化学组成和物相组成有何区别

十月英文2023-05-08  28

化学组成:强调的是某种物质的组成元素,而这种物质是纯净物,比如水的化学组成:由氧元素和氢元素组成

物相组成:强调的是由多种物质组成的混合物,"相"一般即指液态、固态、气态(便于理解),比如日常生活中所讲的“油水”就是由油和水两种不同的物相组成的物质。

方法提要

自然界中的钨矿种类较多,但大部分钨矿矿物量非常少,因此钨矿石的物相分析一般只做钨华(WO3)、白钨矿(CaWO4)和黑钨矿[(Fe、Mn)WO4]的测定。

钨华溶于氢氧化铵溶液中,而黑钨矿和白钨矿则不溶,据此可分离测定钨华。

当试样中白钨矿含量大于4%时,用(5+95)HCl浸取,黑钨矿则不溶或微溶;当含量小于4%时,则用1mol/L草酸作浸取液。

黑钨矿则从试样中三氧化钨总量差减计算得出。

钨矿石物相分析流程见图551。

试剂

过氧化氢。

氢氧化铵。

硫酸。

氢氧化钠溶液(07mol/L)。

氯化铵溶液(20g/L)。

三氯化铝-乙酸溶液称取40gAlCl3溶于水,加入1175mLHAc,移入1000mL容量瓶,用水稀释至刻度。

图551 钨矿物相分析流程图

三氯化铝-乙酸洗液取三氯化铝-乙酸溶液1份,加入2份水。

草酸溶液(1mol/L)称取126g草酸(H2C2O4·2H2O)溶于水中,水稀释至1000mL。

甲基橙溶液(10g/L)。

高锰酸钾标准溶液(以草酸钠标定)。

分析步骤

(1)钨华

称取1g(精确至00002g)试样,于250mL锥形瓶中,加入50mL(2+98)NH4OH,塞上带有长玻璃管的橡皮塞,置于80~90℃水中,加热浸取2h。时加摇动,取下稍冷,加入02gNH4Cl,混匀。立即用慢速滤纸过滤,用热的(2+98)NH4OH洗液洗锥形瓶及残渣4次。滤液加热蒸发至近干,加入少量的氢氧化钠溶液并加热使可溶性盐类溶解完全。冷却,移入50mL容量瓶中,用氢氧化钠溶液稀释至刻度,混匀。

吸取清液,用硫氰酸钾光度法(见本章5534)测定三氧化钨量,即为试样中钨华的含量。

(2)白钨矿

a盐酸浸取法(适用于含白钨矿大于4%钨的测定)。将浸取钨华后的不溶物,以三氯化铝-乙酸溶液冲洗于400mL烧杯中,使溶液体积为100mL左右,盖上表面皿,在80~90℃水溶上加热1h。时加搅拌。取下冷却,用慢速滤纸过滤,以三氯化铝-乙酸洗液洗涤不溶物20次,滤液加热蒸发至近干,加少量氢氧化钠溶液,加热使可溶性盐类溶解完全。冷却后移入1000mL容量瓶中,用氢氧化钠溶液稀释至刻度。用硫氰酸钾光度法(见本章5534)测定三氧化钨量,并与残渣中用盐酸溶解所得的结果相加,即为试样中白钨的含量。

将经上述步骤浸取后的残渣放于原烧杯中,加入200mL(5+95)HCl,将滤纸捣碎,在80~90℃水溶上加热2h,时加搅拌。取下,过滤,用热的(1+99)HCl洗涤不溶物10次,滤液收集于400mL烧杯中,加氢氧化铵呈碱性并过量3mL,加入1mL(1+9)H2O2,加热煮沸。过滤,用氯化铵溶液洗涤烧杯和沉淀10次,滤液收集于400mL烧杯中,用盐酸酸化并浓缩至200mL左右,加热煮沸。取下稍冷,加入15~20mL草酸溶液,以甲基橙为指示剂,用氢氧化铵中和至微碱性并过量1mL,保温静置过夜。

翌日,沉淀用慢速滤纸过滤,用水洗涤至无草酸根反应为止(用硝酸银检验)。将滤纸贴在原烧杯壁上,用水将沉淀冲下,加50mL(1+9)H2SO4,水稀释至200mL,加热至70~80℃,用高锰酸钾标准溶液滴定至微红色,将滤纸浸入溶液,继续滴定至微红色即为终点。

