。
不可燃烧又难溶于水的CaSO4，也能同时能和艾士卡试剂作用。难溶于水的硫酸盐。MeSO4和艾士卡试剂中的Na2CO3反应如下：
MeSO4 + Na2CO3==== Na2SO4 + MeCO3
生成的MeCO3是不溶于水的，因此，无论是煤中的可燃硫或是不可燃硫经过半熔反应都能转化成Na2SO4。
经半熔反应后的熔块，用水浸取，Na2SO4都溶入水中。未作用完的Na2CO3也进入水中，并部分水解，因此水溶液呈碱性。
滤渣经过洗涤，把洗液和滤液合并，调节溶液酸度，使其呈酸性（pH 约1～2），其目的是消除CO32-的影响，因其也会和Ba2+在中性溶液中形成碳酸钡沉淀。加入Ba2+后，生成硫酸钡沉淀：
SO42- + Ba2+==== BaSO4↓
滤出BaSO4沉淀，经洗涤、烘干、灰化、灼烧，即可称量。
三、试剂
1 艾士卡合剂(MgO﹕Na2CO3质量比2+1)；
2 盐酸溶液（1+1）；
3 氯化钡溶液（100 g/L）；
4 甲基橙指示剂（2 g/L）；
5 硝酸银溶液（10 g/L）。
四、测定方法
精确称取煤样（粒度应小干0.2mm ）1g，精确至0.0002g，置于30mL瓷坩埚中，取艾士卡试剂2g，放在瓷坩埚内仔细混匀，上面再覆盖1g艾士卡试剂，把坩
埚推入高温炉内。在2h 内从室温升到850℃，在850℃下加热2h ，取出坩埚，冷却到室温。用玻璃棒把熔块搅碎，熔块中应无残炭颗粒（如果有，则再送入炉中加热）。将熔块连同坩埚一并放入400mL 烧杯中，用热蒸馏水洗出坩埚。加入100～150mL 热蒸溜水，充分搅拌使熔块散碎，煮沸约5min （此时如果发现有未燃烧完全的黑色颗粒漂浮在溶液表面，则此次试验报废）。用定性滤纸滤出不溶物，收集滤液在烧杯中，再用热蒸馏水吹洗不溶物，吹洗时应注意每次加水要少些，多吹洗几次（约12 次，最后溶液体积不超300mL ）。在滤液中滴加甲基橙（2g/L 水溶液）指示剂3 滴，然后用HCl 溶液(1+1)调节酸度。先调至甲基橙的黄色刚转为红色，然后再多加2mL HCl 溶液(1+1)，把烧杯放到电热板上加热到微沸，在不断搅拌下，慢慢滴加10mLBaCl 2 溶液(100g/L)，在电热板上保温2h （或放置过夜），
用慢速定量滤纸过滤。用热蒸馏水洗至无Cl -
，将沉淀和滤纸正确折叠放在850℃下已恒量的坩埚中进行干燥，灰化至滤纸已无黑色，然后放在850℃的高温炉中灼烧40min ，取出，先在空气中冷却，然后移入干燥器中冷到室温、称量。在一批艾士卡试剂使用时应作两次平行的空白试验，两次空白值之差不得大于0.001g ，取其平均值。 五、结果计算
测定结果可按下式计算：
()12t,ad
0.1374m m S m
-?=
式中 m ——煤样质量，g ；
m 1——灼烧后硫酸钡的质量，g ； m 2——空白试验硫酸钡的质量，g ；
0.1374——由硫酸钡换算为硫的换算因数。
六、测定全硫的允许误差
测定全硫的允许误差列于表1中。
表1 测定全硫的允许误差
七、注意事项
1 必须在通风下进行半熔反应，否则煤粒燃烧不完全而使部分硫不能转化为SO 2。这就是为什么在半熔完毕后，用水抽提不得有黑色颗粒的缘故。
2 在用水浸取、洗涤时，溶液体积不宜过大，当加入BaC12溶液后，最后体积应在200mL 左右为宜。体积过大，虽然BaSO 4的溶度积不大，但是也会影响测定值（偏低）。
3 调节酸度到微酸性，同时再加热，是为了消除CO 32-的影响：
