铬铁中硅的测定(钢铁中硅含量的测定硅钼蓝光度法实验报告) 钼分光光度法快速测定铬铁中硅:韦恩双1、唐1、包1、2、王吉祥2 (1莱芜钢铁有限公司质保部，山东莱芜271104；摘要:将经典的高氯酸脱水重量法改为钼蓝光度法快速分析硅含量。 样品溶解后，在0.1 ~ 0.6 mol/L的弱酸性溶液中，硅酸与钼酸铵反应生成硅钼酸的黄色络合离子，再用硫酸亚铁铵还原剂将硅钼酸的黄色络合离子还原为硅钼蓝，蓝色的强弱与硅含量成正比，因此可用分光光度法测定硅含量。 该方法简单、快速、准确，缩短了分析周期，工作效率提高了24倍。 关键词:高碳铬铁；中碳铬铁；钼蓝分光光度法；重量法；中国图书馆分类号:O657.32文献识别码:A文号:1004-4620 (2005) 06-0044-02:目前许多单位仍在使用经典的高氯酸脱水重量法进行铬铁中硅元素的质量检验和生产控制[1] 该方法测定硅准确，对铬铁品种适应性强，但操作程序复杂，分析过程长，劳动强度大。加热、蒸发和吸烟过程中挥发的高氯酸白烟和氟化氢气体具有剧毒。 因此，这种方法不能满足来料质量和生产控制对快速、及时数据的要求。 参考文献[2 ~ 5]，对微碳铬铁、低碳铬铁、中碳铬铁和高碳铬铁中硅元素的测定进行了大量的对比试验，拟定了钼蓝分光光度法快速测定铬铁中硅元素的新方法。 该方法分析速度快、线性范围宽、准确度好、精密度高，硅检测下限可达0.05%。 铬铁价格高，定价要求严格，冶炼合金钢时需要硅含量准确。一般来说，钼蓝光度法不能代替经典方法来发布质量数据。但在实际生产控制分析和来料铬铁质量检验中，该方法测定的硅数据准确度完全可以满足要求，同时大大降低了分析的人工和试验成本，提高了分析速度，满足了冶金生产的需要。 & nbsp2主要仪器和试剂721分光光度计 过氧化钠:固体；盐酸:ρ约1.19g/mL；；钼酸铵溶液:2.5%；混合硫酸:4份草酸(4%)混合1份硫酸(1+3.5)；草酸溶液:5%；硫酸亚铁铵溶液:6%，称取硫酸亚铁铵60g，预先用8mL硫酸溶解于水中，用水稀释至1000mL，摇匀；硫酸:(1+17)；过硫酸铵溶液:15%；过氧化氢:3% 3实验方法3.1高碳铬铁中硅的测定3.1.1操作步骤:称取0.1000g样品，放入事先盛有2 ~ 3 g过氧化钠的镍或铁坩埚中，搅拌均匀，然后盖上1g过氧化钠，将坩埚放入低温电炉中烘烤至焦黄色(去除水分，避免高温飞溅)。 盖上坩埚，移入高温炉中，加热至650 ~ 700℃，熔化5min，取出，稍冷却，放入事先盛有100mL热水的250mL塑料杯中，浸泡内熔体，用水洗净坩埚，盖上盖子。 将试液缓慢倒入预先装有12mL盐酸的300mL玻璃烧杯中，用水洗塑料杯，加热至溶液澄清，移出并冷却至室温，转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 显色液:将5mL试液移入100mL容量瓶中，加入10mL钼酸铵溶液，摇匀，在沸水浴中加热30s，取出，用自来水冷却至室温，加入25mL草硫混酸，立即加入5mL硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀[3 ~ 4] 空白色溶液:将5mL试液移入100mL容量瓶中，依次加入25mL草硫混酸、10mL钼酸铵溶液和5mL硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀。 将部分显色溶液转移至2 ~ 3 cm比色皿中，以空白色溶液为参比，用721分光光度计在680nm处测定吸光度，从工作曲线中查出硅的百分含量。 3.1.2绘制工作曲线，称取3 ~ 5个不同硅含量的高碳铬铁标准样品，用同样的分析方法显色后，测定吸光度值，以硅含量为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制工作曲线。 3.2微碳、低碳和中碳铬铁中硅的测定3.2.1操作步骤称取0.2500g样品于250mL锥形瓶中，加入80mL硫酸(1+17)，低温加热溶解，加入2mL盐酸，加热至样品完全溶解，加入10mL过硫酸铵溶液，煮沸40s(如有MnO2棕色沉淀形成，滴加H2O2溶液制成MnO2 显色液:将10mL试液移入100mL容量瓶中，加入10mL钼酸铵溶液，在沸水浴中加热30s，取出，用自来水冷却至室温，加入10mL草酸溶液和40mL水，立即加入5mL硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀。 【下一步】空白色溶液:将10mL试液移入100mL容量瓶中，依次加入10mL草酸溶液、10mL钼酸铵溶液和5mL硫酸亚铁铵溶液，用水稀释至刻度，摇匀。 