重量法测定灰岩中的二氧化碳

张健 范宝磊

（1贵州省地矿局103地质队分析测试中心贵州铜仁554300；2中国科学院西北高原生物研究所，青海西宁 810008；3中国科学院研究生院北京 100049；4贵州铜仁学院生物科学与化学系贵州铜仁 554300）

重量法测定灰岩中的二氧化碳

张健1范宝磊2，3，4

（1贵州省地矿局103地质队分析测试中心贵州铜仁554300；2中国科学院西北高原生物研究所，青海西宁 810008；3中国科学院研究生院北京 100049；4贵州铜仁学院生物科学与化学系贵州铜仁 554300）

采用重量法对灰岩中的二氧化碳进行测定。首先用酸分解试样，在载气作用下，产生的二氧化碳被吸收液完全吸收，最后用重量法间接求出二氧化碳的含量。实验结果准确度高，矿石中的硫不干扰测定，可测定0.1%以上的二氧化碳。不经过复杂的气体净化步骤，操作准确、简单、易行，可用于灰岩中二氧化碳的测定。

灰岩；二氧化碳；重量法

1 前言

在文献中二氧化碳的测定［1－2］一般要经过烦琐的净化步骤，以防止来自空气的干扰和其他元素的干扰。在原方法的基础上，结合自己在实际测试分析中的工作经验，建立了重量法测定灰岩中二氧化碳的新方法，不经过复杂的气体净化步骤，操作简单，准确度高，矿石中的硫不干扰测定，可测定0.1%以上的二氧化碳。

2 实验设备与试剂

氮气（或氩气）瓶，滴液漏斗，玻璃导管，橡皮塞等。

无二氧化碳水（新煮沸冷却的实验用水 一级）；盐酸（1＋1），氯化钡溶液（50g／L），氢氧化钠溶液（0.4g／L），硫酸钠溶液（100g／L），所有溶液的配置用水都是无二氧化碳水；

酚酞指示剂（10g／L）：0.5g酚酞溶解于50mL乙醇中。

3 实验原理

试样分解产生的二氧化碳在碱性氯化钡溶液中，生成碳酸钡沉淀及硫酸钡沉淀（溶度积常数［3］碳酸钡4.0×10－10，硫酸钡1.1×10－10）。沉淀经煮沸、陈化、过滤，水洗除去多余的硫酸根离子，再用酸洗涤沉淀，碳酸钡分解后，用水洗涤硫酸钡沉淀。按照经典的硫酸钡重量法［4］的操作，沉淀经灼烧，恒重后，得到纯净的硫酸钡沉淀，从而间接得出二氧化碳的量。

G0—空白实验重量，g

G1—样品实验重量，g

G—称样量，g

k0＝MCO2／MBaSO4＝43.999／233.396＝0.1885

4 实验步骤

按照图1连接好装置

准确称取0.1000～1.0000g试样于反应池A中，加入20mL水；再在吸收池B中加入20mL水。

接好装置，通氮气3min，赶净装置中的二氧化碳，关闭氮气。于吸收池B中准确加入10.00mL氯化钡溶液、5mL新配制的氢氧化钠溶液并滴入4滴酚酞指示剂，并加热近沸。打开滴液漏斗旋扭，滴入20mL盐酸（如矿石中含有硫则滴入1∶1王水）。关闭滴液漏斗旋扭，通入氮气，如样品分解不完全可加热A。试样分解完毕后，继续通氮气3～5min，充分排净反应池A中的二氧化碳；关闭氮气。加入10mL硫酸钠溶液于B中，煮沸，恒温10min，沉淀陈化过夜。同时做空白1～3份。

图1 重量法测定二氧化碳装置图Figure 1.The schematic diagram of the device for determining the carbon dioxide by gravimetric method.

