SY T 5395-1991 粘土阳离子交换容量及盐基分量测定方法.pdf

1、5 中华人民共和国石油天然气行业标准1991-11-20发布粘土阳离子交换容量及盐基分量测定方法中华人民共和国能源部发布SY 5395-91 1992一05-01实施中华人民共和国石油天然气行业标准SY 5395-91 粘土阳离子交换容量及盐基分量测定方法1 主题内容与适用范围本标准规定了测定粘土阳离子交换容量、盐基分量的方法。本标准适用于测寇地层中(包括泥页岩、油气层砂岩)的帖土和粘土矿物的阳离子交换容量及盐基分量。2 方法提要本标准采用镀离子置换交换性阳离子，交换性阳离子用原子吸收分光光度法测定，交换性钱离子用饵离子交换下来后，采用分光光度法测定阳离子交换容量，用何离子交换酸性土的氢铝，氢

2、铝含量采用酸碱滴起法测定，其中的铝离子采用铝一铅天青S一表面活性剂胶束增溶分光光度t测寇。3 试剂及溶液配制本标准皆用二次蒸榴水。3. 1 试剂a.氯化钱，b.元水乙醉FC.腆化饵，d.腆化京pe.氯化铀，f.氯化饵Fg.氧化镖，h.氯化钙Fi. f吕?自pj.氢氧化铀溶液:c(NaOH)=O.Olmol!L; k.盐酸溶液:V/V=l : h 1.氨水溶液:V /V= 1 : lJ m.六次甲基四胶溶液:13)J n.氯化银溶液:10J O.氧化饵溶液:c(KCl)=O.5mol!L, p.抗坏血酸溶液:0.2畅。3.2 溶液的E制3.2.1 0.2%恪天青S:称取1.Og锚天青S置于烧杯中

3、，加入10mL无水乙醇至完全部解，转移到500rnL容量瓶中，寇容，摇匀。中华人民共和国能源部1991-11-20批准1992-05-01实施I SY 5395-91 3.2.2 0.40/0澳代十六烧基H比院溶液，称取2.0g澳代十六烧基口比睫置于小烧杯中，加入100mL无水乙薛溶解，转移到500mL容量瓶中，定容，摇匀。3.2.3 1%邻菲嗖i哧溶液z称取1.Og邻菲嗖琳置于小烧杯中，加入10mL无水乙醇溶解，滴加2、滴1: 1 盐酸溶液，主即转移到100mL容量瓶中，定容，摇匀。3.2.4 碱性交换液z称取26.8g氯化镀置于1000mL烧杯中.加入150mL水，溶解后加入95%酒精79

4、0mL，搅拌摇匀，再用1: 1氨水或盐酸调p日值为8.3.然后转移到1000mL容量瓶中，定容，摇匀。3.2.5 中性交换液:除不用调pH值外，其余步骤同3.2.4条。3.2.6 奈斯特试if1J:称取10g腆化隶和7g腆化拥置于玛瑞研钵中，加入少量水研磨成糊状，再加水直至全部溶解，然后用水洗入小烧杯中，在不断搅拌下加入50mL30%氢氧化铀溶液，最后全部移入100mL容量瓶中，定容，摇匀，置于暗处剖，待溶液澄清，将上部清液移入棕色瓶中，置于暗处。3.2.7 仰、锅、钙、镇泪合标准工作液:称取1.1917g氯化饵，O.6355g氯化俐，6.9230g氧化钙，O.2037g氧化镇置于小烧杯中，加

5、2mL1:1盐酸溶液，片刻后加水溶解，移入1000mL容量瓶中，应容，摇匀，该为混合标准储备液(该帘液含饵离子O.625mg/mL、饷离子O.25mg/mL、钙离子2.5mg/mL、钱离子O.125mg/mL)。取该储备液适量，准确稀释25倍得混合标准工作液。3.2.8 铝标准工作液z称取O.5000g铝锚，置于小烧杯中，加入50mL1: 1盐酸，盖上表面皿，在水浴上加热至全部溶解，然后转移到500mL容量瓶中，定容、摇匀得铝标准储备液。取该储备液适量，准确稀释至10倍得铝标准工作液。3.2.9 镀离子标准工作液z称取0.2972g在110C烘干1-2h的氯化馁，置于小烧杯中，溶解移入1000

