富锂锰基正极材料化学分析方法 第1部分: 锰含量的测定 电位滴定法

YS/T 1472.1-2021 富锂锰基正极材料化学分析方法 第1部分: 锰含量的测定 电位滴定法

范围
本文件规定了富锂锰基正极材料中锰含量的测定方法。
本文件适用于富锂锰基正极材料中锰含量的测定。测定范围: 10.00%~50.00%。

术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。

原理
试料经盐酸、硝酸溶解后，在焦磷酸钠介质中，调节溶液pH为6~7，用高锰酸钾标准溶液滴定至电位突跃即为终点，根据滴定消耗的高锰酸钾标准滴定溶液体积计算样品中锰的含量。

试剂
除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和符合 GB/T 6682 要求的实验室三级水及以上纯度的水。
盐酸(ρ=1.19g/mL)。
硝酸(ρ=1.42g/mL)。
盐酸(1+1)。
碳酸钠溶液(50g/L)。
焦磷酸钠饱和溶液: 称取200g焦磷酸钠(NaP₂O₇•10H₂O)，置于2000mL锥形瓶中，加入约1000mL温水，不断搅拌。直至焦磷酸钠不再溶解。冷却，静置，取上层饱和溶液。
溴百里酚蓝指示剂溶液(0.4g/L)。
锰标准溶液: 称取1.0000g金属锰(ω_Mn≥99.95%)于400mL烧杯中，加入100mL水和20mL硫酸(1+1)，低温加热至溶液清亮。冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含1mg锰。
高锰酸钾标准滴定溶液[c(1/5 KMnO₄)≈0.05mol/L]的配制: 称取1.65g高锰酸钾于2000mL锥形瓶中，加入1000mL水溶解，放置7天。用G4玻璃砂芯漏斗抽滤，滤液保存于棕色玻璃瓶中，混匀。
高锰酸钾标准滴定溶液[c(1/5 KMnO₄)≈0.05mol/L]的标定: 现用现标。移取20.00mL锰标准溶液于500mL烧杯中，边搅拌边加入250mL焦磷酸钾饱和溶液，用盐酸或碳酸钠溶液调节溶液pH为6~ 7[用pH计或溴百里酚蓝指示剂溶液]。在电位滴定仪上用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至电位突跃最大即为终点。记录高锰酸钾标准滴定溶液消耗体积V₁。随同标定做空白测定。
按公式(1)计算高锰酸钾标准滴定溶液对锰的滴定度T:

式中:
T 一一高锰酸钾标准滴定溶液对锰的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；
V₂一一移取的锰标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₁一一滴定时消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₀一一空白试验时消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)。
平行标定三份，三份溶液所消耗的高锰酸钾标准滴定溶液体积的极差值不应超过0.05mL，取其平均值。计算结果保留四位有效数字。

仪器设备
电位滴定仪，附搅拌装置。
与仪器匹配的用于氧化还原滴定的电极(铂-饱和甘汞电极、铂-钨电极、铂-铂电极、复合电极或其他符合要求的电极)。

样品
样品粒度应不大于0.150mm。
样品分析前应在105°C±5°C下烘干2h，并置于干燥器中冷却至室温。

试验步骤
试料
称取1.00g样品，精确至0.0001g。
平行试验
平行做两份试验，取其平均值。
空白试验
随同试料做空白试验。
测定
将试料置于250mL烧杯中，加少量水润湿。加入15mL盐酸、5mL硝酸，盖上表面皿，低温加热至溶液体积约为3mL~5mL，取下。冷却至室温。
将试液移入200mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
按表1准确移取试液于500mL烧杯中，边搅拌边加入250mL焦磷酸钠饱和溶液。用盐酸或碳酸钠溶液调节溶液pH为6~7[用pH计或溴百里酚蓝指示剂溶液]。

将试液置于电位滴定仪上，用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至电位突跃即为终点，记录消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积。

试验数据处理
锰含量以锰的质量分数ω_Mn计，按公式(2)计算:

式中:
T 一一高锰酸钾标准滴定溶液对锰的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/mL)；
V 一一试液定容的总体积，单位为毫升(mL)；
V₅一一滴定试料所消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₄一一滴定空白试验所消耗的高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
m 一一称取试料的质量，单位为克(g)；
V₃一一分取试液的体积，单位为毫升(mL)。
计算结果表示至小数点后两位。数值修约按 GB/T 8170 的规定执行。


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