高氯酸氧化—亚铁盐滴定法快速测定硅铁合金中铬.doc

高氯酸氧化-亚铁滴定法快速测定硅铁合金中铬 马玉香，黄会芹，张利军（莱芜钢铁股份有限公司 品质保证部，山东 莱芜271104） 摘要：试样以硝酸、氢氟酸溶解，加高氯酸冒烟驱除硅和氟，并将铬氧化为六价，在硫磷混合酸介质中，以N-苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定铬。方法具有操作简便、快速、结果准确的特点。关键词：硅铁合金；高氯酸氧化；亚铁滴定法；铬中图分类号：0655.2 文献标识码：B 文章编号：1004-4620（2006）05-0042-02 Fast Determination of Chromium Content in Ferrosilicon Alloy by Perchloric-acid-oxidation Ferrous-iron-titrimetric-Method MA Yu-xiang, HUANG Hui-qin, ZHANG Li-jun（The Quality Department of Laiwu Iron and Steel Co.,Ltd., Laiwu 271104, China） Abstract: The sample is dissolved by nitric acid and hydrofluoric acid and then perchloric acid is added to make smoke rise to remove silicon and fluorine and oxidize chromium into hexad. In medium of mixed sulphuric acid and phosphoric acid, with N-phenylated anthranilic acid as a tracer agent, the standard solution of ammonium ferrous sulphate is used to titrate chromium. The method has the characteristics of being easy to operate, fast and accurate. Key words: ferrosilicon alloy; perchloric acid oxidation; ferrous-iron-titrimetric method 1 前 言硅铁合金作为主要的冶金炼钢原料，用途极为广泛1。铬含量的多少是硅铁合金产品质量优劣的关键指标，目前测定铬的方法很多，但不适用于硅铁合金中铬的测定，如采用GB4333.6-88国标法，因操作繁琐，所需时间长不利于炼钢快速分析的需要。为此，笔者参考有关文献，以硝酸、氢氟酸溶解试样后，用高氯酸冒烟驱除硅和氟的干扰，并将三价铬氧化为六价，加硫磷混合酸调节试液酸度，以N-苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定铬量，取得了较好的效果。实践证明，分析方法改进后，比GB4333.6-88国标法操作手续简便、条件易控制、分析速度快、准确度高、稳定性好，从而保证了硅铁合金中铬测定结果的可靠性。测定范围：0.0901.50。2 试 剂硝酸：1+1，优级纯；氢氟酸（为1.15g/mL），优级纯；高氯酸（1.67g/mL），优级纯；硫磷混合酸：于700mL水中，在搅拌下加入150mL硫酸（优级纯），150mL磷酸（优级纯）混匀；N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂：0.2%,称取0.2g该试剂（优级纯）置于含有0.2g无水碳酸钠（优级纯）的100mL水中，加热溶解后，混匀；硫酸亚铁铵（优级纯）标准溶液：0.025moL/L，称取10g硫酸亚铁铵（优级纯），溶解于1000mL优级纯硫酸（5+95）中，混匀。此溶液需用与试样含铬量相近似的硅铁合金标样，按上述方法同样操作确定其对铬的滴定度。按下式求出硫酸亚铁铵标准溶液对铬的滴定度T（g/mL）:T=式中 Cr标硅铁合金标样中铬的百分含量；m硅铁合金标样称样量，g；V滴定硅铁合金标样所消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积，mL；3 试验方法称取1g试样于聚四氟乙烯烧杯中，加25mL硝酸（1+1），仔细滴加氢氟酸至试样溶解并过量5mL，加5mL高氯酸，在低温电炉上加热使试样溶解完全，并加热至刚冒浓白烟以除去过剩的氢氟酸，取下稍冷却，移入200mL锥形瓶中，用水冲洗净烧杯，在低温电炉上再加热至冒白烟使铬氧化，并保持此温度30s，取下稍冷却（70左右），加30mL水，以流水冷却至室温，加20mL硫磷混合酸，加N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂2滴，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液由樱桃红色转变亮绿色为终点。 由式（1）转换可计算铬的百分含量。4 结果与讨论按照试验方法测定硅铁合金中的铬含量，并计算标准偏差和相对标准偏差，结果见表1。表1 标准样品测定铬结果对比（n8） %标样号 标准值 本法测定值 平均值 标准偏差 相对标准偏差 YSBC28609-90 0.094 0.095，0.092，0.096，0.094，0.097，0.094，0.097，0.092 0.095 0.0020 2.1089 YSBC28610-90 0.091 0.093，0.096，0.092，0.095，0.092，0.093，0.095，0.096 0.094 0.0017 1.7982 机字90-141 0.142 0.144，0.143，0.145，0.145，0.145，0.142，0.143，0.144 0.144 0.0011 0.7826 YSBC25614-97 0.285 0.290，0.285，0.285，0.288，0.285，0.288，0.290，0.290 0.288 0.0023 0.8087 YSBC25615-96 0.480 0.480，0.460，0.480，0.460，0.460，0.470，0.480，0.470 0.470 0.0093 1.9698 YSBC25615-97 0.310 0.330，0.330，0.320，0.320，0.340，0.330，0.340，0.330 0.330 0.0076 2.2907 试样先在聚四氟乙烯烧杯中加热溶解至刚冒浓白烟后，移入200mL锥形瓶中，再加热冒白烟氧化铬，这样可减轻氢氟酸对锥形瓶的侵蚀。硅铁合金中含铬量一般很低，为此，测定铬时需多称试样才能保证分析质量。相应的试样中硅和铁量也多，当加入硝酸、氢氟酸分解试样时反应很剧烈，易溅失样品，所以需仔细滴加氢氟酸，以防止反应剧烈试样溅失。因高氯酸是仅次于硫酸的高沸点酸，一是高氯酸冒白烟时能驱除低沸点的氢氟酸和氟硅酸，消除对铬分析的干扰，二是高氯酸是氧化剂，冒烟时能将三价铬氧化为六价铬。加热冒烟时的温度、时间很重要，温度高、时间长，易使铬结果偏低，加热时高氯酸白烟于瓶壁回流以不要超过瓶的1/2处为佳，一般保持铬氧化的温度约30s，当高氯酸烟冒出瓶口（瓶内无白烟）铬结果将偏低。冒烟后取下不能快速冷却，否则会产生氯，致使指示剂加入后不显色，应当使溶液自然冷却至70左右时，加30mL水后，再用流水冷却至室温。铬被氧化成高价后，必须使之冷却至室温，才能加入硫磷混合酸，否则高价铬在热溶液中易被还原，引起铬结果偏低。如遇到试样含铬量高时，改为少称试样或宜先用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至近终点（淡黄绿色）再加指示剂，继续滴定至终点。指示剂不能在滴定之前加入，否则会被大量的六价铬破坏指示剂，使终点难以观察。虽然本方法快速、简便，但氧化的温度和时间要严格控制，必须使试样和标样的氧化温度、时间一致，并且要以含铬量相近的硅铁合金标样求得硫酸亚铁铵标准溶液对铬