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粘土阳离子交换容量的测定

一、实验目的
掌握测定粘土阳离子交换容量的方法，熟悉鉴定粘土矿物组成的一种方法。

二、实验内容
1.原理
分散在水溶液中的粘土胶粒带有电荷，不仅可以吸附反电荷离子，而且可以在不破坏粘土本身结构的情况下，同溶液中的其它离子进行交换。粘土进行离子交换的能力（即交换容量，以“毫克当量/每100克干粘土”表示），随着矿物的不同而异。
矿物
高岭石
蒙脱石
伊利石
阳离子交换容量毫克当量/100克
3~15
80~150
10~40

所以，测得离子交换容量，可以作为鉴定粘土矿物组成的辅助方法。
测定离子交换容量的方法很多，本实验采用钡粘土法。首先，以BaCl2溶液冲洗粘土使粘土变成钡—土，再用已知浓度的稀H2SO4置换出被粘土吸附的Ba2+，生成BaSO4沉淀，最后用已知浓度的NaOH溶液滴定过剩的稀硫酸，以 NaOH消耗量计算粘土的交换容量。

2. 试剂与仪器
(1) 粘土矿物试样 (2) BaCl2溶液（1N）
(3) H2SO4溶液（0.05N） (4) NaOH溶液（0.05N）
(5) 酚酞溶液 (6) 离心试管
(7) 离心分离机 (8) 滴定管
(9) 锥形瓶 (10) 烧杯
(11) 分析天平 (12) 移液管

3.实验步骤
(1) 准确称取粘土矿物试样（0.5～0．3克）三份（作三个平行试验，分别置于已知重量的干燥离心试管中，加10ml BaCl2溶液充分搅动（约1分钟），然后离心分离，并吸出上面澄清溶液，如此，重复操作两次，加蒸馏水洗涤二次。
(2) 小心地吸净上层清液，然后将离心管与湿土样在分析天平中称量，算出湿度校正项。
(3) 在称量后之土样中准确地加人14ml（分两次加H2SO4溶液充分搅拌，放置数分钟，然后离心
离心后将上层酸液合并入一干烧坏中，用移液管准确吸出10ml置于锥形瓶中，滴加酚酞指示剂三滴，用NaOH溶液进行滴定，滴定至摇动30秒钟红色不退为止。记下NaOH溶液得用量。
(4) 吸取10ml未经交换得H2SO4溶液，用相同的NaOH溶液进行滴定，记下所消耗的NaOH溶液毫升数。

4. 实验结果与处理
按下式计算粘土的交换容量，并判断属于哪类粘土。
W=[]´ 100
式中：W—粘土的交换容量（毫克当量/100克）
N—NaOH溶液当量浓度
V1—滴定10ml未经交换的H2SO4溶液所需的NaOH溶液毫升数
V2—滴定10ml交换后的H2SO4溶液所需的NaOH溶液毫升数
m—土样重量（克）
L—湿度校正项（L=g1-g2）

g1—湿土加离心管重（克）
g2—干土加离心管重（克）

三、实验思考题
1. 粘土产生阳离子交换的原因是什么？
2. 在实验中为什么要进行湿度校正？
3. 制成Ba-土后用水洗涤过多的BaCl2，试问冲洗次数是否受限制？
4. H+为阳离子交换序首位，为什么不直接用H2SO4制成H-土？

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）