2H + + CO 32- ===== H 2O + CO 2 ↑
4 在热溶液中加入BaCl 2溶液以及在搅拌下慢慢滴加，都是为了防止Ba 2+局部过浓，以致造成局部［Ba 2+］和[SO 42-]的乘积大于溶度积而析出沉淀。在上述条件下可以使BaSO 4晶体慢慢形成，长成较大颗粒。
5 在洗涤过程中，每次吹入蒸馏水前，应该将洗液都滤干，这样洗涤效果较好。
S t,ad 同一实验室（%）
不同实验室（%）
<1 0.05 0.10 1~4 0.10 0.20 >4
0. 20
0.30
6 在灼烧前不得残留滤纸，高温炉也应通风。如果这两方面不注意，BaSO4会被还原而导致测定结果偏低。
BaSO4 + 2C ==== BaS + 2CO2
八、作业与思考
1 煤中硫的测定原理是什么？
2 如何控制煤中硫的测定条件？
实验六煤的发热量的测定
一、实验目的
1 掌握“氧弹法”法测定煤的发热量的原理及方法。
2 掌握本法测定煤的发热量的条件。
二、实验原理
取一定量的分析煤样在充满高压氧气的弹筒（浸没在装一定质量的水的容器——俗称内筒）内完全燃烧，生成的热被水吸收，水温升高，由水升高的温度，计算样品的发热量。
三、仪器及设备
测定发热量的仪器称为“量热计”，其结构如图1所示。量热计型号很多，根据水套温度的不同控制方式，可分成两种类型的量热计。
恒温式：以适当方式使外筒温度保持恒定不变，以便用较简便的计算公式来校正热交换的影响；绝热式：以适当方式使外筒温度在试验过程申始终与内筒保持一致，因而消除热交换。
量热计应安置在完全不受阳光直射的单独房间内，室温稳定在15~35℃之间。试验时应尽量保持温度恒定，每次测定的室温变化不应超过1℃。
量热计主要部件如下：
1 氧弹用优质不锈钢制成（其结构见图2）。弹筒容积为250~300mL，经9.81×106Pa 水压试验证明无问题后方能使用。
氧弹针形阀不仅供充氧、抽气、排气用，同时又是点火电极一端，另一电极为弹体本身，两电极间采用聚四氟乙烯绝缘。
2 内筒用优质不锈钢板制成，结构如图3所示。内筒的装水量为2000～3000mL，应能浸没氧弹。内筒内侧的半圆形竖筒为搅拌器室。内筒置于外筒内，与外筒间距10mm，底部有绝缘支柱支撑。内筒外表面应光亮，避免与外筒间的辐射作用。
3 外筒由不锈钢板制成的夹层筒，外壁呈圆形。夹层中充水并使水温保持恒定。内表面也应光亮，避免辐射作用。外筒有两个半圆形的胶木盖，盖上有孔，以插入温度计、搅拌器等。设用自动恒温装置，控制水温在测试过程中稳定不变（ 0.1℃）。
4 搅拌器搅拌内筒中的水，使样品燃烧生成的热尽快、均匀地分散。搅拌器是螺旋浆式，用马达带动，转速一般为400~600 转／分。螺旋浆与马达之间用绝热材料连接，避免传热。搅拌热不应超过125J。
5 温度计测量内筒中水温的变化值，是准确测定发热量的一个关键，因而必须使用高精密度的温度计。
通常大都使用可变测温范围的贝克曼温度计，最小刻度为0.01℃，经读数放大后可估读至0.001℃。因为量程可变，所以可测-10~120℃范围内的任何温度变化。
6 点火装置在氧弹内的两电极之间，连接一段已知热值的细金属丝。通电后，金属丝熔断引燃试样。
7 压饼机螺旋式或杠杆式均可，以能压制直径约10mm的煤饼或苯甲酸饼为准。模具及压杆应用硬质合金制成，表面光洁，易于擦拭。
四、材料及试剂
1 点火丝已知发热量、直径为0.1mm的铁丝（6694 J/g）、铜丝（2510 J/g）、镍铬丝（1400J/g）、棉线（1748 J/g）、铂丝（418 J/g）。
