碳酸镍钴锰 - 锰含量的测定

HG/T 5735-2020 碳酸镍钴锰

范围
本标准规定了碳酸镍钴锰的要求、试验方法、检验规则、标志、标签、包装、运输、贮存。
本标准适用于碳酸镍钴锰。该产品主要用作镍钴锰酸锂三元电池正极材料的前驱体。

分子式
分子式: xNiCO₃•yCoCO₃•zMnCO₃

要求
外观: 本品为灰黑色粉末。
碳酸镍钴锰按本标准规定的试验方法检测应符合表1的规定。


试验方法
锰含量的测定

原理
试样用盐酸溶解后，在焦磷酸钠溶液介质中调节pH至约7，在电位滴定仪上用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至溶液电位突跃点即为终点，其反应方程式如下:


试剂或材料
盐酸溶液: 1+1。
焦磷酸钠溶液: 70g/L。
使用前24h配制。
锰标准溶液: ρ(Mn)≈1.65g/L。
称取约3.0g电解锰(锰质量分数不小于99.5%)，置于500mL烧杯中，加入50mL水、5mL浓硝酸，放置几分钟至锰表面变亮，用水冲洗5次～6次，再用无水乙醇冲洗2次，在105°C±2°C干燥10min。冷却，称取1.650g处理过的锰(精确至0.0002g)，置于500mL烧杯中，加入20mL硫酸溶液(1+1)、200mL水，加热至全部溶解。冷却至室温后，全部转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
高锰酸钾标准滴定溶液: c(KMnO₄)≈0.01mol/L。
称取1.57g～1.59g高锰酸钾，精确至0.0002g。定容于1000mL水中，放置6天后，过滤，贮存于棕色瓶中。
标定: 用移液管移取25mL锰标准溶液， 一边搅拌一边加入到盛有mL焦磷酸钠溶液的500mL烧杯中，调节溶液pH至约7.0，置于磁力搅拌器上搅拌。在已调节好的自动电位滴定仪上，以铂电极为指示电极、钨电极为参比电极，用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至溶液电位突跃点即为终点。
同时同样做空向试验，空白试验溶液除不加试样外，其他加入试剂的种类和量与试验溶液相同。
高锰酸钾标准滴定溶液浓度以c计，数值以摩尔每升(mol/L)表示，按公式(3)计算:

式中:
V 一一移取锰标准溶液的体积的数值，单位为毫升(mL)；
ρ 一一锰标准溶液的浓度的准确数值，单位为克每升(g/L)；
V₁一一滴定试验溶液所消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(mL)；
V₀一一滴定空白试验溶液所消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(mL)；
M 一一锰(Mn)的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)(M=54.94)。

仪器设备
自动电位滴定仪: 附磁力搅拌器、铂电极、钨电极。

试验步骤
用移液管移取15mL试验溶液A，一边搅拌一边加入到盛有250mL焦磷酸钠溶液的500mL烧杯中，用盐酸溶液和焦磷酸钠溶液调节溶液pH至约7，置于磁力搅拌器上搅拌。在已调节好的自动电位滴定仪上，以铂电极为指示电极、钨电极为参比电极，用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至溶液电位突跃点即为终点。
同时同样做空白试验，空白试验溶液除不加试样外，其他加入试剂的种类和量(标准滴定溶液除外)与试验溶液相同。

试验数据处理
锰含量以锰(Mn)的质量分数ω₃计，按公式(4)计算:

式中:
V₁一一滴定试验溶液所消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(mL)；
V₀一一滴定空白试验溶液所消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升(mL)；
c 一一高锰酸钾标准滴定溶液的浓度的准确数值，单位为摩尔每升(moI/L)；
M 一一锰(Mn)的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol)(M=54.94)；
m 一一试料的质量的数值，单位为克(g)。
取平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于0.1%。