吸收池B中的沉淀用致密滤纸过滤，用水洗净硫酸根，再用热的盐酸（4%）洗涤至碳酸钡分解完全。用水洗至无氯离子，将沉淀置于瓷坩埚放入马弗炉内灰化，于800～850℃灼烧至恒重。称量，计算二氧化碳的含量。

5 结果与讨论

5.1 试剂的选择及用量

在反应过程中，观察吸收池B中酚酞指示剂红色不能褪去，以保证沉淀充分。选择5%氯化钡溶液可按硫酸钡重量法预先标定其浓度，不做空白，可以减少实验步骤，减少工作量。

5.2 标准样品分析结果

对贵州省灰岩二级标准样品进行分析，实验结果如表1所示。

由表1可以看出，通过对贵州省灰岩二级标准样品平行测定5次，平均值为43.68%，标准值与实验测定值符合得很好，相对标准偏差小于0.70%。

5.3 回收率实验

用碳酸钠配制成含二氧化碳（10g／L）的溶液进行回收实验。结果如表2所示。

由表2可以看出，二氧化碳含量在0.1%以上均有良好的回收率，同时相对标准偏差小于0.6%，实验证明方法操作简单，测定结果准确。

5.4 干扰实验

吸收池B中由于有载气隔绝空气，在吸收过程中，空气中的二氧化碳不得进入吸收液；在吸收完毕后，加入过量的硫酸根沉淀钡离子，吸收液中已经没有钡离子可供空气中二氧化碳沉淀，故空气中的二氧化碳不干扰测定。

表2 实验结果与对照Table 2 The experimental results and comparison

采用王水分解试样，硫被氧化为硫酸根存在于溶液中，故硫不干扰测定。实验证明硫含量100mg内无干扰。同理，氮、氧等元素也不干扰测定。

6 结语

采用酸分解试样，在载气作用下，产生的二氧化碳被吸收液完全吸收，最后用重量法间接求出二氧化碳的含量。矿石中的硫不干扰测定，可测定0.1%以上的二氧化碳；方法操作准确、简单，实验结果准确度高，可用于实际的岩矿测定。对难分解矿物如硅酸盐、铁矿，含碳质有机质矿物采用适当的其他溶矿方法可以测定其中的二氧化碳。

［1］余庆旦.岩石矿物分析：第三版［M］.北京：地质出版社，1991，10：30－35.

［2］魏以和，李文洁，周高云.燃烧法测定氧化矿捕收剂吸附量的方法［J］.中国无机分析化学，2011，1（2）：42－46.

［3］夏玉宇.化学实验室手册［M］.北京：化学工业出版社，2003：69－72.

［4］北京矿冶研究总院分析室.矿石及有色金属分析手册［M］.北京：冶金工业出版社，1990：128.

Determination of Carbon Dioxide in Limestone by Gravimetric Method

ZHANG Jian1，FANBaolei2，3，4

（1.Theinstrumentanalysiscenterof103geologicalteamofGuizhouGeologyandMineral ResourcesBureau，Tongren，Guizhou，554300，China；2.TheNorthwestInstituteofPlateauBiology，theChineseAcademyofSciences，Xining，Qinghai，810008，China；3.TheGraduateUniversityoftheChineseAcademyScience，Beijing100049，China；4.BiologicalSciencesandChemistryDepartmentofTongrenCollege，Tongren，Guizhou554300，China）

In this paper the amount of carbon dioxide in limestone was determined by gravimetric method.The carbon dioxide，which was generated when limestone was desolved in acid，was introduced to the solution by carrier gas.Then the weight of the carbon dioxide in the solutions was measured by the gravimetric method and was used to calculate the content of carbon dioxide in limestone.The method eliminates the interference from sulfur element.This method does not need complex gas purification steps and is simple and accurate，which is suitable for determining carbon dioxide in limestone with minimum concentration of 0.1%.

limestone；carbon dioxide；gravimetric method

O655.1

A

2095－1035（2012）01－0034－03

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.01.0007

2011－10－15

2011－10－31

贵州省教育厅重点项目（黔教科2008096）。

张健，男，工程师，主要从事无机分析测试研究。E－mail：fanbl＿1211＠sina.com。