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

式中:w(白钨矿WO3)为白钨矿WO3的质量分数,%; 为高锰酸钾标准溶液的浓度,mol/L;V为消耗高锰酸钾标准溶液体积,mL;2318为三氧化钨的摩尔质量的数值,单位用g/mol;m为试样质量,g;H为三氯化铝-乙酸浸提液中三氧化钨在原样中的质量分数,%。

b草酸浸取法(适用于含白钨矿小于4%钨的测定)。将浸取钨华后的残渣置于250mL烧杯中,加入50mL05mol/L草酸溶液,捣碎滤纸,在室温浸取30min(常摇动),取下,用慢速滤纸过滤于100mL容量瓶中,用05mol/L草酸溶液洗涤烧杯和残渣并定容。吸取清液,用硫氰酸钾光度法(见本章5534)测定三氧化钨,并按下式计算白钨矿在试样中的含量:

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

式中:w(白钨矿WO3)为白钨矿WO3的质量分数,%;A为本法测得试样中WO3的质量分数,%;B为试样中WO3总量减去钨华和本法实测白钨矿的结果,%;01为黑钨矿溶解校正因数。

(3)黑钨矿

试样中三氧化钨总量减去钨华和白钨矿中的三氧化钨,即计作黑钨矿的三氧化钨。

注意事项

1)钨华测定。氢氧化铵应使用新开瓶的试剂,若含有碳酸根则有微量白钨被溶解。装有长玻璃管,可以降低水分及氢氧化铵的挥发速度,保证钨华溶解完全。试样中若含有铜,则在加氢氧化钠溶液后,再加甲醛除铜。

2)白钨矿测定。用稀盐酸浸取白钨矿时,黑钨有部分溶解;当黑钨矿含量很高,白钨矿含量很低时,测得的白钨矿结果误差很大。黑钨矿在草酸溶液中微溶。当钨矿中白钨矿∶黑钨矿≤10∶1时,不适用本法。

参考文献

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荆照政,张博仪,刘雪珍1990滤纸薄样片-波长色散X射线荧光光谱法测定钨和锡[J]岩矿测试,9(4):272-273

王再田,牛素琴,邓红1999XRF光谱测定钨精矿WO3(%)简便方法[J]光谱学与光谱分析,19(1):93

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钨精矿化学分析方法[S](GB/T6150—1985)1985北京:中国标准出版社

钨、锡、汞、锑矿地质勘查规范[S](DZ/T0201—2002)2003北京:地质出版社

许觉世,袁继祖,刘梦歧,等1993工业矿产资源开发利用手册[M]武汉:武汉工业大学出版社,248-251

张静1991ICP-AES测定钨矿中的十五种元素[J]岩矿测试,10(1):41-43

本章编写人:陈金保(江西省地勘局实验测试中心)。

对物质中各组成成分的存在的状态、形态、价态进行确定的分析方法。

物相分析主要用于金属与合金,岩石、矿物及其加工产物等领域。

①物理方法,如磁选分析法、比重法、X射线结构分析法、红外光谱法、光声光谱法;

②化学方法,选择不同溶剂使各种相达到选择性分离的目的,再用化学或物理方法确定其组成或结构。由于自然界矿物的成分极为复杂,因此在用溶剂处理的过程中,某些物理、化学性质的改变(如晶体的破裂、结晶水和挥发物的损失、价态的变化、结构的变异,以及部分溶解、氧化、还原)都会影响分析结果的可靠性。

方法提要

本分析系统可测定氟碳酸盐相、易解石和黄绿石相、独居石相以及离子吸附型稀土四相。氟碳酸盐相用HCl⁃H2O2浸取,易解石相用HClO4浸取,最后残渣为独居石。分析流程见图140。离子吸附型稀土系单独称样,用硫酸铵等浸取。

试剂配制

浸取剂REE Ⅰ H2O2(3+97)⁃HCl(125+875)溶液。

浸取剂REE Ⅱ 30g/L(NH4)2SO4用氨水调节至pH=5。

稀土标准溶液 用重量法提取同一矿床的稀土氧化物,配制成吸光光度法用的标准溶液。

分析步骤

(1)氟碳酸盐相稀土的测定。称取02~05g试样于瓷坩埚中,在800℃焙烧1h(使易解石似晶化以降低溶解率,同时使氟碳酸盐分解逸出CO2,产生裂隙,使该相易溶)。冷却后转入锥形瓶中,加入100mL浸取剂REEI,在沸水溶上浸取1h,过滤,用HCl(1+99)洗锥形瓶1~2次,洗残渣2~3次,滤液用吸光光度法测定REE,此为氟碳酸盐相,残渣留作下一相测定。

(2)易解石(包括黄绿石)相稀土的测定。上述残渣转入瓷坩埚中,灰化,在700℃灼烧30min,残渣转回原锥形瓶中,加入15mL HClO4,加热至沸并微沸15min,取下,加40mL水稀释,过滤,用HCl(1+99)将全部残渣转到滤纸上,再洗残渣2~3次,滤液测定REE,此为易解石相中REE。残渣留作测定独居石相。

