碳酸锰粉中全锰量的测定
由二氧化锰制备碳酸锰的实验报告
由二氧化锰制备碳酸锰的实验报告一．实验目的1.掌握由二氧化锰制备碳酸锰的实验方案，并能合理的评价各方案的优缺点；2.学会实验设计的一般步骤与方法；3.培养独立反馈实验学习的能力。
二、实验原理由二氧化锰制备碳酸锰，首先要用还原剂把二氧化锰还原成二价锰，并转移到溶液中。
由于二价锰离子可以在溶液中稳定存在，再与碳酸氢盐反应，生成碳酸锰沉淀。
可使用的还原剂还有多种，比较之下，草酸是比较理想的还原剂，条件也比较容易控制，所以实际操作中多用草酸做还原剂。
制备原理是二氧化锰被过量的还原剂还原为二价锰离子，过量的还原剂用加热的方法除去，生成的硫酸锰溶液中加碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵碱性不是很高，并且可以使碳酸锰形成较大的晶粒，便于产物的分离和洗涤，同时碳酸氢铵遇热易分解，不会过多的引入杂质，使其转变为碳酸锰。
反应方程式如下：加热MnO2 + H2C2O4 + H2SO4 ===== MnSO4 + 2H2O +2COMnSO4 + 2NH4HCO3 === MnCO3 + (NH4)2SO4 +H2O + CO2三、仪器与试剂药品：二氧化锰、碳酸氢铵、草酸、碳酸钙、EDTA、氨水、氯化铵、铬黑T；仪器：锥形瓶、烧杯、玻璃棒、滴定管、蝴蝶夹、铁架台、真空水泵、广泛pH试纸。
四、实验步骤1.碳酸锰的制备称取5g二氧化锰于150 mL烧杯A中，加入几滴蒸馏水润湿成粘糊状。
称取8g草酸于100 mL烧杯B中，加入约10 mL水使其溶解（可多加少量水或稍加热使草酸完全溶解）。
加入12 mL6 mol/L的硫酸。
并用洁净的玻璃棒搅匀。
将B烧杯中的溶液分3次缓缓滴入A烧杯中，每次加入的时间间隔约为2-5 min。
烧杯中不再出现气泡说明反应趋于完全。
（此时烧杯中的溶液应呈现粉红色，否则说明实验近乎失败）。
先用浓氨水调节PH值，再用稀氨水调节PH值为6.称取15 g碳酸氢铵固体于100 mL烧杯C中，加入约55mL蒸馏水配置成碳酸氢铵的饱和溶液。
电解锰 操作规程
操 作 规 程(一) 浸出段1.1、相关参数(1) 阳极液体积：V 阳极液 (L)；(2) 碳酸锰矿量(kg)：W 碳酸锰粉=(40)0.900.18791000M n M -⨯⨯×V 阳极液 (kg)；式中：M Mn -阳极液中的Mn 2+离子浓度为g/L ；(3) 工业硫酸量：V H2SO4=(W 硫酸锰粉×0.58-24H S O 1000V M ⨯阳极液)×10000.95 1.83⨯ (mL)；式中： M H2SO4阳极液中的H 2SO 4浓度为 g/L ；(4) MnO 2粉量：W MnO2=W 碳酸锰粉×85 (g)；(5) (NH 4)2SO 4量：100(g/L)。
1.2、Fe 定性检验(1) 取浸出过滤液1～2滴；(2) 滴加1:1 HCL1～2滴酸化；加H 2O 21～2滴氧化；(3) 滴加15%硫氢酸钾1～2滴，观察红色深浅，定性判断浸出液中铁的含量高低。
1.3、操作步骤(1) 准备量取体积为V 阳极液(45L)的阳极液放入浸出槽中，装上控温装置，搅拌、加热；(2) 根据阳极液体积、Mn 2+离子浓度、H 2SO 4浓度、(NH 4)2SO 4浓度计算：碳酸锰矿，工业H 2SO 4，MnO 2及(NH 4)2SO 4加入量；(3) 准确量取工业H 2SO 4，在搅拌下缓慢加入，小心局部过热溶液溅出灼伤；(4) 准确称取碳酸锰粉，慢慢加入浸出槽中，小心防止冒槽溢出，待浸出槽中温度到75℃后开始计时；(5) 准确称取MnO 2粉，待浸出3.5小时，槽液PH=3.5时，加入MnO 2粉，计时；(6) 待氧化1.5小时后，加入1:1 NH3H2O至槽液PH=6.5～6.8，搅拌反应0.5小时左右；(7) 定性检测槽液中Fe，待槽液中Fe浓度合格后，停止反应，过滤，测量浸出液体积，取样分析；(8) 浸出液待下一步净化除杂。
1.4、分析元素浸液中Mn2+、Fe、(NH4)2SO4浓度。
高纯锰粉中金属锰的测定
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟高纯锰粉中金属锰的测定金属锰在空气中易氧化，在其表面形成氧化膜，人而影响它的物理化学性质和使用性能，当以粉末状态使用时，因粉末金属具有大的表面积，其氧化程度加剧。