2 氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=0.1mol/L]。
3 甲基橙指示剂(2g/L)或酚酞指示剂(10g/L)。
4 苯甲酸试剂一级，标准发热量为26464J/g，供测定量热计热容量时，作为基准物。
5 氧气不能含可燃物，不能使用电解法制备的氧气。
五、测定过程
1 在金属燃烧皿底部铺上一个石棉纸垫（垫的周边应与皿密接，以防试样漏入皿底，燃烧不完全），准确称量燃烧皿的质量。准确称量1～1.2g直径小于0.2mm 的分析煤样，放入燃烧皿中。为防止某些试样燃烧时飞溅，可先用压饼机压制成饼，再切成2～4mm 小块或用已知质量的擦镜纸包裹。不易燃烧完全的试样，可提高充氧压力至3.4×106Pa 促进燃烧或加入适量苯甲酸。
取一段已知质量的点火丝，把两端分别接在氧弹的两个电极上。将盛有试样的燃烧皿放于支架上，调节点火丝中间部分，使其下垂与试样接触。注意勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路。
加10mL蒸馏水于氧弹内（用来吸收燃烧生成的硫氧化物和氮氧化物），小心拧紧弹盖，注意避免震动而改变燃烧皿和点火丝的位置。接上氧气导管，缓缓充入氧气，使压力达到2.6×106Pa，充氧完毕后拆下氧气导管。
准确称量适量的水加入内筒，其数量应使氧弹淹没在水面下10～20mm。用水量必须与标定仪器热容量时的用水量相同（相差1g以内）。先调好外筒水温，使与室温相差不超过1℃。内筒水温最初应稍低于外筒温度（用冰水调节），而测定终期温度又比外筒高0.5～1.0℃。内外筒温差过高，将导致过大的“冷却校正”而产生较大的误差。
把装好水的内筒小心放入外筒内的绝缘支架上，再把氧弹小心放入内筒，检查弹筒的气密性。如氧弹中无气泡漏出，则表明气密性良好，如有气泡出现，则表明漏气，应找出原因，排除故障，重新充氧。然后，接上点火丝电源，装好搅拌器和温度计并盖上外筒盖。温度计的水银球应位于氧弹主体的中部，在温度计露出水银柱处，另悬挂一支普通温度计，用以测定露出柱的温度。
2 开动搅拌器、报时灯、温度计震荡器和照明灯，准确称量少量冰水加入内筒（冰水量计入内筒水的总质量），使内筒水温较外筒略低0.5～1℃，搅拌5min，内筒温度均匀上升，开始测定。
发热量的测定分三个阶段：初期、主期、终期。
2.1 初期在此期间，内、外筒之间温度为内低外高，进行着热交换。先读取一次内筒温度，记为t 初。5min后再读取一次温度，记为始点温度to，并立即通电点火。同时，记下露出柱温度to 。
2.2 主期在此期间，试样燃烧，使弹筒和内筒温度急剧升高，水温变为内高外低，内、外筒之间继续进行热交换。每隔半分钟读取一次温度，直到最高点后转而下降的第一次温度为止，最后一次温度记为tn，它标志着主期结束。同时记下露出柱温度tn 。温升较快阶段，温度可只读到0.01℃，缓慢阶段应读到0.001℃。
2.3 终期终点后，相隔5min再读一次温度记为t 末，测定结束。
3 当终期结束后，停止搅拌，取出氧弹，放气。打开弹筒，仔细观察燃烧皿看反应是否完全。找出点火丝，量取长度，计算燃烧热量。
用蒸馏水冲洗弹筒内各部和燃烧皿、燃烧残渣，把全部洗液收集在一个烧杯中，供测硫用，总体积约100mL。
的校正和计算
六、弹筒发热量Q
b，ad
1 温度校正
