55  難溶鹽碳酸鈣試驗(yàn)

55.1  一 般 規(guī) 定

55.1.1    土樣為各類土。

55.1.2   本試驗(yàn)方法分為簡(jiǎn)易堿吸收容量法和氣量法兩種方法， 可根據(jù)試驗(yàn)數(shù)量和最大允許誤差要求選用其中之一 。對(duì)測(cè)定結(jié)果  要求較準(zhǔn)確時(shí)宜用簡(jiǎn)易堿吸收容量法，而氣量法適用于大批試樣的粗略測(cè)定。

55.2  簡(jiǎn)易堿吸收容量法

55.2.1       本試驗(yàn)使用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1    簡(jiǎn)易的堿吸收容量法測(cè)定裝置(圖55.2.1);

圖55.2.1 簡(jiǎn)易堿吸收容量法測(cè)定裝置

1-止水夾；2—玻璃珠；3—乳膠管；4一橡皮塞；5—玻璃管； 6一塑料杯；7一橡皮筋；8—廣口瓶；9-土樣

2   分析天平：稱量100g, 分度值0.0001g;

3    其他：容量瓶、250mL 三角瓶、酸式滴定管、50mL 醫(yī)用注 射器、塑料瓶、點(diǎn)滴瓶。

55.2.2      本試驗(yàn)使用的試劑應(yīng)符合下列規(guī)定：

1    濃度為2mg ·L?1的氫氧化鉀(KOH)溶液：應(yīng)將112g 氫氧化鉀溶解于700mL, 煮沸后冷卻的純水中，移至1000mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度，搖勻。貯于有隔絕空氣中二氧化碳裝置 (蘇打石灰膏)的塑料瓶中。

2   濃 度 為 2mol ·L?1的鹽酸(HCl) 溶液：應(yīng)將167mL 鹽酸(HCl,ρ≈1.19g/cm3,分析純)稀釋至1000mL。

3   濃 度 為 1mol ·L?1的鹽酸溶液：應(yīng)將83mL鹽酸(HCl, ρ≈1.19g/cm3,分析純)稀釋至1000mL。

4    濃度為0.1mol ·L?1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液制備應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行：

1)濃度為0.1mol·L?1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：應(yīng)將8.3mL 鹽酸(HCl,ρ≈1.19g/cm3,分析純)稀釋至1000mL;

2) 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第53.4.3條的規(guī)定進(jìn) 行，并計(jì)算其濃度，計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后四位；

  3)溴甲酚綠指示劑：應(yīng)將0.1g溴甲酚綠溶解于250mL濃度為0.0006 mol·L?1的氫氧化鉀溶液中；

4)百里酚蘭-酚酞試劑：應(yīng)將1份1.0g·kg?1百里酚藍(lán)的50% 的酒精溶液與3份1.0g·kg?1酚酞酒精溶液相混合。

55.2.3      簡(jiǎn)易堿吸收容量法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1    用分析天平準(zhǔn)確稱取過0.15mm 篩孔的風(fēng)干土樣1g～8g (碳酸鈣含量不超過0.25g), 放置于廣口瓶中，在塑料杯中加入 5mL濃度為2 mol·L?1的氫氧化鉀溶液，塞緊瓶塞勿使漏氣。將 50mL醫(yī)用注射器連接在乳膠管上端，捏開玻璃珠開關(guān)，從廣口瓶 中抽出50mL空氣。

        2   用注射器通過乳膠管向廣口瓶中注入20mL濃度為2mol ·L?1  的鹽酸溶液，乳膠管上端用止水夾夾緊，輕輕旋轉(zhuǎn)廣口瓶使試樣與鹽酸充分接觸均勻，在室溫下放置16h～24h。

3  打開瓶塞，細(xì)心取出塑料杯，用50mL 無(wú)二氧化碳的純水， 將塑料杯中的氫氧化鉀溶液洗入200mL 三角瓶中。加百里酚蘭-酚  酞混合指示劑20滴，用1mol · L?1鹽酸溶液滴定至溶液由紫色變?yōu)?/span>  淡紅色時(shí)，改用0.1mol ·L?1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液剛出現(xiàn)黃色  而紅色又未完全消失(pH=8.3)為止(不記用量)。然后加入16滴  鉀溴酚綠指示劑，用濃度為0.1mol·L?1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶  液由藍(lán)色變?yōu)榱咙S色(pH=3.9)為止，記下這次滴定用量。

4  應(yīng)按本條第3款的規(guī)定進(jìn)行空白試驗(yàn)。

55.2.4  碳酸鈣含量應(yīng)按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后一 位，平行最大允許差值應(yīng)為±2g ·kg?1,試驗(yàn)結(jié)果取算術(shù)平均值：

(55.2.4)

式中：w(CaCO?)——   難溶鹽碳酸鈣含量(g ·kg?');

                2—— 因V?只是酸中和重碳酸根時(shí)的用量，故中和碳酸根的用量應(yīng)為2倍V?;

C——   鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度(mol ·L?1)

V_hb6—— 以鉀溴酚綠為指示劑時(shí)鹽酸滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液滴 定溶液的體積的數(shù)值(mL);

V_hb7—— 空白試驗(yàn)，以鉀溴酚綠為指示劑時(shí)鹽酸標(biāo)準(zhǔn) 滴定溶液的體積的數(shù)值(mL);