有些工程按技术条件规定，锰粉中金属锰的含量不得小于99.00%。
因此需要冷却测定锰粉中金属锰的含量。
一、方法概述还原锰矿以及其他冶金中间产品中金属锰的分离方法虽有很多报道,但都不适用于高纯金属锰粉。
因为那此方法中作为氧化剂的离子（或分子）半径比较大，很难透过金属表面的纳入化膜而扩散到金属的表面,并且由于反应产物多为固相，也妨碍了进一步溶解，所以金属锰不能完全被浸取。
另一方面，有原溶剂，如溴-甲醇等，对锰粉表面的极细的纳入化物有相当强的溶解能力，故失去其选择性，而无实用价值。
已经查明，金属锰粉的表面氧化膜中的氧化物为MnO 和Mn3O4,几乎不存在其他高价氧化锰。
根据对Mn-H2O 系电位-pH 图的分析，溶解金属锰的溶剂，必须保持在pH8-8.7，同时，在浸取时，体系中应不存在强氧化剂或还原剂。
在此条件下，MnO 将同金属锰一起被溶解，而Mn3O4 等高价氧化锰则均解于铵盐溶液(在NH4NO3 溶液中溶液最快)，而褐色的锰氧化物不溶解。
由于铵盐的缓冲作用，可使溶液保持在pH8-8.7。
用100mL100g/L NH4NO3 与1.5mL 氨水（1+1）溶液浸取之后，于滤渣中测定Mn3O4 再通过测定试样中的总氧含量和吸附氧含量以及总铁量和总锰量等，计算出金属锰含量。
下面介绍的分析步骤只适用于氧含量小于1.00T 的锰粉试样。
用于不同工艺生产的锰粉分析时，应首先进行表面相的研究（如进行X 射线衍射分析和用X 光电子能谱作表面剥蚀分析等）。
二、分析步骤称取0.1000g 试样置于锥形瓶中，加入100mL 100 g/L NH4NO3-1.5mL 氨水（1+1）溶液（用煮沸过的水配制），投入搅拌转子，用有两孔的橡皮塞塞紧。
火焰原子吸收光谱法测定电解锰工业废料中的锰
火焰原子吸收光谱法测定电解锰工业废料中的锰3麻明友1,姚 俊1,肖卓炳1,吴文学2,吴胜云2,李玉林3Ξ(1.吉首大学化学系,湖南吉首 416000;2.湖南省东方锰业集团,湖南花垣 416005;3.吉首市化工厂,湖南吉首 416000)摘 要:将电解锰废渣、废液经硝酸、氢氟酸、高氯酸处理后,利用火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定其中的锰,加标回收率在9418%～10215%,相对标准偏差在311%～816%,倍比实验亦相吻合。
、快速、准确,为环境治理和改进工艺条件提供了一定的依据。
关键词:FAAS法;电解锰;废渣;废液中图分类号:T K03 文献标识码:A 文章编号:1002-4336(1999)03-0036-03 湘西自治州的锰矿资源十分丰富,自1985年以来便开始大力发展电解锰工业,现电解锰工业已成为自治州的支柱产业之一,其产品大部分出口国外。
采用火焰原子吸收光谱法直接测定电解锰工业废料中的锰,具有灵敏度高、快速、简便的优点,而且很少受到其它干扰元素的影响,是工厂例行分析的可行方法。
1 试 验1.1 主要仪器与试剂GFU-202B型原子吸收分光光度计(北京分析仪器厂)、锰空心阴极灯(北京有色金属研究总院)、锰标准储备液1mg/mL(由光谱纯试剂按常规方法在硝酸介质中配制)、硝酸、氢氟酸、高氯酸、012%CaC l2溶液。
以上试剂均为分析纯,水为亚沸蒸馏水。
仪器最佳工作条件见表1。
1.2 溶样由于电解锰废渣含有硅等大量难溶物表1 仪器最佳工作条件元素波长/nm灯电流/mA增益/V狭缝宽度/mm空气流量/L・m in-1乙炔流量/L・m in-1 Mn279.5 2.02800.2 6.8 1.8质,因此,一般的酸很难溶解它,选用硝酸—氢氟酸—高氯酸溶解废渣,可得到透明的样品溶液,效果较好。
因为2%以上的高氯酸每增加1%就会使锰的吸光度值升高10,故要将样品蒸至近干,以除掉多余的高氯酸。
废水中的硅含量不大,所以不必加入氢氟酸,只要加入硝酸就可以了,盐酸、硝酸在5%以内对锰的测定无影响。
碳酸锰的制备
3、产量及纯度计算
纯度=碳酸锰质量/所的产品质量×100%=
理论产量=M(碳酸锰)×5.0g/M(二氧化锰)=
产率=实际产量/理论产量×100%=
六、注意事项
NH4Cl-NH3·H2O缓冲溶液
滴定过程中，加入20毫升缓冲溶液，变色比较不明显。因为铬黑T在pH=10的条件下变色比较明显，所以溶液的pH=10的缓冲溶液要足够多。
2、仪器:烘箱；磁力搅拌加热器；抽滤仪；抽滤瓶；布氏漏斗；分析天平；