1.1 温度计刻度校正 根据检定证书中所给的修正值（贝克曼温度计称为毛细管修正值）校正点火温度to 和终点温度tn ，再由校正后的温度（t0 + h0）和（tn + hn ）求出温升。其中h0和hn 分别表示温度为to 和tn 时的读数修正值。
1.2 露出柱温度校正值 测量内筒水温的贝克曼温度计或精密温度计的分度值，随着基点温度、浸没深度和露出柱温度的不同而改变。前两个因素可在热量计热容量标定和试样测定中取相同条件而抵消，但第三个因素则因外界的温度无法人为控制使其保持一致，故需加以校正，校正系数H 为
H = 1 + 0.00016（t ‘- t 0‘）
式中 t ‘——热容量标定中露出柱的平均温度，℃；
t 0‘——试样测定中点火时露出柱温度，℃； 0.00016——水银对玻璃的相对膨胀系数。
2 冷却校正 又称为辐射校正。在恒温式发热量测试过程中，由于内、外筒水温始终存在差别，不可避免产生热交换。热交换的结果常常使内筒温升偏低，致使测量结果偏低，因而称为冷却作用。冷却校正也是采用温度补偿的办法，将损失的热量以温度的形式补偿到温差项中，用校正系数C （℃）表示。
C 值的准确计算较复杂，但它的大小主要与内筒温度的下降速度（起始阶段该值常为负值）和测量时间有关。C 值的计算采用经简化处理的本特公式
()()02
n n m
C v v n m v =
-+- 式中 v 0 ——测定初期（即点火以前）内筒温度下降速度（℃/0.5min ）。即
010
t t v -=初0
把初期时间定为5min ，计算中以0.5min 为时间单位；
v n ——测定终期内筒温度下降速度（℃/0.5min ），即
n n 10
t t v -=末
终期时间也定为5min ，计算中以0.5min 为时间单位；
n ——测定主期温度读数的次数（即t1至tn 的次数，共n 次，一般时间间隔
为0.5min ）；
m ——测定主期温度变化速度不小于0.3℃/0.5min 的次数。如果第一个0.5
min 低于0.3℃/0.5min （绝对值），也算一次计入m 中。
3 点火丝热量校正
熔断式点火法可按所用点火丝种类，根据点火丝的实际消耗量（原用量减掉点火后的残余量）和点火丝的燃烧热，计算试验中点火丝放出的热量。 4 弹筒发热量Q b ，ad 的计算
()()()
n 012b ad EH t h t h C q q Q m
---+--????=
n 0，
式中 Q b ，ad ——分析试样的弹筒发热量，J/g ；
E ——热量汁的热容量，J/℃；
H——贝克曼温度计露出柱温度校正系数，
t n——终点温度，℃；
t0——始点温度即点火时的温度，℃；
h n——终点温度校正值，℃；
h0——始点温度校正值，℃；
C——冷却校正系数，℃；
q1——点火丝发热量，J；
q2——添加物如苯甲酸、包纸等产生的热量，J；
m——分析试料的质量，g。
七、热量计的热容量K
热量计的热容量K 是用热量基准物如苯甲酸进行标定而得到的。即在充有氧气的氧弹中燃烧一定量的已标定热值的苯甲酸，由点火后产生的总热量和内筒水温度升高的度数（经过修正），求出量热系统每升高1℃所需要的热量，即热容。单位为J/℃。
八、作业与思考
1 “氧弹法”法测定煤的发热量的原理是什么？
2 如何控制“氧弹法”法测定煤的发热量的测定条件？
实验七、八钢铁中碳硫联合测定
一、实验目的
1 掌握钢铁中碳硫联合测定原理及方法。
2 掌握本法碳硫联合测定的条件。
二、实验原理与方法