流程A

试样05~10g,加100mL 30g/L(NH4)2SO4(调至pH=5),室温机械振荡1h,滤液测离子吸附型REE。

流程B

图140 矿石中稀土的物相分析流程

(3)独成石相(包括磷钇矿)稀土的测定。残渣连同滤纸转入刚玉坩埚中,灰化,在700℃灼烧30min,取出,冷却,加2g Na2O2,在700℃熔融分解,冷却后,用HCl(1+9)浸取后测定REE,此为独居石相中REE。

(4)离子吸附型稀土的测定。称取05~10g试样于锥形瓶中,加入100mL浸取剂REEⅡ,室温振荡1h,过滤,用10g/L(NH4)2SO4溶液洗锥形瓶1~2次,洗残渣2~3次,滤液规定REE,此为离子吸附型稀土。

注意事项

(1)测定REE时标准溶液中各种稀土元素的比例将会影响测定结果的准确度,因此最好用同一矿床试样中提取混合稀土氧化物作标准物质为佳。

(2)测定离子吸附型REE时,如含量较高,应将残渣用同样浸取条件再浸取一次,合并两次浸取溶液测定REE。

晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换,每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系,其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化,这就是X射线衍射物相分析方法的依据制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化,将待分析物质的衍射花样与之对照,从而确定物质的组成相,就成为物相定性分析的基本方法鉴定出各个相后,根据各相花样的强度正比于改组分存在的量(需要做吸收校正者除外),就可对各种组分进行定量分析目前常用衍射仪法得到衍射图谱,用“粉末衍射标准联合会(JCPDS)”负责编辑出版的“粉末衍射卡片(PDF卡片)”进行物相分析

目前,物相分析存在的问题主要有:⑴ 待测物图样中的最强线条可能并非某单一相的最强线,而是两个或两个以上相的某些次强或三强线叠加的结果这时若以该线作为某相的最强线将找不到任何对应的卡片⑵ 在众多卡片中找出满足条件的卡片,十分复杂而繁锁虽然可以利用计算机辅助检索,但仍难以令人满意⑶ 定量分析过程中,配制试样、绘制定标曲线或者K值测定及计算,都是复杂而艰巨的工作为此,有人提出了可能的解决办法,认为 从相反的角度出发,根据标准数据(PDF卡片)利用计算机对定性分析的初步结果进行多相拟合显示,绘出衍射角与衍射强度的模拟衍射曲线通过调整每一物相所占的比例,与衍射仪扫描所得的衍射图谱相比较,就可以更准确地得到定性和定量分析的结果,从而免去了一些定性分析和整个定量分析的实验和计算过程

2、点阵常数的精确测定

点阵常数是晶体物质的基本结构参数,测定点阵常数在研究固态相变、确定固溶体类型、测定固溶体溶解度曲线、测定热膨胀系数等方面都得到了应用点阵常数的测定是通过X射线衍射线的位置(θ )的测定而获得的,通过测定衍射花样中每一条衍射线的位置均可得出一个点阵常数值

点阵常数测定中的精确度涉及两个独立的问题,即波长的精度和布拉格角的测量精度波长的问题主要是X射线谱学家的责任,衍射工作者的任务是要在波长分布与衍射线分布之间建立一一对应的关系知道每根反射线的密勒指数后就可以根据不同的晶系用相应的公式计算点阵常数晶面间距测量的精度随θ 角的增加而增加, θ越大得到的点阵常数值越精确,因而点阵常数测定时应选用高角度衍射线误差一般采用图解外推法和最小二乘法来消除,点阵常数测定的精确度极限处在1×10-5附近

3、应力的测定

X射线测定应力以衍射花样特征的变化作为应变的量度宏观应力均匀分布在物体中较大范围内,产生的均匀应变表现为该范围内方向相同的各晶粒中同名晶面间距变化相同,导致衍射线向某方向位移,这就是X射线测量宏观应力的基础;微观应力在各晶粒间甚至一个晶粒内各部分间彼此不同,产生的不均匀应变表现为某些区域晶面间距增加、某些区域晶面间距减少,结果使衍射线向不同方向位移,使其衍射线漫散宽化,这是X射线测量微观应力的基础超微观应力在应变区内使原子偏离平衡位置,导致衍射线强度减弱,故可以通过X射线强度的变化测定超微观应力测定应力一般用衍射仪法

X射线测定应力具有非破坏性,可测小范围局部应力,可测表层应力,可区别应力类型、测量时无需使材料处于无应力状态等优点,但其测量精确度受组织结构的影响较大,X射线也难以测定动态瞬时应力