酸式滴定管；吸量管；100mL容量瓶、100mL、250mL、500mL烧杯；
玻璃棒；锥形瓶；量筒。
四、实验步骤
1、碳酸锰的制备
(1)称取5.0gMnO2于200mL烧杯中，加入12mL6mol/L的H2SO4和6mL水。称取8gH2C2O4·2H2O，将溶液稍加热后，在搅拌条件下缓缓向烧杯中分批加入草酸晶体粉末，加入过程中黑色的二氧化锰固体不断地溶解，加热至溶液呈粉白色，呈现乳浊状，过滤得到浅粉色溶液即是硫酸锰溶液。
七、参考文献
1、《无机盐工业》1987年05期碳酸锰的制备方法
2、《中国教育技术装备》实验室二氧化锰制备碳酸锰的设计方案
(2)在所得的上述溶液中加入15mL蒸馏水，然后一边搅拌一边缓慢加入NH4HCO3固体粉末，调节溶液的pH至7为止，静置可见到大量浅粉色的碳酸锰固体沉淀出来，冷却溶液，抽滤得到湿的碳酸锰，将滤饼放在表面皿上，在烘箱中干燥1h后便可得到肉色的碳酸锰固体。
2、碳酸锰中锰含量的分析及产品纯度分析
（1）称取约3.8g左右的EDTA（乙二胺四乙酸）溶于200ml温热的水中，备用。精确称取0.5025gCaCO3于烧杯中（分析天平），加少量水使其润湿，滴加6mol/L的盐酸至碳酸钙全部溶解，转移至100mL容量瓶中，用适量蒸馏水冲洗小烧杯和玻璃棒将洗液也转移到容量瓶中，然后定容、摇匀，待用。
二价锰的测定8
该方法基于试样用硫磷混酸分解，锰存在于溶液中，在用硝酸银做接触剂情况下，用过二硫酸铵将低价锰氧化为高价锰酸，加热煮沸是为了破坏过剩的过二硫酸铵，以硫酸亚铁铵标准溶液滴定，其反应式如下：(NH4)2S2O8+ 2Ag2NO3==2NH4NO3+ Ag2S2O8Ag2S2O8+ 2H2O==Ag2O2+ 2H2SO42MnSO4 + 5Ag2O2+3H2SO4==2HMnO4+ 2H2O + 5Ag2SO42HMnO4 + 10FeSO4+ 7H2SO4==2MnSO4+ 5Fe2(SO4)3+8H2O钴大量存在时，钴离子的颜色将影响终点的观察，本发不适用于钴高的溶液中锰的测定(2)仪器及试剂:250、500ml烧杯（带表面皿及玻璃棒）100ml容量瓶50.0ml小烧杯电炉5.0ml胖肚移液管酸式滴定管（带铁架台及铁夹）3：2的硫磷混酸1% 硝酸银溶液1%二苯胺磺酸钠指示剂10%过二硫酸铵溶液3：97的硫酸0.05N 硫酸亚铁铵标准溶液：称取硫酸亚铁铵20克溶于1L （3：97）的硫酸中，摇匀储存于棕色瓶中，标定：取硫酸亚铁铵标准溶液25.00ml于250ml三角瓶中，吹入少量蒸馏水，加入1~2滴二苯胺磺酸钠做指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色即到达终点。
N0×VN = ————VT M n=N×0.010986式中：N-----硫酸亚铁铵标准溶液的当量浓度N-----重铬酸钾标准溶液的当量浓度V-----所消耗重铬酸钾标准溶液的体积（即毫升数） M（M n） 54.930.010986= ————— = ————5000 5000T M n-------硫酸亚铁铵标准溶液对锰的滴定度，单位：克每毫升(3)操作步骤:用5.0ml胖肚移液管准确移取5.0ml试液于250ml锥形瓶中，加热浓缩至体积约为2.0ml时，加入3：2硫磷混酸20.0ml，继续加热至冒白烟，稍冷加热水150ml~200ml，1%的硝酸银溶液10ml加热至80~90℃时加入10%过二硫酸铵溶液20ml，煮沸至加入的过二硫酸铵完全分解，迅速冷却至室温，滴加2滴二苯胺磺酸钠指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至紫红色恰好消失却变化即到达终点，记下所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积（即毫升数）(4)计算公式:C(Mn2+)=T(（NH4）2Fe（SO4）2/Mn2+)*V(（NH4）2Fe（SO4）2)*103/5.0 C(Mn2+)------料液中Mn2+的含量,单位:克每升T(（NH4）2Fe（SO4）2/Mn2+)---硫酸亚铁铵标准溶液对锰的滴定度，单位：克每毫升V(（NH4）2Fe（SO4）2)-----所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积(即毫升数)5.0------所取料液的体积(即毫升数)(5)误差分析TE=0.2%发改委公布电解金属锰企业准入条件中国耐材之窗网2006年8月10日国家发改委9日公布《电解金属锰企业行业准入条件》，规定电解金属锰生产企业准入“门槛”为，单条生产线规模达到10000吨/年及以上，企业总生产规模达到30000吨/年及以上。
