邸曉娟,張 嶺
(1.哈爾濱軸承集團公司 質量管理部,黑龍江 哈爾濱 150036 2.哈爾濱軸承集團公司 推力軸承分廠,黑龍江 哈爾濱150036)
化學分析在國民經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學技術、國防及醫(yī)療等方面起到了非常重要的作用。有色金屬中少量錳的存在,能提高其壓力加工性能及耐磨,耐腐蝕性,是各類銅合金,鋁合金,鎳合金的主要成份之一,本文介紹的這種分析方法,誤差小、準確度高、測量結果穩(wěn)定。所以化學分析在大多數(shù)企業(yè)仍占有很重要的位置。本文主要介紹,銅合金中錳的測定方法。
試料用硝酸溶解,在磷酸介質中,用固體硝酸銨將錳氧化為三價,以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑,用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定。
(1) 硝酸銨 固體
(2) 磷酸 濃
(3)硝酸 1:1
(4) 硫酸 1:9
(5)苯代鄰氨基苯甲酸溶液(2g/L):稱取0.2g苯代鄰氨基苯甲酸置于150mL燒杯中加入100mL碳酸鈉溶液(2g/L)加熱溶解。
(6)重鉻酸鉀標準溶液0.01500mol/L:稱取0.7355重鉻酸鉀,置于300mL燒杯中,以水溶解,移入1 000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。
(7) 硫酸亞鐵銨標準溶液0.015mol/L:稱取5.88g硫酸亞鐵銨置于400mL燒杯中,加入250mL硫酸(1:1)溶解。移入1 000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。
(8)標定方法:移取25.00mL重鉻酸甲標準溶液加入20mL水,10mL硫酸與磷酸和水的混合液(1:1:1),2-4滴苯代鄰氨基苯甲酸溶液,用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定溶液至亮黃色為終點。
按下式計算硫酸亞鐵銨標準溶液的實際濃度:
式中:C——硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的實際濃度,mol/L,
V1——移去重鉻酸甲標準溶液的體積,mL,
V2——標定時消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積,mL。
取 3 份進行標定,其標定所消耗的硫酸亞鐵銨標準滴定溶液體積極差不超過0.10mL,取平均值。
稱取0.2g試料,置于250mL錐形瓶中,加入5mL硝酸(1:1),加熱至溶解完全。加入15mL磷酸混勻。置于高溫電爐上加熱至剛有磷酸鹽冒出,取下。放置20~30s,加入1~2g硝酸銨(固體),立即搖動并吹氣排除氮的氧化物。放置1~2min,加入30mL硫酸(1:9)用硫水冷卻至室溫。用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定至溶液微紅色,加入2~4滴苯代鄰氨基苯甲酸溶液繼續(xù)滴定至亮黃色為終點。
式中 :WMn——錳的質量分數(shù), %,
C——硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的實際濃度,mol/L,
V——滴定時消耗的硫酸亞鐵銨標準溶液的毫升數(shù),mL,
Mo——試樣的質量,g,54.95——錳的摩爾質量,g/mol。
(1)硝酸銨對錳氧化率與溶液溫度有關。低于120度時氧化率為98%,大于140度氧化率幾乎達到100%。磷酸冒煙時溫度約為250度,室溫冷卻半分鐘后,溫度約220度,此時加硝酸銨分析結果的再現(xiàn)性較好。
(2)硝酸銨氧化錳后,需冷卻至微熱再加水,如加水時溫度過高會使分析結果偏低,加水后放置時間過長也會使分析結果偏低。因三價錳的絡合物用水稀釋時會逐漸發(fā)生分解,所以在一般情況下宜用稀硫酸稀釋,并在冷卻后迅速完成滴定。
(3)磷酸冒煙時是本方法成功之關鍵。冒煙時間過長,錳成焦磷酸鹽,結果偏低。反之,加入硝酸銨時氮的氧化物驅不盡,使錳氧化不完全,結果同樣偏低。
(4)試料中含釩時,滴定結果中包括釩的含量,因而需加校正。每1%(質量分數(shù))的釩相當于1.08%(質量分數(shù))的錳。
為生產(chǎn)需要,工作中減小誤差,能夠更好的為各分廠服務,做如下實驗,見表 1、表 2。
表1 用比色法測定錳含量(同一樣品)
表2 用滴定法測定錳含量(同一樣品)
通過上面所做的實驗比較,用滴定法測定錳元素其誤差小、數(shù)據(jù)準確、省時間、工作效率和可靠性有了很大的提高。