将部分显色溶液转移至2 ~ 3 cm比色皿中，以空白色溶液为参比，用721分光光度计在680nm处测量吸光度，从工作曲线中查出硅的百分含量。 3.2.2称取3 ~ 5个不同硅含量的中低碳铬铁标准样品，绘制工作曲线。同样的分析方法，显色后，测量吸光度值，以硅含量为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制工作曲线。 结果与讨论按照实验方法，测定铬铁标准样品中的硅，计算标准偏差和相对标准偏差。结果如表1所示。 表1高、低、中碳铬铁标准样品中硅的测定结果与标准样品数的%标准值比较(本方法测定值:N=6)平均标准偏差相对标准偏差GBW014241.291.29，1.31，1.32，1.26，1.27，1.281 . 290 . 0493.81 FECR 55c 10002.953 . 01，2.92，2.93。5.75，5.78，5.84，5.815 . 800 . 0851.46 gbw 0142491.021 . 03，1.01，1.04，0.98，0.99，1.021 . 010.04924.87 gsbh 12001-900.530 . 52，0.54，0.53，0.51，0.52& nbsp& nbsp(1)样品溶解条件的选择:在微、低、中碳铬铁样品中加入80mL硫酸(1+17)，低温加热溶解样品。大部分样品已经分解，瓶底还有少量黑色粉末。当加入少量HCl时，少量黑粉立即完全溶解，试液澄清透明；根据硅的实验结果，加入1.5 ~ 2.5 ml比较好，本实验方法选择加入2mLHCl。 高碳铬铁不易被硝酸、盐酸和硫酸溶解。 实验证明，样品必须用碱性熔剂Na2O2熔化后才能完全溶解。用Na2O2在镍或铁坩埚中熔化高碳铬铁样品时，必须事先在低温电炉中加热烘烤至焦黄色，然后移入高温炉中熔化。否则Na2O2助熔剂中可能存在的水没有烘烤，在高温下容易被溅出，导致分析失败。 (2)显色条件的选择:硅酸和钼酸铵形成硅钼络合离子的酸度很重要。比如酸度过大，钼酸铵和硅酸不反应，酸度过小，会生成大量的钼酸铁沉淀，导致硅钼络合离子不完全。 酸度的适宜范围随溶液温度的升高而增大，但也随硅含量的增加而减小。 由于酸度对硅的测定影响很大，所以通过实验，H+的浓度应控制在0.1 ~ 0.6mol/L之间。 本文用80毫升硫酸(1+17)和2毫升盐酸溶解微碳、低碳和中碳铬铁。 高碳铬铁用3 ~ 4 g Na2O 2熔化，用12mLHCl酸化，稀释至250mL，取得良好效果。 (3)显色剂用量的选择:钼酸铵显色剂的加入不仅能与硅酸反应生成硅钼黄络合离子，还能起到缓冲酸度的作用。钼酸铵的用量会影响钼蓝的颜色强度。 由于钼酸铵消耗铁多，生成钼酸铁沉淀，所以钼酸铵的加入量要过量，但不宜过多。过量会降低硅钼蓝的颜色强度，这主要是由于钼酸与草酸络合生成MoO3(C2O2)2-所致。钼酸铵加多了，就要相应的加草酸，否则会因为缺少草酸而吸光度低。 如果钼酸铵用量不够，硅的结果就低。 钼酸铵的加入量应根据样品中的铁含量而变化。 因为铬铁含铬量高，所以样品中的铁含量比铬含量少。 实验证明，2.5%钼酸铵溶液加入5 ~ 15ml吸光度稳定，本实验选用10mL。 (4)还原剂用量的选择:只有加入足量的还原剂硫酸亚铁铵，硅钼蓝的颜色强度才能保持不变。实验表明，过量的硫酸亚铁铵由于还原能力太强，容易还原钼酸铵，加深钼蓝颜色。 还原剂用量过少，由于还原能力弱，硅钼黄络合离子还原不完全，导致硅结果低，钼蓝易褪色。 实验中加入3 ~ 8 ml硫酸亚铁铵溶液，吸光度保持稳定。本实验选用5mL。 结论高碳铬铁样品经碱熔酸化处理，微、中、低碳铬铁样品经稀硫酸(1+17)和少量盐酸处理后，用硅钼蓝分光光度法测定铬铁中的硅。该方法的精密度和准确度都很高，分析误差完全在国家标准允许的误差范围内。该方法是可行的。 参考文献:[1]冶金工业部标准研究所，钢铁及铁合金化学分析方法标准汇编(第一部分)[M]。北京:中国标准出版社，1997。[2]黄景华译《难熔化合物分析》[M].上海:上海科学技术出版社，1965。[3]王吉祥稀土硅铁合金中硅的比色分析[J 1967 (2): 65。[4] GB/T 223.5-1997，钢铁及合金化学分析方法-还原硅钼酸盐光度法测定酸溶性硅含量[S]。[5]冶金工业部标准研究所，矿产品、原料和试验方法标准汇编(第二版)[M]。北京:中国标准出版社，2003。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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