钢铁中磷的测定磷钼蓝吸光光度法

1、钢铁中磷的测定磷钼蓝吸光光度法实验报口班级：应121-2姓名：曲红玲学号： 3222同组人：王双孙艺指导老师：王美兰老师一、实验目的1、了解钢铁中磷的测定意义。2、掌握钢铁中磷的测定方法。3、掌握溶液的定量转移配制，称量等基本操作。二、实验原理1、磷的测定是钢铁分析的一个必测指标。 磷是典型的非金属元素,它在钢铁及合 金中主要以固熔体的磷化铁（FezP、FeP）形式存在,还有少量的磷酸盐等夹杂物, 其来源一般从矿石带入。磷是钢铁的有害元素，它使钢铁发生冷脆，降低冲击韧性 和影响锻接,一般钢材P控制不大于，高级的合金钢在%Z下，在某些特殊钢中, 为提高其耐磨性而只允许达 %右，因此，钢铁及合金中

2、磷的测定是一项必不可少 的项目。2、工厂实用分析方法有：滴定法，分光光度法。分光光度法有铀钥黄和铝蓝法两类。锐铝黄是磷酸与铀酸、铝酸作用形成磷铀钥 黄杂多酸直接测定。铝蓝法是将磷铝杂多酸还原成铝蓝后进行测定，所用还原剂 有氯化亚锡、抗坏血酸、硫酸联胺和亚硫酸盐等。3、分析方法方法名称测定原理注息事项或特点重量法在一定酸度卜，磷铝酸与 无机或有机沉淀剂沉淀后， 灼烧称量测定磷含量。介质、酸度、温度等条件酸碱 滴定法在有或无钱根存在卜，磷 铝酸沉淀，沉淀溶于氢氧化 钠后用酸滴定氢氧化钠。干扰少效果好分光光度法试样酸分解后氧化磷为正 磷酸，然后与相应试剂（钥 酸俊）显色测定计算磷含量显色方法选择4、

3、本实验采用磷铝蓝吸光光度法试样用王水溶解，高氯酸冒烟以氧化磷，加铝酸俊使磷转化为磷铝配合离子用氟化物掩蔽铁离子，以氯化亚锡还原成钼蓝分光光度法测定。主要反应：3FaP+41HNO3-9Fe(NO3)3+3H3PO4+14NOT +I6H2OFe3P+13HNO3-3Fe(NO3)3+3H3PO3+4NOT +5H2O4H3PO3+HCIO4-4H3PO4+HC1H3PO4+12H2M004fH 3(P(MoOl0)4)+ 12 H2OH3(P(MoOi0)4)+8H+4Sn2+ () +4Sn4+4H2生成的磷钼蓝络合物的蓝色深浅与磷的含量成正比，据此可比色测定磷的含量。三、仪器与试剂1、实验

4、仪器721分光光度计，分析天平，移液管(10ml, 5ml, 2ml, 1ml),吸耳球，烧杯( 100ml 5个， 400ml 1 个， 500ml 1 个) ， 50ml 容量瓶4个， 100ml 容量瓶 2 个，玻璃棒，电炉，量筒(10ml 4 个， 50ml 1 个)，秒表，滤纸，洗瓶。2、实验试剂王水(盐酸：硝酸=3： 1)高氯酸 (浓 )亚硫酸钠溶液(10 )钼酸铵溶液(5 )6%的H2SO4溶液：量取466mL蒸储水至500 mL烧杯中，冉量取28 mL浓硫酸缓慢加入水中，用玻璃棒引流并搅拌，6氟化钠-氯化亚锡溶液：称取氟化钠溶解于100 mL 水中，必要时加热，加入氯化亚锡，搅

5、拌溶解，当天使用。7磷标准溶液(mL) ：取 10 mL 磷标准溶液该溶液放入100 mL 容量瓶中，并加水稀释至刻度，即得到mL 磷标准溶液8.铭高试样空白参比溶液(于剩余显色液中滴加 3%KMnO4至呈红色放置1min 以上，滴加Na2SO3溶液至红色消退)四、实验步骤：1、样品的消化：准确称取样品> 置于100 mL小烧杯>加8mL蒸储水，10 mL王水>完全溶解（可稍热）一加5 mL HC1O4>电炉上加热至棕色气泡冒尽， 冒白烟2min>取下快速搅拌冷却>6%H2SO4溶解并定量转移至100 mL容量瓶。2、样品的测定：平行移取10 mL样品液于

6、4个小烧杯中 > 分别加 mL磷标准溶液, mL >加mL 10%的Na2SO3电炉加热至沸腾 > 立即加5 mL铝酸钱并摇 匀，加20 mL NaF-SnCl2摇匀， > 放置1-2min,流水冷却 > 6%的H2SO4 溶液定容至50ml容量瓶。以试剂空白为参比，1cm比色皿，波长为680nm测定溶液的吸光度，做标 准曲线，求算样品中 P的含量。铭高试样空白参比溶液（于剩余显色液中滴加 3%KMnO4至呈红色放置1min以上，滴加Na2SO3溶液至红色消退） 五、数据记录与处理1、实验数据钢铁的质量m=组号0123外加P标液mL吸光度2、数据图表Vp-AA-V

