滴定法在岩石矿物分析测试中的应用

2020-12-22涂晓婧

中国新技术新产品 2020年18期

涂晓婧

（河南建材地质工程勘察院有限公司，河南信阳 464000）

1 滴定法概述

想要将滴定法运用至岩石矿物的日常分析研究过程当中去，首先要对滴定法进行较为深入的了解。所谓滴定法其实是一种化学分析方法，在现代的实验过程中，滴定法仍然需要依靠工作人员的人工滴定来完成。滴定法的原理是依照指示剂的颜色，以及指示剂滴入待测定溶液当中的颜色变化来作为辅助指示信号，再根据需要测定的目标溶液的体积变化，进行最后结果的计算分析。最后将结果通过数据分析以及化学方程式的计量统计出来，有关技术人员会根据数据分析结果来对岩石矿物进行进一步的分析。滴定法中，滴定试剂相当于信息指示剂，将滴定试剂滴入目标溶液当中，会产生颜色变化，颜色变化的速度与进度，就是整个测定过程的指示信息，当颜色不再发生变化时，整个测定过程便已经完成。此时技术人员就可以进行体积的消耗计算，然后根据一系列的数据统计与计量，进行物质含量的测定。

2 滴定法的种类分析

滴定法的内涵与外延十分宽泛，滴定法是由许多种类的计算与研究测定方式结合而成的一个总体名词。有关技术人员经常根据滴定法的反应类型以及滴定方式的不同来对滴定法进行分类。先说反应类型，这其实指的是化学反应类型的不同，常见的滴定法反应类型有酸碱中和反应、氧化还原反应等。这些不同的反应类型都会起到不同的滴定效果。当然除了这些分类方式之外，滴定法还会根据滴定方式的不同来进行分类。常见的滴定方式有直接滴定、间接滴定、置换滴定等。所谓直接滴定，是一种很好理解的检测方式，它指的是检测过程中待检测物质与滴定试剂能够直接产生反应，因此将滴定试剂直接滴入待检测试剂中，能够直接检测出相关结果。而间接滴定则完全相反。间接滴定的待检测试剂并不能直接与滴定试剂产生反应，因此只能够通过间接的反应效果来对其成分含量进行测定。当然，有些工作人员也会先将待检测试剂与其他试剂进行反应，将反应后的能够与滴定试剂融合产生变化的后待检测试剂与滴定试剂融合。这种滴定反应的类型叫做间接滴定，当然除了间接滴定以外，还有置换滴定等滴定方式，这些不同的滴定方式适用于不同的岩石矿物的成分检测。而随着科学技术的不断发展，原本只能够使用人工方式来进行测量的滴定法，也可以逐渐通过自动化、智能化的滴定程序来进行相关成分的测量[1]。总而言之，滴定法的种类是十分丰富的，相关技术人员必须要根据岩石矿物本身的特性来选择滴定方式。

3 岩石矿物概述

要想使用滴定法对岩石矿物的成分进行测定，就需要对岩石矿物的基本内涵有一个深入地了解。所谓岩石矿物其实是指地球特定自然环境下，在地壳中形成的一些自然物质。它是由不同的化学元素构成的，因此具有较为丰富的种类与形态。这些岩石矿物大部分的形成年限要比人类的演变进化还要久远，因此相对于人类的发展轨迹来说，这类自然资源是短期内不可再生的，正因如此，这些岩石矿物才显得弥足珍贵。在人类的日常生产与生活过程中，使用这些岩石矿物时一定要慎重、科学、合理，不能为了一己私欲而滥采滥用。据相关技术研究人员的不完全统计，现阶段人类所发现的岩石矿物种类已经多达3 000 多种。但是由于其生长环境的限制，以及人类目前的开采与探测技术的限制，目前人类对其特性用途以及存储含量已经完全掌握的岩石矿物只有100 多种。这就意味着，在有关岩石矿物的研究与勘探领域，人类的技术研究还有很大的进展空间。人类对岩石矿物成分的分析与测定，不仅能够使人类本身对现阶段地球所存在的非可再生矿石资源有一个更为详细、清楚的了解，还能够帮助相关研究人员测定开采出对人类日常生活与工作能够产生较大益处的岩石矿物，并利用其来推动人类日常生产活动的发展，改善人类当前的生存状态，使人类的经济发展得到明显提升。但正如前文所说，这3 000 多种岩石矿物是由不同的化学元素组成的，它们有不同的形态、不同的性能、不同的组成条件，也有不同的用途。因此使用滴定法来对岩石矿物资源进行成分测定是很有必要的，也是很有意义的。