6、mL容量瓶中，定容，摇匀得按离子标准储备液(此溶液含镀离子O.1mg/mL)。取按离子标准储备液适量，准确稀释至10倍即得镀离子标准工作液。3.2.10 酣瞅溶液:0.1 q奋。4 仪器设备a.原子吸收分光光度计，b.可见光分光光度thC.高速离心机，d.酸度计，e.分析天平=感量O.lmgJf.药物天平:感量O.lgJg.恒温干燥箱，h. Tb弗炉。5 试样处理及酸碱性测定5. 1 样晶处理把粘士、泥页岩磨细，过孔径为O.074mm筛。油气层砂岩岩心先放在脂肪抽提器中用酒精一苯溶液(按酒精、苯体积比2: 3配成)洗净、磨细，过孔径为O.250mm筛，把磨细过筛的试样放在恒温干燥箱中，1050

7、C干燥至恒重，取出放在干燥器中。5.2 测定试样的酸碱性准确称取试料2g，立于小烧杯中，加入20mL水，连续搅动30min，用酸度计测出悬浊浓的pH值，以此确定试样的酸碱性。2 6 试样溶液的制备6. 1 洗去可溶性盐SY 5395-91 称取试料O.lg(泥页岩、油气层砂岩可称1.3g)，精确豆oOOOlg，放入离心怡2中，加入15mL50%酒精，用玻璃捧搅拌至呈悬浮状态5而且，然后用50%酒精冲洗玻璃捧及管壁，以3500r/min离心15min，弃去清液。再重复洗土样次。6.2 离子交换rtJ离心管中加入25mL交换液(碱性土、中性t用碱性交换液，酸性土用中性交挽液)，用玻璃捧搅拌至呈悬浮

8、状态20mi且，然后用交换浪冲洗玻璃持及管壁，以3500r/ min离心机分12115mih将清液移入三角瓶中。离心管中的试料再重复上述操作-汰，t言:夜移入同一三角瓶中。6.3 洗去残留的非交换性锻离子向离心管中加入95伪酒精15mL，搅拌均匀，用95伪洒精冲洗玻璃捧，以3500r/min离心机分离15min，清液移入6.2条的三角瓶中。再重复洗一次，的液仍移入问一三角瓶中，该溶液留待测盐基分量。6.4 置换可交换性接离子向离心笆中加入25mLO.5mo1/L氧化押交换液，搅拌至呈悬浮状态20min，以3500r/ min离心机分离lSmin，上层清液移入lOOmL容量瓶中。再重复交换一次，

9、清液仍移入上述的lOOmL容量瓶中，起容，摇匀。留待测阳离子交换容量。7 阳离子交换容量测定7. 1 绘制标准曲线按表1取锁离子工作液分别1Ji1入10mL容量瓶中，并加水稀释至8mL左右，分别加入O.2mL奈斯特试剂，定容，摇匀，待lOmin后，在可见光分光光度计上以波长425日m、10mm比色皿测定吸光度。以锁离子浓度为极坐标、吸光度为纵坐标绘出标准工作曲线，并求其斜率tgao之!(1 饭南子标准工作液涮羊瓶编号mL 2 . 0 2 . 5 1.2 粘土阳离子交换窑量测定相当于训。主i;并llill去i勾子放)_Lg/mL 2 . 0 2.5 取定体积的经6.4条所得待i!液于lOmL容量

10、瓶中，按照7.1条的操作步骤显色，测阪亢度，然后根据7.3条所给公式计算。7.3 阳离子交换容量计算公式CEC=一x100 (1) mXM xVXtg 3 SY 5395-91 式中:CEC-帖土阳离子交换容量，mmol/100gJ E一一吸光度EY一一所取待测液体积，mLJ tga-一一标准工作曲线斜率zm 一一试料童，gJ M-钱离子摩尔质量，g/mol。8 盐基分量测定8.1 锦、铺、钙、镇盐基份量的测定8. 1. 1 绘制标准工作曲线分别取何、销、钙、镇混合标准工作液1，2, 3, 4, 5mL，分别加入到U50mL容量瓶中，分别加入1I 1盐酸溶液lmL，10%氧化媳溶液5皿L，定容

11、，摇匀，以试剂作参比，在原子吸收分光光度计上，分别用饵、铀、钙、模的测定条件，测出各离子溶液的吸光度，以离子浓度(mg/mL)为横坐标、以吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线，并求出工作曲线斜率tgao8. 1. 2 测定盐基份量将6.3条所得到的三角瓶中的溶液在电炉上缓慢蒸至近干，向三角瓶中加入lmLlrl盐酸溶液溶解，并将三角瓶中的蒸干物洗入100mL容量瓶中，定容，摇匀。取定体积的溶液加入50mL容量瓶中，同时加入lmLl: 1盐酸溶液、5mLI0%氯化银溶液，寇容，摇匀，在原子吸收分光光度计上，以各离子的测定条件分别测出何、纳、钙、模的吸光度.按8.1.3条所给公式求出盐基分量。8. 1.