此法能缩短分析时间，节省能源、材料和人员。但由于同时满足两种元素的要求条件，操作条件较为紧张，难以控制，因此适合炉前快速控制分析。
该法是综合了碳、硫单测的方法。首先使燃烧产生的二氧化碳、二氧化硫及所通过的氧气等混合气体经定硫杯，二氧化硫被酸性淀粉溶液吸收后，用碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝色为终点（或用过氧化氢吸收液吸收二氧化硫，使其转化为硫酸，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定）。滴定硫以后的混合气体收集于量气管中，然后以氢氧化钾溶液吸收其中的二氧化碳，吸收前后体积之差即为二氧化碳体积，由此计算碳含量。（或直接读取含量）。
（一）气体容量法与燃烧—碱液滴定法
1．试剂
1．1 过氧化氢溶液；
1．2 甲基红—次甲基蓝指示剂；
1．3 氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=0.005mol/L]：将0.18g氢氧化钠溶于1L水中待标；
1．4 氯化钠酸性溶液（150g/L）；
1.5 氢氧化钾溶液(400g/L)；
1.6 助熔剂纯锡粉。
2．仪器设备
CS71型钢铁碳硫联合测定仪（图7-4）或其它联合测定仪，主要部件如下：2.1 氧气瓶内装氧气，附有流量计及减压阀的氧气吸入器。
2.2 洗气瓶
a.内盛氢氧化钾溶液（400g/L），容积占全瓶的1/４，用于初步除去氧气中可能存在的酸性。
b.内盛浓硫酸，容积占全瓶的1/４，用于初步除去氧气中的水分及碱性杂质。
c. U型管内盛玻璃棉或碱石棉，用于进一步干燥氧气及除去氧气中的酸性杂质。
2.3 管式炉附有热电偶、高温计、调压器，采用硅碳棒加热。
2.4 冷凝管a 蛇形冷凝管，用以冷却燃烧生成的混合气体。
2.5 定硫吸收杯右上方由带吹嘴的玻管引入混合气体，经过氧化氢将二氧化硫、三氧化硫完全变成硫酸；
2.6 定碳量气管细长圆柱形双层玻璃管，用以测量气体体积；
2.7 定碳吸收器内盛400g/L的氢氧化钾溶液，作为碳的吸收剂；
2.8 水准瓶内盛含甲基橙的酸性氯化钠溶液；
2.9 具下口储液瓶2500mL瓶２个，分别盛过氧化氢及氢氧化钠溶液；
2.10 缓冲瓶内装水，起缓冲氧气流速的作用。
2.11 球形干燥管内装干燥脱脂棉。
2.12 自动滴定管5mL和10mL，最小分度值为0.02mL和0.05mL。
3．测定步骤
检查并调整各部件，使无漏气现象；调整量气管及水准瓶内液面升至顶端。
将炉温升至1200～1350?C ，于定硫吸收杯中加入过氧化氢吸收液60mL ，以600～1500mL/min 的流速通氧，滴加氢氧化钠标准滴定溶液，使之刚呈绿色，此色作为滴定后的终点颜色，关闭氧气。
称取试样（含碳量1.5%以下称0.5～2g ，1.5%以上称0.25～0.5g ，精确至0.0001g ）置于瓷舟中，加入0.2g 助熔剂（合金钢加0.5～1g ），轻微振动，使样品和助熔剂混合均匀并分散平铺于瓷舟底部。将瓷舟推至高温处，预热0.5～1.5min 后，通氧燃烧。
使活塞6的月牙向右，竖起活塞5，将供氧开关1打开，即开始通氧（控制氧速为600～1500mL/min ）。燃烧后的混合气体经定硫杯进入量气管中，二氧化硫使过氧化氢吸收液变紫，立即用氢氧化钠标准溶液滴定至绿色。待量气管内之液面下降至接近零点（约在零点以上1～2cm ），使活塞6的月牙向下，横过活塞5，使量气管与大气相通。