7、0,6Ay-0.LJb9x+0.1184> 二。99江1” 1V/ml3、结果计算Ax=KCA=Ao+Ax=K(Co+Cx)磷含量=X VxX 10-3x (100/) /m x 100%由图像的相关线性关系为：y = +标准加入法的计算得知，外延直线与x轴的相交，相应于原点与交点的距离，即 为所求的待测元素浓度Cx。在此实验中对应的为Vx。即：Vx=所以：P%=x VxX 10-3 (100/) /m%=XX 10-3 (100/) /m%=%六、实验注意事项1、测定磷所用的锥形瓶，必须专用且不接触磷酸，因磷酸在高温时(100150c) 能侵蚀玻璃而形成SiO2 P2O5或是SiO(P

8、O3)2,用水及清洁剂不易洗净，并使测定 磷的结果增高。2、铁、钛、皓的干扰可通过加入氟化钠掩蔽；有高价铭、锐存在时，加入亚硫 酸钠将铭、铀还原为低价以消除影响；铭量高时，宜用浓盐酸挥铭。3、消化条件的控制：一、使用氧化性的酸，不得单独使用盐酸或硫酸，必须使 用具有氧化性的硝酸或硝酸及其他酸的混合酸。否则会生成气态PH3而挥发损失。二、必须将亚磷酸转化成正磷酸。因为亚磷酸不能和铝酸生成磷铝杂多酸混合物。三、消化操作、一定注意不能让溶液蒸干，要边加热边摇动溶液，使之变成淡黄色固状物，否则会变成不易溶解的黑褐色的多磷化物。4、反应条件的控制：一、温度对测定吸光度也有影响，温度高会使测定的吸光度偏低

9、。 一般大多在90-100左右，温度太低会影响结果的测定。为了消除这种影响，在手工操作时，应在显色反应完成后，冷却至室温，再进行测定。二、酸度。七、分析讨论1. 磷的测定首先是将磷转化为正磷酸，试料要完全溶解成清亮的溶液。某些合金钢用稀硝酸溶解后仍有黑色碳化物，应加入高氯酸冒烟后再与钼酸铵反应，能取得良好的结果。2. 温度对测定吸光度也有影响，温度高会使测定的吸光度偏低。为了消除这种影响，在手工操作时，应在显色反应完成后，冷却至室温，再进行测定。3. 样品消化过程必须使用氧化性的酸; 不能单独使用HCl 或者硫酸，否则磷会生成气态的PH而挥发损失；4. 实验温度会影响磷钼蓝的反应，一般大多在9

10、0-100左右，温度太低会使磷钼杂多酸还原成钼蓝，影响结果的测定。八、思考题1、在什么情况下用标准加入法进行样品测定？它和常用的工作曲线法有什么不同？准加入法一般适用于组份较复杂的未知样品，能消除一些基本成份对测定的干扰，但对测定的未知成分含量要粗略估计一下，加入的标准液要和样品液浓度接近，标准曲线法又称校准曲线法，做法是将贮备标准液稀释为所需要的标准系列，用零浓度调仪器零点后，依次由低到高浓度测量标准液的吸光度（或峰高、面积 ），同时测定样品和样品空白的吸光度（或峰高、面积），在坐标纸上以标准液浓度为横坐标， 对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。它一般适用于已知样品的基本成分和标准液的基本成

11、分相接近的样品。标准加入法是分别在数份相同体积样品液中加入不等量的标准液，一定要有一份相同体积样品液中加入的标准液为零，按照上面绘制标准曲线的步骤测量吸光度（或峰高、面积），在坐标纸上以加入的标准液浓度为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，用外推法（延长标准曲线和横坐标相交的数的绝对值）就可得到样品液浓度。2、测磷的钢铁样品在溶解时是否可以单独使用HCl 或 HClO 4？使用氧化性的酸，不得单独使用盐酸或硫酸，必须使用具有氧化性的硝酸或硝酸及其他酸的混合酸。否则会生成气态 PH3而挥发损失。3、样品在酸溶解后为什么要用6%H2SO4 转移定容而不用蒸馏水？酸度要控制在，蒸馏水中有磷会

12、使实验结果偏高。4、处理好的样品溶液在进行反应时为什么要控制温度？一般大多在90-100左右反应，温度太低反应时间太长，自然降温放置1-2min后，反应已发生完全，然后在用流水冷却，获得的磷钼蓝至少可以稳定2 小时，这个温度下的纯蓝色钼蓝也不会向天蓝色钼蓝转变，吸光度值也不会下降。所以处理好的样品溶液在进行反应时要控制温度。实验报告钢铁中磷的测定磷钼蓝吸光光度法班级：应091-4 姓名：任晓洁学号： 1428 指导老师：王美兰老师一 实验目的：1.通过本实验了解测定钢铁中P 的意义。2.掌握钢铁中P 的测定方法。3.掌握溶液的定量转移配制，称量等基本操作。二 实验原理：1. 磷在钢中以固溶体磷

