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高碳铬铁分析方法(高碳铬铁中铬的国标测定方法)

高碳铬铁分析方法(高碳铬铁中铬的国标测定方法) 高碳铬铁中铬、磷、锰的联合测定

一般用过氧化钠在高温下熔融、酸化高碳铬铁样品,然后对样品进行分析。这样,在分别测定高碳铬铁中的元素时,样品的熔融和酸化预处理就浪费了大量的时间。因此,笔者参考相关文献,拟采用系统分析法测定高碳铬铁中铬、磷、锰的含量。据报道,样品经碱酸化后,用硫酸亚铁铵滴定法测定铬含量,用硫酸肼还原钼蓝光度法测定磷含量。在此基础上对此方法进行了改进:(1)热水浸出后,省略了加热煮沸分解H2O2的程序。在用硫酸直接中和后,在硝酸银作为催化剂的存在下,少量可能被H2O2还原的三价铬被过硫酸铵氧化成六价铬。(2)碱熔酸化后,直接加入高氯酸和盐酸挥发铬,用钼酸铵和硫酸肼显色,用钼蓝分光光度法测定磷含量。上述两项改进使铬和磷的测定程序简单、快速、准确,大大缩短了分析周期,工作效率比文献中的分析方法提高了20倍。剩余的测试溶液也可用于通过过硫酸铵银盐氧化分光光度法测定锰含量。1仪器和试剂721型分光光度计。过氧化钠:固体;硫酸:1+1;磷酸:ρ约1.70g/mL;;硫酸锰溶液:4%;硝酸银溶液:1%;过硫酸铵溶液:15%;氯化钠溶液:5%;N-苯并邻氨基苯甲酸指示剂:0.2%;硫酸亚铁铵标准溶液:0.08mol/L;高氯酸:ρ约1.67g/mL;;盐酸:ρ约1.19g/mL;;亚硫酸氢钠溶液:10%;【下一步】钼酸铵溶液:称取20g钼酸铵溶于200mL温水中,边搅拌边加入700mL硫酸(1+1),然后用水稀释至1000mL,摇匀;硫酸肼溶液:称取1.5g硫酸肼,溶于200mL水中,用水稀释至1000mL,摇匀;着色剂溶液:使用时,取25毫升钼酸铵溶液、10毫升硫酸肼溶液和65毫升水混合均匀;EDTA溶液:5%。2实验部分2.1试液的制备称取0.5000g样品,放入事先盛有5g过氧化钠的铁坩埚中,搅拌混匀,再盖上1g过氧化钠,将坩埚放在低温电炉上加热烘烤至焦黄色。盖上坩埚盖,移入高温炉中,加热至700℃,熔化5min,取出,稍冷却,放入事先盛有100mL热水的400mL烧杯中,加热使坩埚内熔体溶解,然后用水冲洗坩埚盖。加入硫酸(1+1)直至pH试纸呈酸性,并过量加入10mL硫酸(1+1)。加热煮沸,直到残渣溶解。如果没有完全溶解,再次加入硫酸,直到溶液变得澄清(杯底不能留有残渣,如果有,说明融化处理不彻底)。冷却后,移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,即得供试品溶液。2.2过硫酸铵氧化容量法测定铬将50毫升试液转移至500毫升锥形瓶中,加入12毫升硫酸(1+1)和8毫升磷酸,用水稀释至试液体积约为200毫升。依次加入3滴硫酸锰溶液、10mL硝酸银溶液和15mL过硫酸铵溶液,加热煮沸至铬完全氧化成高价铬(当试液与高锰酸盐呈紫红色时,表明铬已被氧化成六价铬),继续煮沸4 ~ 6 min,使过量的过硫酸铵完全分解。加入10毫升氯化钠溶液,加热煮沸,直至紫色消失。若残留紫色未消失,加入3 ~ 5 ml氯化钠溶液,继续煮沸,直至氯化银沉淀凝结下沉,溶液变澄清。取下稍冷却(避免流水突然冷却,使锥形瓶破裂),用流水冷却至室温,加入20mL硫酸(1+1),当溶液与硫酸亚铁铵标准溶液呈黄绿色时,加入3滴N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂,继续滴定至溶液的玫瑰色消失,变为鲜绿色。根据以下公式计算铬含量:

Cr % = TC . r×V[下一个]

