钛铁合金中钛、铝的测定方法优化

1.硫酸铁铵滴定法测定钛

（1）方法提要 试样经稀硫酸溶解，在隔绝空气的条件下，用金属铝片将钛（Ⅳ）还原为紫色的钛（Ⅱ），然后以硫氰酸铵作指示剂，用硫酸铁铵标准溶液滴定至红色为终点，根据硫酸铁铵标准溶液的消耗量计算钛的质量分数。

（2）主要试剂

1）硫酸铁铵标准溶液{c[NH₄Fe（SO₄）₂]=0.1mol/L}。

2）金属铝：用金属铝丝时需弯成螺旋状，用铝薄片时需用稀盐酸洗净表面。

（3）分析步骤 称取0.5000g试样，置于500mL锥形瓶中，加入0.5g碳酸氢钠，放进2～3g金属铝，加20mL盐酸（1+1）、120mL硫酸，迅速装上盛有饱和碳酸氢钠溶液的用于隔绝空气的装置。图2-8为常用的两种隔绝空气的装置。低温加热溶解，待试样溶解后，点沸5～6min，取下冷却[注意补充碳酸氢钠饱和溶液，以防止空气与钛（Ⅲ）接触]。

图2-8 两种隔绝空气的装置

a）装置一 b）装置二

取下隔绝空气的装置，立即加入20mL饱和硫酸铵溶液，并立即用硫酸铁铵标准溶液滴定至紫色消失，加5mL硫氰酸铵溶液（5%），继续滴定至红色经剧烈振荡2min内不消失为终点。

（4）结果计算 钛的质量分数的计算公式为

式中 c——硫酸铁铵标准溶液的浓度（mol/L）；

V——滴定时所消耗硫酸铁铵标准溶液的体积（mL）；

47.88——钛的摩尔质量（g/mol）；

m——称样量（g）。

或用标准试样，或用纯钛，按同样的分析步骤操作，求得硫酸铁铵标准溶液对钛的滴定度（f），计算公式为

（5）附注

1）溶样时，溶液体积应保持在130～140mL，否则，会因试样溶解时间长，溶液体积小，而使测定结果不稳定。

2）精确分析时，若有不溶残渣，应过滤、洗净、炭化、灼烧后加焦硫酸钾熔融，浸出后并入主溶液，再按分析方法测定。

3）试样溶解和还原结束后，加入硫酸铵溶液，可使Ti⁴+/Ti³+电对的电位提高，以减少或避免钛（Ⅲ）被空气氧化，但滴定速度要迅速，否则，测定结果易偏低。在精确分析时，在滴定过程中可投入几小块大理石，以制造二氧化碳气氛，防止钛（Ⅲ）被氧化。

4）接近终点时，必须缓滴多振荡，使终点颜色保持一致。

2.8-羟基喹啉分离硫代硫酸钠滴定法测定铝

（1）方法提要 试样以盐酸溶解，用硝酸酸化，以碱分离铁、钛等。取部分滤液，以盐酸酸化，再调至微碱性，加8-羟基喹啉，使铝沉淀，过滤，用盐酸溶解沉淀，使之与过量的溴酸钾标准溶液和碘化钾反应，用硫代硫酸钠标准溶液滴定游离碘，计算铝的质量分数。

（2）主要试剂(www.xing528.com)

1）碱溶液：将300g氢氧化钠溶于200mL磷酸铵溶液（20%）及200mL水中。

2）8-羟基喹啉溶液（2%）：称取10g8-羟基喹啉置于500mL烧杯中，加入30mL冰乙酸溶解，用温水稀释至500mL。如果有不溶物，应过滤，保存于棕色瓶中。

3）溴酸钾标准溶液：将溴酸钾置于干燥器中干燥48h后，从中称取2.7835g，加10g溴化钾，溶于水中，移入1000mL容量瓶中用水稀释至刻度。

4）硫代硫酸钠标准溶液[c（Na₂S₂O₃）=0.1mol/L]：称取24.82gNa₂S₂O₃·5H₂O溶于经煮沸后冷却的蒸馏水中，加0.2g无水碳酸钠，溶解完全后用同样的水稀释至1000mL，放置2天后，按下述方法进行标定：称取1.0000g经120～140℃干燥过的碘酸钾，置于300mL烧杯中，加入适量水使其溶解，移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，移取25mL该溶液，置于带磨口塞的500mL锥形瓶中，加入2g碘化钾、5mL硫酸（1+5），立即盖好塞子并轻轻摇动，于暗处放置约5min，以硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入5mL淀粉溶液（0.5%），继续滴定至蓝色消失即为终点。同时做空白试验。

硫代硫酸钠标准溶液浓度的计算公式为

式中 c——硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）；

m——称取碘酸钾的质量（g）；

V——标定时消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积（mL）；

V₀——空白试验消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积（mL）；的摩尔质量（g/mol）。

5）酸性靛蓝溶液（0.25%）：称取0.25g酸性靛蓝（静蓝二磺酸钠），置于100mL热水中，冷却。如果有不溶物，应过滤后再使用。

（3）分析步骤 称取0.5000g试样，置于200mL烧杯中，加30mL盐酸（1+3），加热溶解，加2mL硝酸使铁等氧化，继续加热浓缩体积至10～15mL，将其缓慢加到盛有150mL热碱溶液的500mL烧杯中，洗净原烧杯，使铁及钛生成沉淀，用热水稀释至约300mL，加热至沸，加入0.5～2g过氧化钠，继续煮沸约5min，使锰沉淀，冷却，移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，用中速滤纸干过滤。

移取50～100mL试液，置于250mL烧杯中，加盐酸（1+1）使试液呈酸性（pH=1～2），加入10mL酒石酸溶液（50%），用氨水（1+1）中和至pH=7～8，将溶液加热至约80℃，边搅拌边加入8-羟基喹啉溶液（2%），使铝生成8-羟基喹啉铝沉淀，再用氨水（1+1）调到pH=7～8，保温静置20min，用中速滤纸过滤，先用温水洗涤2次或3次，然后用水洗净。

将沉淀用40mL盐酸（1+2）分数次将其溶解，用温水洗涤滤纸数次，将溶液冷却至室温，加入2滴或3滴酸性靛蓝溶液（0.25%），准确加入溴酸钾标准溶液（0.1000mol/L），至溶液蓝色消失并出现溴的颜色，过量1～2mL，加入10mL碘化钾，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入5mL淀粉溶液（0.5%），继续滴定至蓝色消失即为终点。

（4）结果计算 铝的质量分数的计算公式为

式中 c₁——溴酸钾标准溶液的浓度（mol/L）；

V₁——测定时所加入溴酸钾标准溶液的体积（mL）；

c₂——硫代硫酸钠标准溶液的浓度（mol/L）；

V₂——测定时滴定过量溴酸钾标准溶液所消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积（mL）；的摩尔质量（g/mol）；

m——试样分取量（g）。

（5）附注

1）本方法适用于钛铁中铝质量分数为3.0%～12.0%的测定。

2）若采用甲基异丁基酮（MIBK）萃取分离铁等元素，应控制不同的称样量。8-羟基喹啉分离硫代硫酸钠滴定法，还可应用于测定碳素钢及低合金钢中质量分数在0.1%以上的铝。