0.050 — — 碳酸鈣摩爾質(zhì)量的一半(g ·mmol?1),  因1mmol 鹽酸僅能與0.5mmol 碳酸鈣作用； 

1 0^-3 — 將 g 換算成 kg 的因數(shù)。

55.2.5  本試驗(yàn)堿吸收容量法的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.96  的規(guī)定。

55.3  氣  量  法

55.3.1  本試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1  

二氧化碳約測(cè)計(jì)，裝置如圖55.3.1所示；

圖55.3.1 二氧化碳約測(cè)計(jì)示意圖

A、B一量管；C- 三角瓶；D 一試管；E— 廣口瓶；F— 夾子；G— 活塞； H- 打氣球；1—溫度計(jì)；J一橡皮塞；K— 活塞

2    氣壓計(jì)、溫度計(jì)；

3    天平：稱量200g, 分度值0.01g;

4     其他：瓷坩堝、指形管等。

55.3.2       試劑應(yīng)符合下列規(guī)定：

1     1:3鹽酸溶液：將1份鹽酸(HCl,ρ≈1.19g/cm3,分析純)與3份純水混合；

2    濃度約為0.5mol ·L^-1的 H?SO?有色溶液，每100mL純水中加硫酸(H?SO?,ρ=1.84g/cm3,化學(xué)純)3mL, 加甲基紅指示劑數(shù)滴，裝入量氣管；

3   含量為1.0g ·kg^-1的甲基紅指示劑。

55.3.3      氣量法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1            稱取過0.25mm 篩，經(jīng)105℃~110℃烘干的試樣1g～5g(CaCO? 含量0.1g～0.2g),準(zhǔn)確至0.01g,小心地將土樣倒入三角 瓶底。在試管D中裝入鹽酸溶液(1:3)約至2/3處，將試管用鑷 子小心地立在已盛有土樣的三角瓶C 中。

2 給廣口瓶中裝入濃度為0.5 mol ·L^-1的 H?SO?有色溶液，關(guān)閉活塞G, 打開夾子F, 用打氣球打氣，使有色溶液裝滿滴定 管。檢查是否漏氣：關(guān)閉活塞 K, 將橡皮塞J 塞緊，此時(shí) B管液面 略低于A管，稍等片刻，檢查是否漏氣。如果漏氣，兩管液面會(huì)慢慢齊平，應(yīng)仔細(xì)檢查各接頭并用石蠟溶液密封，使不漏氣。

3  打開活塞K, 使 A、B兩管液面在同一平面，記錄B 管液面讀數(shù)，再關(guān)好活塞 K, 同時(shí)打開活塞G。

4 將三角瓶C 中的試管 D 的鹽酸倒于瓶底，此時(shí)即有 CO?  氣體產(chǎn)生，B 管液面下降，應(yīng)及時(shí)用夾子F 調(diào)節(jié)A 管中液面，使 A 管液面始終略高于B 管。當(dāng)B 管液面停止下降時(shí)，用長(zhǎng)柄夾子夾 住三角瓶 C 頸部，間歇搖動(dòng)三角瓶C 四至五次，直到 B 管液面不下降為止。

5 用夾子 F 或上下變動(dòng) A 管高低來(lái)調(diào)節(jié) A、B 兩管液面使 之在同一水平面上，記錄B 管液面讀數(shù)。最終讀數(shù)與起始讀數(shù)之 差即為產(chǎn)生的二氧化碳體積的數(shù)值，并同時(shí)記錄溫度和氣壓。

55.3.4  碳酸鈣的含量應(yīng)按下式計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表示到個(gè)位，平行 最大允許差值應(yīng)為±5g·kg?¹, 取算術(shù)平均值：

(55.3.4)

式中：w(CaCO?)—-    碳酸鈣含量(g ·kg^-1);

—— 二氧化碳的體積(mL);

——在試驗(yàn)的溫度和氣壓下二氧化碳的密度( μg ·mL^-1),  可查表55.3.4確定；

2.272—— 由二氧化碳換算成碳酸鈣的系數(shù)(100/44); 

10^-6—μg與 kg 的換算系數(shù)；

10^-3——g 與 kg 的換算系數(shù)。

                   表55.3.4 不同溫度及大氣壓力下二氧化碳密度(μg ·mL^-1)

55.3.5 在無(wú)氣壓計(jì)情況下采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算CaCO? 的含量。在 分度值為0.01g 的天平上稱取干燥的分析純 CaCO?分別為0.05g、 0. 1g、0.2g、0.3g、0.4g(如果用50mL滴定管收集氣體稱取的CaCO?量不要大于0.2g),按上述試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：測(cè)定 CO? 毫升數(shù)，以 CO?的體積為縱坐標(biāo)，CaCO?含量為橫坐標(biāo)，畫出標(biāo)準(zhǔn)曲線，或求出其回歸方程。然后用同一時(shí)間測(cè)得的土樣 CO?  的體積數(shù)求出 CaCO? 含量。計(jì)算結(jié)果表示到個(gè)位，平行最大允許差值應(yīng)為±5g ·kg^-1,     取算術(shù)平均值。

(55.3.5)

式中：m_c1—— 查得CaCO?的質(zhì)量(g)。

55.3.6  本試驗(yàn)氣量法的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.97 的規(guī)定。