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定方法。
本文件適用于富鋰錳基正極材料中錳含量的測定。測定范圍: 10.00%~50.00%。

術(shù)語和定義
本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。

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，根據(jù)滴定消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積計算樣品中錳的含量。

試劑
除非另有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和符合 GB/T 6682 要求的實驗室三級水及以上純度的水。
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計或溴百里酚藍指示劑溶液]。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。記錄高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液消耗體積V₁。隨同標(biāo)定做空白測定。
按公式(1)計算高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對錳的滴定度T:

式中:
T 一一高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對錳的滴定度，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)；
V₀一一空白試驗時消耗的高錳酸鉀標(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0.05mL，取其平均值。計算結(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。

試驗步驟
試料
稱取1.00g樣品，精確至0.0001g。
平行試驗
平行做兩份試驗，取其平均值。
空白試驗
隨同試料做空白試驗。
測定
將試料置于250mL燒杯中，加少量水潤濕。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計或溴百里酚藍指示劑溶液]。

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，記錄消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。

試驗數(shù)據(jù)處理
錳含量以錳的質(zhì)量分數(shù)ω_Mn計，按公式(2)計算:

式中:
T 一一高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對錳的滴定度，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)。
計算結(jié)果表示至小數(shù)點后兩位。數(shù)值修約按 GB/T 8170 的規(guī)定執(zhí)行。


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