YS/T 1472.1-2021 富鋰錳基正極材料化學(xué)分析方法 第1部分: 錳含量的測(cè)定 電位滴定法

范圍
本文件規(guī)定了富鋰錳基正極材料中錳含量的測(cè)定方法。
本文件適用于富鋰錳基正極材料中錳含量的測(cè)定。測(cè)定范圍: 10.00%~50.00%。

術(shù)語(yǔ)和定義
本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。

原理
試料經(jīng)鹽酸、硝酸溶解后，在焦磷酸鈉介質(zhì)中，調(diào)節(jié)溶液pH為6~7，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至電位突躍即為終點(diǎn)，根據(jù)滴定消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積計(jì)算樣品中錳的含量。

試劑
除非另有說(shuō)明，在分析中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑和符合 GB/T 6682 要求的實(shí)驗(yàn)室三級(jí)水及以上純度的水。
鹽酸(ρ=1.19g/mL)。
硝酸(ρ=1.42g/mL)。
鹽酸(1+1)。
碳酸鈉溶液(50g/L)。
焦磷酸鈉飽和溶液: 稱取200g焦磷酸鈉(NaP₂O₇•10H₂O)，置于2000mL錐形瓶中，加入約1000mL溫水，不斷攪拌。直至焦磷酸鈉不再溶解。冷卻，靜置，取上層飽和溶液。
溴百里酚藍(lán)指示劑溶液(0.4g/L)。
錳標(biāo)準(zhǔn)溶液: 稱取1.0000g金屬錳(ω_Mn≥99.95%)于400mL燒杯中，加入100mL水和20mL硫酸(1+1)，低溫加熱至溶液清亮。冷卻后移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含1mg錳。
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(1/5 KMnO₄)≈0.05mol/L]的配制: 稱取1.65g高錳酸鉀于2000mL錐形瓶中，加入1000mL水溶解，放置7天。用G4玻璃砂芯漏斗抽濾，濾液保存于棕色玻璃瓶中，混勻。
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(1/5 KMnO₄)≈0.05mol/L]的標(biāo)定: 現(xiàn)用現(xiàn)標(biāo)。移取20.00mL錳標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL燒杯中，邊攪拌邊加入250mL焦磷酸鉀飽和溶液，用鹽酸或碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為6~ 7[用pH計(jì)或溴百里酚藍(lán)指示劑溶液]。在電位滴定儀上用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至電位突躍最大即為終點(diǎn)。記錄高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液消耗體積V₁。隨同標(biāo)定做空白測(cè)定。
按公式(1)計(jì)算高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)錳的滴定度T:

式中:
T 一一高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)錳的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
V₂一一移取的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₁一一滴定時(shí)消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₀一一空白試驗(yàn)時(shí)消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。
平行標(biāo)定三份，三份溶液所消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的極差值不應(yīng)超過(guò)0.05mL，取其平均值。計(jì)算結(jié)果保留四位有效數(shù)字。

儀器設(shè)備
電位滴定儀，附攪拌裝置。
與儀器匹配的用于氧化還原滴定的電極(鉑-飽和甘汞電極、鉑-鎢電極、鉑-鉑電極、復(fù)合電極或其他符合要求的電極)。

樣品
樣品粒度應(yīng)不大于0.150mm。
樣品分析前應(yīng)在105°C±5°C下烘干2h，并置于干燥器中冷卻至室溫。

試驗(yàn)步驟
試料
稱取1.00g樣品，精確至0.0001g。
平行試驗(yàn)
平行做兩份試驗(yàn)，取其平均值。
空白試驗(yàn)
隨同試料做空白試驗(yàn)。
測(cè)定
將試料置于250mL燒杯中，加少量水潤(rùn)濕。加入15mL鹽酸、5mL硝酸，蓋上表面皿，低溫加熱至溶液體積約為3mL~5mL，取下。冷卻至室溫。
將試液移入200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。
按表1準(zhǔn)確移取試液于500mL燒杯中，邊攪拌邊加入250mL焦磷酸鈉飽和溶液。用鹽酸或碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為6~7[用pH計(jì)或溴百里酚藍(lán)指示劑溶液]。

將試液置于電位滴定儀上，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至電位突躍即為終點(diǎn)，記錄消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
錳含量以錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω_Mn計(jì)，按公式(2)計(jì)算:

式中:
T 一一高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)錳的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
V 一一試液定容的總體積，單位為毫升(mL)；
V₅一一滴定試料所消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₄一一滴定空白試驗(yàn)所消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
m 一一稱取試料的質(zhì)量，單位為克(g)；
V₃一一分取試液的體積，單位為毫升(mL)。
計(jì)算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后兩位。數(shù)值修約按 GB/T 8170 的規(guī)定執(zhí)行。


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