自动电位滴定仪测定锰矿石中全锰量
自动电位滴定仪测定锰矿石中全锰量马德起;韩娟;胡德新;武素茹;王永芳【摘要】样品经盐酸、磷酸、硝酸、高氯酸加热溶解后,以硫酸亚铁铵为标准溶液为滴定液,采用自动电位滴定仪测定全锰量.经过对5个有证标准样品进行测试,全锰量测定的平均值与认定值的误差在0.015％～0.145％之间,标准差为0.074％,t检验值为0.366.选取主要进口国含量不同的样品进行全锰量的测定,并进行方法对比,其允许差符合标准GB/T 1506-2002规定.本法具有较高灵敏度和准确度,可用于大批量锰矿石的日常检测.%The sample was dissolved in hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid and perchloric acid by heating. The content of total manganese was determined by automatic potentiometric titrator. Five certified reference materials were tested. The errors between average determination value and certified value of total manganese content were in the range of 0. 015 %-0. 145%. The standard deviation was 0. 074% and the t test value was 0. 366. Various samples with difference total manganese contents from main import countries were selected for the determination of total manganese. The method comparison was conducted, and the admissible error complied with rules in GB/T 1506-2002. This method had high sensitivity and accuracy, and it could be used for the routing inspection of large numbers of manganese ores.【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2012(032)008【总页数】5页(P70-74)【关键词】全锰量;锰矿石;自动电位滴定仪【作者】马德起;韩娟;胡德新;武素茹;王永芳【作者单位】天津出入境检验检疫局,天津300456;天津出入境检验检疫局,天津300456;天津出入境检验检疫局,天津300456;天津出入境检验检疫局,天津300456;天津出入境检验检疫局,天津300456【正文语种】中文【中图分类】O657.15锰是钢铁工业和化学工业不可缺少的原料，作为最大的锰系铁合金生产国，我国锰矿资源远远不能满足国内需求，每年必须进口数百万吨的锰矿石与国内的贫锰矿搭配使用［1］。
锰的测定实验报告
一、实验目的1. 掌握化学分析方法中锰的测定原理。
2. 学会使用滴定分析法测定样品中锰的含量。
3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理锰的测定采用氧化还原滴定法。
在酸性溶液中，高锰酸钾作为氧化剂，与还原剂硫酸亚铁反应，根据反应的化学计量关系，计算出样品中锰的含量。
反应方程式如下：2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = K2SO4 + 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + 8H2O三、实验仪器与试剂1. 仪器：滴定管、移液管、锥形瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、漏斗等。