4 滴定法的应用分析

滴定法在岩石矿物中的应用，需要基于实际情况来进行选择。该文将介绍几种常用于岩石矿物成分分析的滴定法测定方式，但目前使用的滴定法测定模式并不是固定的，也不是无法取得发展的。事实上整个岩石矿物的测定技术都处在不断的发展过程中。在未来或许会有更加科学合理的测定方式，代替现阶段的滴定法对矿石资源进行测定。

4.1 EDTA络合滴定

EDTA 络合滴定方式是目前在岩石矿物成分测定中较为常见的测定方式。通常情况下，相关研究人员会通过络合滴定等方式来对铁矿石中的钙元素以及镁元素进行测定。在大自然的矿石资源中，镁元素以及钙元素是较为常见的元素成分。通常情况下，技术人员会先选择一个具有微氨性的溶液试剂，然后将铜试剂以及硫化钠，放入该溶液当中，让内部的铁、铜、镍等元素通过适当的化学反应生成硫化物沉淀以及内络盐沉淀。这些沉淀一旦产生，就会与钙元素和镁元素分开，此时技术人员将会使用盐酸羟胺来去除原本试剂当中的锰离子。然后再用三乙醇胺隐蔽其余的金属离子[2]。络合滴定法中常用的隐蔽剂见表1。

通过表1 可知，常用的隐蔽剂除了三乙醇胺外还有其他种类的隐蔽剂。在使用了隐蔽剂后，溶液便可以与滴定指示剂进行较为合适的反应了。相关技术人员此时会按照EDTA 络合滴定的测定方式来测定相关溶液当中镁元素与钙元素的含量。或者相关技术人员可以直接使用含钙的溶液作为滴定指示剂滴入氢氧化钾溶液中，然后再使用EDTA络合滴定的测定方式对钙元素的含量进行测定。最后相关技术人员可以通过差减法来对该溶液当中所有的含镁量进行一个较为精准的计算。通过这一类方式进行钙元素和镁元素的测定，测定出的结果是较为精确的，也是较为符合有关技术人员的预估值的。当然，测定钙元素与镁元素的方式有很多，只是与其他方法相比，络合滴定的测定方式不仅能够取得更加精准的测定效果，而且没有太高的技术要求。因此相对于其他测定方式来说，EDTA 络合滴定的测定方式较为实用。

表1 络合滴定法中常用的隐蔽剂

4.2 自动电位滴定法

前面已经说到过，由于科学技术的不断发展，传统的人工滴定法开始逐渐被更加智能化的自动测定方式所取代。自动电位滴定法便是科学技术发展在化学测定方面的最好证明。当然，自动电位滴定法也具有较为严格的测定流程，首先技术人员需要将待检测的化学物质在硫酸-磷酸-氟硼酸的作用下进行分解。如果这一步的工作没有完成，那么接下来的测定流程就无法继续。分解完成之后，有关技术人员就可以使用微波溶化的方式，对已经分解过的待检测化学物质进行微波溶化。在一切工序完成后，就可以使用自动电位的滴定测试仪器对有关化学物质进行测定。但是需要注意的是，自动电位滴定法在测定过程中是需要对2 种不同国家的同等矿石物质进行对比分析测验的。通过对比分析，能够对2 个国家同属种类矿石的数据进行更为详细的分析。它能够使相关技术人员快速得出矿石优劣的结论，也能够在一次测验中对2 块土地的同种属矿产资源进行测定，以此来达到缩小污染与消耗量，减少资金投入的目标。在很多情况下，对岩石矿物资源样本进行滴定检测，通过滴定检测来进行成分分析，都是为了更好的进口相关的矿石资源，以此来对日常人类的生存与发展提供帮助。通常情况下经济发展越迅猛，生产生活频率越快的国家，对各类矿石资源的需求量也越大。因此我国对各类岩石矿物资源的需求量是十分可观的。正因如此我国在对岩石矿物资源样本进行日常测定与分析的过程中，务必要在保证滴定质量的同时，保证滴定速率。而自动电位滴定法的使用，除了能够解放大量的人力，使滴定失误率下降之外。还能够使滴定工作的日常工作效率得到明显提升[3]。因此，自动电位滴定法是非常贴合时代发展趋向的滴定方式，未来会有较大的使用市场。而随着信息技术的不断改革与发展，信息技术逐步深入各行业领域当中，并且也会逐步蔓延到化学测定领域。这就意味着，在未来使用滴定法对岩石矿物资源进行测定的过程，很可能会变得更加自动化、智能化。这也是岩石矿物滴定模式在未来的发展趋势。