13、化物存在.有时呈磷酸盐夹杂形式存在。磷在钢中可以提高钢的抗拉强度和耐大气腐蚀作用，改善钢的切削加工性能；但是， 磷在钢中又能降低高温性能和增加脆性，影响钢的塑性和韧性。一般钢种把磷含量控制在以下，但易切削钢可达左右，生铁和铸铁可高达左右。2. 工厂实用分析方法有：滴定法，分光光度法。分光光度法有钒钼黄和钼蓝法两类。钒钼黄是磷酸与钒酸、钼酸作用形成磷钒钼黄杂多酸直接测定。钼蓝法是将磷钼杂多酸还原成钼蓝后进行测定，所用还原剂有氯化亚锡、抗坏血酸、硫酸联胺和亚硫酸盐等。3.4. ( 1) 二安替比林甲烷磷钼酸重量法( 2) 氯化亚锡还原磷钼蓝光度法( 3)乙酸丁酯萃取光度法5. 本实验采用磷钼蓝吸光

14、光度法。方法要点：试样用王水溶解，高氯酸冒烟以氧化磷，加钼酸铵使磷转化为磷钼配合离子。用氟化物掩蔽铁离子，以氯化亚锡还原成钼蓝分光光度法测定。主要反应：3Fe3P+41HNO3 - 9Fe(NO3)3+3H3PO4+14NO T +16H2O Fe3P+13HNO3 - 3Fe(NO3)3+3H3PO3+4NO T +5H2O 4H3PO3+HC1O4-4H3PO4+HC1H3PO4+12H2M004fH3(P(MoO10)4)+12 H2OH3(P(MoO10)4)+8H+4Sn2+ () +4Sn4+4H2生成的磷铝蓝络合物的蓝色深浅与磷的含量成正比，据此可比色测定磷的含量。三 实验仪器及

15、试剂1. 实验仪器：721 分光光光度计，分析天平，移液管(10ml， 5ml， 2ml， 3ml) ，吸耳球，烧杯（ 100ml 5 个， 400ml 1 个， 500ml 1 个） 50ml 容量瓶 4个， 100ml 容量瓶 1 个，玻璃棒，电炉，量筒（10ml 2 个， 50ml 1 个） ，秒表，滤纸2. 实验试剂：（1）王水（盐酸十硝酸=3+1），（2）高氯酸（浓 ），（3）硫酸（浓），（4）亚硫酸钠溶液（5）。（5）钼酸铵溶液（5 ）。 （6）氟化钠-氯化亚锡溶液（称取氟化钠溶解于100ml 水中，加入氯化亚锡，同时现配。） ， （8）磷标准溶液（）， （ 9）纯净水，（ 10）

16、铬高试样空白参比溶液（于剩余显色液中滴加3%KMnO4 至呈红色放置1min 以上，滴加Na2SO3溶液至红色消退）四.实验步骤：1.样品的消化：准确称取样品置于 100ml小烧杯加5-10ml蒸储水，10ml 水-完全溶解-加5mlHClO4电炉上加热至棕色气泡冒尽， 冒白烟2min准取下快速搅至冷 6%H2SO4溶解并定量转移至100ml容量瓶。2.样品的测定：平行移取10ml样品液于4小烧杯分别加 ml磷标准溶液,加%的Na2SO3电炉加热至沸腾立即加 5ml铝酸钱并摇匀，加20mlNaF-SnCl2匀，放置1-2min,流水冷却 6%的H2SO4溶液定容至 50ml 容量瓶。以试剂空白

17、为参比，1cm比色皿，波长为680nm测定溶液A,做标准曲线，求算样品中P 的含量。五 实验注意事项：1 .测定磷所用的锥形瓶，必须专用且不接触磷酸，因磷酸在高温时（100150c）能侵蚀玻璃而形成SiO2 P2O5或是SiO（PO3）2,用水及清洁剂不易洗净，并使 测定磷的结果增高。2 .铁、钛、锆的干扰可通过加入氟化钠掩蔽；有高价铬、钒存在时，加入亚硫酸钠将铬、钒还原为低价以消除影响；铬量高时，宜用浓盐酸挥铬。3.测定范围：磷含量%。 六.实验数据及结果处理：1,实验数据：钢铁的质量;m=2，数据图表：3，实验结果计算：（ 1）相关公式：Ax=KCA=Ao+Ax=K(Co+Cx) Cx=Ax/(Ao-Ax)*CoP%=*Vx* ( 100/) /1000/m%（ 2）结果计算：由图像的相关线性关系为：y=+标准加入法的计算得知，外延直线与x 轴的相交，相应于原点与交点的距离，即为所求的待测元素浓度Cx。在此实验中对应的为Vxo即： Vx=所以： P%=*Vx* （ 100/） /1000/m% =* （ 100/）