2. 试剂：高锰酸钾标准溶液（0.01mol/L）、硫酸亚铁标准溶液（0.01mol/L）、硫酸（1:1）、硫酸铁铵指示剂、待测样品等。
四、实验步骤1. 准备工作：将待测样品溶解于适量的硫酸中，稀释至一定体积，备用。
2. 标准曲线绘制：（1）取6个锥形瓶，分别加入0.5ml、1.0ml、1.5ml、2.0ml、2.5ml、3.0ml的高锰酸钾标准溶液；（2）向每个锥形瓶中加入1ml硫酸铁铵指示剂，然后用硫酸亚铁标准溶液滴定至溶液由紫色变为浅绿色；（3）记录消耗的硫酸亚铁标准溶液体积，以高锰酸钾标准溶液体积为横坐标，消耗的硫酸亚铁标准溶液体积为纵坐标，绘制标准曲线。
3. 样品测定：（1）取3个锥形瓶，分别加入3.0ml、3.0ml、3.0ml的待测样品溶液；（2）向每个锥形瓶中加入1ml硫酸铁铵指示剂，然后用硫酸亚铁标准溶液滴定至溶液由紫色变为浅绿色；（3）记录消耗的硫酸亚铁标准溶液体积，从标准曲线上查出对应的锰含量。
五、数据处理1. 计算标准曲线的线性方程；2. 根据样品测定结果，计算出样品中锰的含量；3. 求出样品中锰的平均含量和标准偏差。
六、实验结果与分析1. 标准曲线的线性方程为：y = 0.0435x + 0.0032，相关系数R² = 0.9966。
2. 样品测定结果如下：（1）第一次测定：消耗硫酸亚铁标准溶液体积为22.50ml，样品中锰含量为0.0235g；（2）第二次测定：消耗硫酸亚铁标准溶液体积为22.00ml，样品中锰含量为0.0225g；（3）第三次测定：消耗硫酸亚铁标准溶液体积为21.50ml，样品中锰含量为0.0218g。
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碳酸锰粉中全锰量的测定
1目的
规定硝酸铵滴定测定MnCO3的方法，保证采购的锰矿石加工后符合本企业规定的要求。
2测定范围
此法测定范围为8～60％。
3方法提要
试样经酸溶解后，在磷酸介质中，将溶液加热至220－240℃，用固体硝酸铵定量的将锰氧化至三价，以N－苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定借此测得锰的含量。
4试剂与仪器
4.1磷酸（比重1.70）
4.2硝酸（比重1.42）
4.3硫酸（1+1）
4.4硝酸铵
4.5N－苯代邻氨基苯甲酸指示剂（0.2％溶液）：
称取0.2g指示剂溶于少量水中，加0.2g碳酸钠，低温加热溶解后，加水至体积100ml摇匀。
4.6重铬酸钾标准溶液（0.04000N）
称取1.9615g经150℃烘干2小时的重铬酸钾（基准试剂）置于250ml烧杯中，加适量水溶解，移入1000ml空量瓶中，用水稀释至刻度摇匀。
4.7硫酸亚铁铵标准溶液（（NH4）2SO2·FeSO4·6H2O＝0.04N）
称取15.68g硫酸亚铁铵，溶于1000ml硫酸（5+95）溶液中，摇匀，贮于棕色瓶中备用。
（如果浑浊如过滤）。
标定：准确吸取25.00ml重铬酸钾标准溶液（4.6）于250mL三角瓶中，加40ml硫酸（1：4），5mL磷酸用硫酸亚铁铵标准溶液，滴至橙黄色消失，再加2
滴N －苯代邻氨基苯甲酸（4.5），继续小心滴定至刚呈亮绿色为终点，计算：
V
002504000N ..⨯= 式中:
N －硫酸亚铁铵标准溶液浓度
V －所消耗硫酸亚铁铵体积数（ml ）
5分析步骤：
称取0.2000g 试样，置于250ml 锥形瓶中，用少量水湿润试样，并小心摇动，使之散开，加入5mL 硫酸（1+1），20mL 磷酸，加热溶解，趁热加入3～5mL 硝酸（比重1.42），使碳酸及有机物氧化，加热至冒三氧化硫白烟3～5min （温度在220～240℃），取下稍冷至瓶内看到微量白烟，立即加入2－3g 固体硝酸铵并充分摇动锥形瓶，使二价锰氧化完全，用洗耳球吹风驱尽黄色氧化氮气体，冷却到70℃左右，加50ml 水，充分摇动溶解盐类，流水冷却至室温，用硫酸亚铁铵标准溶液（4.7）滴至浅红色加2－3滴N －苯代邻氨基苯甲酸指示剂(4.5)，继续滴定至亮黄色即为终点。
6 计算公式：
100G
54940N V Mn ⨯⨯⨯=.(%) 式中：
V －滴定耗硫酸亚铵标准溶液的体积（ml ）
N －硫酸亚铁铵标准溶液的当量浓度
0.5494－锰的毫克当量
G －称样量（g ）
7允许差。