4、晶粒尺寸和点阵畸变的测定

若多晶材料的晶粒无畸变、足够大,理论上其粉末衍射花样的谱线应特别锋利,但在实际实验中,这种谱线无法看到这是因为仪器因素和物理因素等的综合影响,使纯衍射谱线增宽了纯谱线的形状和宽度由试样的平均晶粒尺寸、尺寸分布以及晶体点阵中的主要缺陷决定,故对线形作适当分析,原则上可以得到上述影响因素的性质和尺度等方面的信息

在晶粒尺寸和点阵畸变测定过程中,需要做的工作有两个:⑴ 从实验线形中得出纯衍射线形,最普遍的方法是傅里叶变换法和重复连续卷积法⑵ 从衍射花样适当的谱线中得出晶粒尺寸和缺陷的信息这个步骤主要是找出各种使谱线变宽的因素,并且分离这些因素对宽度的影响,从而计算出所需要的结果主要方法有傅里叶法、线形方差法和积分宽度法

5、单晶取向和多晶织构测定

单晶取向的测定就是找出晶体样品中晶体学取向与样品外坐标系的位向关系虽然可以用光学方法等物理方法确定单晶取向,但X衍射法不仅可以精确地单晶定向,同时还能得到晶体内部微观结构的信息一般用劳埃法单晶定向,其根据是底片上劳埃斑点转换的极射赤面投影与样品外坐标轴的极射赤面投影之间的位置关系透射劳埃法只适用于厚度小且吸收系数小的样品;背射劳埃法就无需特别制备样品,样品厚度大小等也不受限制,因而多用此方法

多晶材料中晶粒取向沿一定方位偏聚的现象称为织构,常见的织构有丝织构和板织构两种类型为反映织构的概貌和确定织构指数,有三种方法描述织构:极图、反极图和三维取向函数,这三种方法适用于不同的情况对于丝织构,要知道其极图形式,只要求出求其丝轴指数即可,照相法和衍射仪法是可用的方法板织构的极点分布比较复杂,需要两个指数来表示,且多用衍射仪进行测定

物相

对物质中各组成成分的存在的状态、形态、价态进行确定的分析方法。   利用物理原理的方法有比重法、磁选法、X射线结构分析法等。或利用不同溶剂,将物质及其组分的各种不同的相进行选择性分离,然后再用物理或化学分析方法,确定其组成或结构。此外,还有价态分析[1]。结晶基本成分分析和晶态结构分析等均属物相分析。   物相分析主要用于金属与合金,岩石、矿物及其加工产物等领域。

编辑本段概念

物质中各组分存在形态的分析方法。广义上应包括金属和合金相分析,金属中非金属夹杂物分析和岩石、矿物及其加工产物各组成的状态分析。物相分析的项目应包括价态、结晶基本成分和晶态结构的分析。

分析方法有

①物理方法,如磁选分析法、比重法、X射线结构分析法、红外光谱法、光声光谱法;②化学方法,选择不同溶剂使各种相达到选择性分离的目的,再用化学或物理方法确定其组成或结构。由于自然界矿物的成分极为复杂,因此在用溶剂处理的过程中,某些物理、化学性质的改变(如晶体的破裂、结晶水和挥发物的损失、价态的变化、结构的变异,以及部分溶解、氧化、还原)都会影响分析结果的可靠性。

矿相

矿相矿相学一词,原文为mineragraphy,是由万德芬(R。WVande Vean)于1925年提出的,后来由施耐德洪(HSchneidehehn_规定其研究范围诶金属矿物呵矿石。相爱你在矿相学一词,国际上通写Ore microscope。   矿相学早年于岩相学大致相当。早年的岩相学包括非金属矿物呵岩相学两部分,后来分别独立为光性矿物学呵岩石学。   用矿相显微镜研究金属矿石的一门学科。它的研究方法在许多方面与研究合金的金相学相似,实际上是从金相学引入到地质科学中的。

矿相学的研究内容主要包括:①在矿相显微镜下观测不透明金属矿物的光性、物性和化学性质等,以鉴定金属矿物;②研究矿石的组构特征、矿物组合和它们在时间上发育和空间上分布的规律,为研究矿床成因、进行找矿勘探提供依据;③研究和选择矿石合理的技术加工方案,查明矿石中有益和有害组分的赋存状态、矿物的嵌布特征等。因此,矿相学的研究领域包括有金属矿物学和矿石学的若干内容。

总之矿相研究的是怎样寻找矿脉,物相研究的是物质的结构特性。

矿相是先期研究,物相是后期处理。

希望对你有所帮助

分给我吧···谢谢

X射线衍射分析中物相定性分析原理就是布拉格方程:

不同的晶面间距对应衍射角不一样,或者说不同的物质在不同的衍射角出现衍射峰,晶体的衍射峰就像指纹一样,各不相同,可以用来区分不同的晶体。

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