间歇通气后，用氢氧化钠标准滴定溶液继续滴定至绿色半分钟不变即为终点。读取滴定所消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的毫升数。关闭活塞1，断氧。取出瓷舟。
记录量气管初始读数，旋转活塞6，使月牙向左，量气管与吸收器接通。提高水准瓶，将混合气体压入吸收器中，吸收2～3次，关闭活塞6，此时吸收液应充满吸收器。记录量气管最终读数。 4．计算
4．1 氢氧化钠标准滴定溶液的标定
称取适量钢铁标准试样（标准试样含硫量及其它成分含量应与试样中含量接近），精确至0.0001g ，按测定步骤进行测定。
()1
S/NaOH 1
S m T V ω-=
标样
式中 T S/NaOH —每毫升氢氧化钠标准滴定溶液相当于硫的克数，g/mL ；
ω（S ）标样—标准试样的含硫量；
V 1—标定时消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL ； m 1—标准试料的质量，g 。
4.2 试样的含硫量
()S/NaOH 2
2
=T V S m ω-
式中 V 2—测定时消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL ；
m 2—试料的质量，g 。
4.3 试样含碳量
若在量气管1/4g 刻度处读数：()()0.2500
=
C f B C m
ωω???读数
若在1g 刻度处读数：()()=
C f B
C m
ωω
??读数
式中 ω(C )读数—已被吸收的CO 2体积在量气管上的ω(C )的读数(即量气管
1/4g 或1g 刻度上混合气体最终读数与最初读数之差)；
f—温度与压力的补正系数；
B—本仪器校正系数，在含碳量0.5%以上时，应乘上一个校正系数(多次标钢试验得出的经验数)1.03～1.05，才能符合正确结果；
m—试料的质量，g。
（二）气体容量法与燃烧—碘酸钾容量法
1．试剂
1．1 助熔剂二氧化锡和还原铁粉以3十4混匀；五氧化二钒和还原铁粉以3十1混匀；五氧化二钒。
1．2 淀粉吸收液、碘酸钾标准溶液的配制方法，碘酸钾标准溶液的标定方法均同硫的燃烧—碘酸钾容量法。
2.仪器CS71型钢铁碳硫联合测定仪（图7-4）或其它联合测定仪。
2．测定步骤
将炉温升至1200～1350 C，检查装置是否正常，于定硫吸收杯中加入淀粉吸收液60mL，以600～1500mL/min的流速通氧，用碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝色不褪，作为终点色泽，关闭氧气。
称取试样置于瓷舟中，加入适量助熔剂，将瓷舟推至高温处，预热0.5～1.5min，通氧，控制氧速为600～1500mL/min，燃烧后的混合气体导入吸收杯中，使淀粉吸收液蓝色开始消褪，立即用碘酸钾标准滴定溶液滴定并使液面保持蓝色，当吸收液褪色缓慢时，滴定速度也相应减慢，直至吸收液的色泽与原来的终点色泽相同，间歇通气后，色泽不变即为终点。读取滴定所消耗的碘酸钾标准滴定溶液的毫升数。
被吸收硫后的气体进入定碳仪的量气管，根据定碳仪操作规程操作，测定其读数（体积或含量）。
测定结果计算或读数方法同前。
三、作业与思考
1 联合测定钢中碳硫的测定原理是什么？
2 实验过程中如何控制好分析测试条件？
实验7：铝合金中铝含量的测定
1 目的：
1.1 了解返滴定和置换滴定的原理、方法和应用；
