工業硫酸鈷 - 鈷含量的測定(電位滴定法)

HG/T 4822-2022 工業硫酸鈷

范圍
本文件規定了工業硫酸鈷的分類、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、標簽、包裝、運輸、貯存。
本文件適用于鈷精礦、粗制鈷鹽和含鈷廢料生產的工業硫酸鈷。
注: 該產品主要用于制作電池材料、電子材料及其他鈷鹽的原料，還用于陶瓷釉料、油漆催干劑、電鍍以及生產含鈷顏料等。

術語和定義
本文件沒有需要界定的術語和定義。

分子式和相對分子質量
分子式: CoSO₄·7H₂O
相對分子質量: 281.11(按2018年國際相對原子質量)

分類
工業硫酸鈷分為固體和溶液兩個類別。
固體工業硫酸鈷按照生產原料不同分為Ⅰ型和Ⅱ型；
——Ⅰ型: 鈷精礦或粗制鈷鹽生產；
——Ⅱ型: 含鈷廢料生產。

要求
外觀: 固體為桃紅色結晶粉末，溶液為深紅色透明液體。
工業硫酸鈷按本文件規定的試驗方法檢測應符合表1的規定。


試驗方法
鈷含量的測定
電位滴定法(仲裁法)

原理
在氨性溶液中，用K₃[Fe(CN)₆]將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，過量的K₃[Fe(CN)₆]以Co(Ⅱ)標準滴定溶液返滴定。


試劑或材料
氯化銨。
氨水-檸檬酸銨混合溶液。
稱取50g檸檬酸銨，溶于水，加入350mL氨水，用水稀釋至1000mL，混勻。
鈷標準滴定溶液: ρ(Co)=3.000g/L。
稱取3.000g金屬鈷(鈷質量分數不小于99.99%)(精確至0.0002g)，置于400mL燒杯中，加少量水潤濕，緩慢加入30mL硝酸溶液(1+1)，加熱至全部溶解。冷卻室溫后，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。
K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液: c{K₃[Fe(CN)₆]}≈0.05mol/L。
按以下步驟配制、 標定及進行試驗數據處理:
a) 配制: 稱取約17g K₃[Fe(CN)₆]，溶解于水中，過濾后，用水稀釋至1000mL，混勻。
b) 標定: 用移液管移取20mL K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液，置于250mL燒杯中，加5g氯化銨、80mL氨水-檸檬酸銨混合溶液，置于磁力攪拌器上攪拌。在已調節好的自動電位滴定儀上，以鉑電極為指示電極、 鎢電極為參比電極，用鈷標準滴定溶液滴定至突躍終點。
c) 試驗數據處理: K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液濃度以c計，數值以摩爾每升(mol/L)表示，按公式(1)計算:

式中:
V₁ ——滴定K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液所消耗的鈷標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；
ρ ——鈷標準滴定溶液濃度的準確數值，單位為克每升(g/L)；
V ——移取K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；
M ——鈷(Co)的摩爾質量的數值，單位為克每摩爾(g/mol)(M=58.93)。

儀器設備
自動電位滴定儀: 帶有磁力攪拌器、鉑電極、鎢電極或適用的復合電極。

試驗步驟
稱取適量試樣(固體產品約2.6g，溶液產品約6.5g)，精確至0.0002g，置于150mL燒杯中，加水煮沸使其溶解，冷卻后，移入250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。
用移液管移取20mL K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液于250mL燒杯中，加5g氯化銨、80mL氨水-檸檬酸銨混合溶液，置于磁力攪拌器上攪拌。然后用移液管準確加入25mL試驗溶液，在已調節好的自動電位滴定儀上，以鉑電極為指示電極、鎢電極為參比電極，用鈷標準滴定溶液滴定至突躍終點。

試驗數據處理
鈷含量以鈷(Co)的質量分數ω₁計，按公式(2)計算:

式中:
V₁ ——準確加入K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；
c ——K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液濃度的準確數值，單位為摩爾每升(mol/L)；
M ——鈷(Co)的摩爾質量的數值，單位為克每摩爾(g/mol)(M=58.93)。
V₂ ——滴定過量K₃[Fe(CN)₆]標準滴定溶液消耗鈷標準滴定溶液的體積的數值，單位為毫升(mL)；
ρ ——鈷標準滴定溶液濃度的準確數值，單位為克每升(g/L)；
m ——試料質量的數值，單位為克(g)。
取平行測定結果的算術平均值為測定結果，兩次平行測定結果的絕對差值不大于0.1%。


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