12、3 盐基分量计算公式E X 5000 E(K)=卢M(lfj灭v三巧灭tg-;-X 100 . . (2) E X 5000 E(Na)= Jvi百;:5xV灭鼠巧iJ1OO-. (3) /1 _ E X 5000 E亏Ca)=77一一一一一一X100 . (4) 咱/111 (言Ca) X V Xm X tg ( Mg)=旦OOxI00. (5) M( Mg) XVXmXtg 式中:E(时，E(N川(Ca), E( Mg)一仰、纳、二分之一钙、二分之一较盐基分量，mmol/100gJ E一一吸光度，V-一一所取待测液体积，mLJ tg一一一标准工作曲线斜卒，m一试料童，gJ M(K) ,Af

13、(Na), Jl1(+ Ca) , M( Mg)一仰、锅、二分之钙、二分之一镜摩尔质量，g/mol。8.2 酸性试样盐基分量测定酸性试样的盐基分量除含伸、锅、钙、楼外，还有氢和铝。8.2.1 氢铝盐基分量待测液的制备称取经5.1条所处理酸性试样0.5g置于离心管中，精确至O.OOOlg.加入25mLO.5mol/L的氧化何4 SY 5395-91 溶液，用玻璃棒搅拌至呈悬浮状态，交换20min，用交换液冲洗玻璃棒，以3500r/min离心15min把上层清液转移到100mL容量瓶中，再加入0.5mol/L氯化饵溶液交换-次，把上层清液仍收集到上述容量瓶中，定容，摇匀，此为氢铝盐基分量的待测液。

14、.8.2.2 交接性氢铝合量测定取上述待测液50mL，置于250mL三角瓶中，向三角瓶中滴加2滴盼歌指示剂，用O.01mol/L氢氧化纳标准溶液滴定至刚变粉纽色即到终点，记下消耗氢氧化锅搭浓的体积，按下式计算氢铝合量zc X Vb E(HAl)=一一一一x100 . (6) mX50 式中:E(HAl)-一氢铝合量，mmol/100gJ C一一氢氧化锅溶液浓度，mo1/LJ Vb一一消耗氢氧化纳溶液体积，mLJ m-一一试料重，g。.8.2.3 交换性铝盐基分量测定8.2.3.1 绘制标准工作曲线取铝标准工作液0，0.5, 1. 0, 1. 5, 2.0mL，分别加入到50mL容量瓶中，再各加

15、入1mL1: 1盐酸溶液和0.2mLO.2%抗坏血酸溶液以及O.5mL1%邻菲嗖琳溶液，放置3.，5mn，加水稀释至35mL左右，在不断摇动下分别加入3mL混合显色液和5mL13%六次甲基四胶溶液，寇容，摇匀，显包30min，用可见光分光光度计，在波长650nm、用0.5cm比色皿，分别测其吸光度，以铝离子浓度(mg/mL)为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线，求其斜率tgao.8.2.3.2 测定支换性铝盐基分量取一寇体积8.2.1条所制待测液，按8.2.3.1条的操作步骤显色，并测其吸光度，由下式计算铝盐基分量z/白E x 5000 E( Al)=-一-一I1飞X100( 咱ImXtg

16、xM(言Al) xV 式中:E(! Al )一三分之一铝盐基分量，mmo1/100g, E 一一吸光度FM( Al)一三分之一铝摩尔质量，g/molJ Y一一取待测液的体积，mLJ tg-一一铝标准工作曲线斜率，m一一-试料重，g。8.2.3.3 计算交换性氢盐基分量E(H)=E(HAl)-E(主Al). .oo . . . (别 3 - / 式中:E(H)一一氢盐基分量，mmo1/100g。8 计算盐基总量9. 1 计算碱、中性试样的盐蓦份量2E月(K)+E(Na)+E(Ca)十E(- Mg ). . . (9) 式中:2Eb-一碱性、中性试样的盐基分量，mmol/100go 5 SY 53

17、95-91 9.2 计算酸性试样的盐基总量Ea= E(K) + E(Na)十E(Ca ) +E (-Mg)+E(HAl) (10) 式中:E一一酸性试样盐基总量，mmo1/100g。10 精密度10. 1 粘土阳离子交换窑量(CEC)测定结果精密度表2CEC 1020 30 10.3 盐基总量与阳离子交换容量密合度盐基总量与阳离子交换容量允许最大绝对偏差为10mmo1/100g。附加说明z本标准出石油地质勘探专业标准化委员会提出并归口。本标准由大庆石油学院开发系起草。绝对偏差0.2 1.4 2.0 3.0 0 , 8 1. 7 2.3 本标准主要起草人孙维林、王铁军、赵黎安、党庆功、龙安厚、孙连荣。6 mmol!100g mmol!100g