1.2 学习铝合金试样的分解方法；
1.3 掌握返滴定和置换滴定测定铝的操作过程。
2 上次实验、实验报告情况：
3 下次实验预习内容：实验8：间接碘量法测定铜合金中的铜
4 内容：
4.1 样品制备：
0.10~0.11g黄铜试样于50mL塑料烧杯→10mL200 g·L-1NaOH→盖上表面皿→水浴加热至完全溶解→滴加6mol·L-1盐酸至有絮状沉淀→多加10mL盐酸→定容至250mL。
4.2 样品测定：
25.00mL样品液→30mL0.02 mol·L-1EDTA→2d 2 g·L-1XO→7 mol·L-1氨水至溶液呈紫红色→6mol·L-1盐酸溶液变黄色→煮沸3min，冷却→20mL200 g·L-1六亚甲基四胺→溶液黄色，若红，加盐酸至黄色→补加2d 2 g·L-1XO→锌标准溶液滴定至刚好变紫红色。（锌体积需记录吗？）
10mL2 g·L-1NH4F溶液→加热至微沸，冷却→补加2d 2 g·L-1XO→溶液黄色，若红，加盐酸至黄色→锌标准溶液滴定至刚好变紫红色，记录读数，平行三次。计算铝的含量。
5实验原理：学生回答。
5.1返滴定原理
5.2置换滴定原理
AlY- + 6F- + 2H+ ==== AlF6 3- + + H2Y2-
6 思考：
6.1 试述返滴定法和置换滴定法各适用于哪些铝试样的测定？
6.2 对于复杂的铝合金试样，不用置换滴定法而用返滴定法测定，所得结果是偏高还是偏低？
6.3 置换滴定中所使用的EDTA为何不需要标定？
实验8：间接碘量法测定铜合金中的铜
1 目的：
1.1 掌握Na2S2O3标准溶液的配制和浓度的标定方法、保存条件。
1.2 了解淀粉指示剂的作用原理。
1.3 了解间接碘量法测定铜的原理和方法；
1.4 学习铜合金试样的分解方法；
1.5 掌握碘量法测定铜的操作过程。
2 上次实验、实验报告情况：
3 内容：
3.1 用纯铜标定Na2S2O3溶液
0.2g纯铜→10mL(1+1)HCl→2~3mL30%H2O2→加热→定容250mL
25.00mL纯铜溶液→(1+1)氨水至沉淀刚生成→8mL(1+1)HAc→10mLNH4HF2溶液→10mL200g·L-1碘化钾溶液→Na2S2O3溶液滴定至淡黄色→3mL5g·L-1淀粉指示剂继续滴定至浅蓝色→10mLNH4SCN溶液继续滴定至蓝色消失。计算Na2S2O3溶液浓度。
3.2 样品测定
0.1~0.15g黄铜试样→10mL(1+1)HCl→2~3mL30%H2O2→加热煮沸1~2min→加60mL水→(1+1)氨水至沉淀刚生成→8mL(1+1)HAc→10mLNH4HF2溶液→10mL200g·L-1碘化钾溶液→Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色→3mL5g·L-1淀粉指示剂继续滴定至浅蓝色→10mLNH4SCN溶液继续滴定至蓝色消失。计算铜的含量。
5实验原理：学生回答。
6 思考：
6.1 用K2Cr2O7作基准试剂标定Na2S2O3 溶液为什么要加入过量的KI 和HCl 溶液？为什么放置一定时间后才能加水稀释？如果：（1）KI 溶液中不加HCl,(2)加酸后不放置暗处，（3）不放置或少放置一定时间即加水冲稀，会产生什么影响？
6.2 为什么淀粉指示剂要加3 mL,和其它滴定法一样只加几滴行不行？
6.3用间接碘量法测定Cu2+时，应注意哪些反应条件？
提示：本实验减少误差的关键是放置时间的平行性（严格控制5min）。