Tc.r——式中——每毫升硫酸亚铁铵标准溶液相当于铬的百分含量;V——滴定样品时消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数。2.3钼蓝光度法测定磷取50毫升试液于200毫升高烧杯中,加入20毫升高氯酸,加热蒸发至冒白烟(杯底试液为高价铬黄时),滴加盐酸挥发铬(棕色氯化铬气体),继续加热氧化被还原的铬,然后反复滴加盐酸挥发除铬,直至不再有棕色氯化铬蒸气,继续加热30秒放出白烟除氯。稍冷后,加入50毫升热水溶解可溶性盐类(硅酸不溶,悬浮于试液中)并煮沸,取下,用脱脂棉过滤于250毫升容量瓶中,用温水洗涤沉淀物(硅酸)和滤纸4 ~ 6次,弃去沉淀物,用流水冷却滤液至室温,用水稀释至刻度,摇匀。将25mL滤液转移至100mL容量瓶中,加入10mL亚硫酸氢钠溶液,在沸水浴中加热至溶液无色,取下,立即加入25mL显色液,在沸水浴中加热10min,取下,稍冷,用流水冷却至室温,用水稀释至刻度,摇匀。将显色溶液移至3cm比色皿中,以水为参比溶液,在分光光度计700nm波长处测量吸光度。称取3 ~ 5个不同磷含量的高碳铬铁标准样品,用与样品相同的分析方法测定吸光度值,以磷含量为横坐标,吸光度值为纵坐标绘制工作曲线。2.4过硫酸铵银盐氧化光度法测定锰取50mL试液于200mL高烧杯中,加入20mL高氯酸,加热蒸发至冒出白烟(杯底试液为高价铬黄时),滴加盐酸挥发铬(棕色氯化铬气体),继续加热氧化还原铬,然后反复滴加盐酸挥发除铬,直至不再出现棕色气体,继续加热煮沸放出白烟除氯。取下来,稍微冷却,加入30mL热水,加热溶解可溶性盐。在150mL锥形瓶中用脱脂棉过滤,用热水洗涤沉淀物(硅酸)和滤纸4 ~ 6次。向滤液中加入5mL硫酸(1+1)和3mL磷酸,试液体积约为60mL(试液体积过大,应加热蒸发)。加入5mL硝酸银溶液和10mL过硫酸铵溶液,加热煮沸1min,移出,用流水冷却至室温,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。[下一步]将部分显色溶液转移到两个3cm比色皿中,其中一个比色皿中加入2滴EDTA溶液,待紫色褪色后作为空白色溶液。用分光光度计在530nm波长处测量吸光度。从工作曲线中检查锰的百分比。称取3 ~ 5个不同锰含量的高碳铬铁标准样品,用与样品相同的分析方法测定吸光度值,以锰含量为横坐标,吸光度值为纵坐标绘制工作曲线。结果与讨论用高碳铬铁标准样品对铬、磷和锰进行了测定,测定结果的比较分别见表1 ~ 3。

表1高碳铬铁标准样品的铬测量结果(n=6)%

样本数量

标准值

测量平均值

标准偏差

RSD

BH0310-3

58.37

58.5

0.14

0.24

BH0310-4

61.74

61.75

0.35

0.57

GBW1424

68.75

68.76

0.32

0.46

FeCr67C9.5

68.08

68.07

0.37

0.55

表2高碳铬铁标准样品中磷的测定结果(n = 6)%

样本数量

标准值

测量平均值

标准偏差

RSD

FeCr55C1000

0.022

0.0225

0.0007

3.14

GBW01424

0.025

0.0253

0.0012

4.75

BH0310-4

0.049

0.049

0.0014

2..95

BH0310-3

0.073

0.073

0.0028

3.87

[下一个]

表3高碳铬铁标准样品中锰的测定结果(n = 6)%

样本数量

标准值

测量平均值

标准偏差

RSD

FeCr67C9.5

0.19

0.19

0.007

3.72

BH0310-3

1.3

1.29

0.021

1.64

BH0310-4

0.51

0.508

0.019

3.76

FeCr55C1000

0.34

0.342

0.012

3.51

  用铁坩埚以过氧化钠熔融试样时,应预先在低温电炉上加热烘烤至焦黄色后,再移入700℃的高温炉内熔融。否则,过氧化钠熔剂中的水分遇高温易溅出坩埚,使分析失败。用过硫酸铵氧化铬时,溶液酸度对分析结果影响较大,酸度大时,铬氧化迟缓;酸度小时,易析出MnO2沉淀。一般认为酸度在100mL溶液中含4~8mL浓硫酸或磷酸最适宜。
  在铬未被完全氧化为六价铬前,试液中防止HCl或Cl-存在,因CL-与AgNO3中的Ag+生成AgCl沉淀,致使AgNO3失去催化剂的作用,使分析失败。
  N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂本身具有还原性,加2~3滴即可,多加铬分析结果会偏低。试液中的铬、三价铁影响磷的测定,加高氯酸将铬氧化为高价铬,反复滴加盐酸使铬生成棕色氯化铬酰气体挥发消除铬的干扰。三价铁的干扰可加亚硫酸氢钠煮沸以消除。
  测定磷时,加入显色剂,在加热煮沸条件下,正磷酸与钼酸铵生成磷钼黄,随即被硫酸肼还原为磷钼蓝络合物,以提高测定磷的灵敏度。[next]
  测定锰时,试液中铬和三价铁及氯根对分析锰有干扰,加高氯酸将铬氧化为高价铬,反复滴加盐酸使铬生成棕色氯化铬酰气体挥发去除干扰,氯根在高氯酸冒白烟时也同时挥发除去。加入磷酸可与Fe3+生成[Fe(PO4)2]3-无色络合物消除干扰,磷酸的存在使锰的氧化范围扩大,可以防止MnO2的生成,而且还可以增加高锰酸的稳定性。
  本实验方法适用于中碳铬铁和氮化铬铁中Cr、P、Mn的联合测定,对莱钢进厂的氮化铬铁试样研细通过0.088mm筛孔,用本法测定的Cr、P、Mn精密度和准确度都很高。低碳、微碳铬铁改用溴饱和盐酸20mL溶解试样,加10mL高氯酸蒸发至冒白烟,取下冷却,加水50mL,煮沸溶解盐类,用脱脂棉过滤于250mL容量瓶中,热水洗涤6~8次,冷至室温,以水稀释至刻度,摇匀。以下操作同高碳铬铁中Cr、P、Mn的联合测定。
4 结 论
  本研究用碱熔酸化的方法处理高碳铬铁试样,效果较好。用同一母液对铬、磷、锰等元素进行测定,减少了试样的预处理过程,大大缩短了分析周期,用此方法对不同含量的高碳铬铁标样进行测定,试验结果表明,只要控制好各元素测定的酸度和条件,方法的精密度和准确度都很高,分析结果误差完全在国标误差范围内,方法是可行的。 
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