(1)方法提要 在盐酸介质中,用铜铁试剂沉淀分离钛、钒、铁,以及部分钼、钨等元素,经冒高氯酸烟,滴加盐酸挥铬,再以铜试剂-三氯甲烷萃取分离镍、钴、锰、铜等元素,然后在微酸性环境下向试液中加入过量的EDTA络合铝,以PAN为指示剂,用铜标准溶液滴定过量的EDTA后,以氟离子取代出与铝络合的EDTA,再用铜标准溶液滴定此EDTA,从而计算出铝含量。
本方法适用于高温合金中铝含量的测定,测定范围为0.30%~6.00%(质量分数)。
(2)主要试剂
1)盐酸(1.19g/mL)、硝酸(1.42g/mL)、高氯酸(1.67g/mL)、冰乙酸(1.05g/mL)、氨水(0.90g/mL)、硝酸(1+1)、硫酸(1+1)、乙醇(1+1)、氨水(1+1)。
2)氟化钠:固体。
3)三氯甲烷。
4)铜铁试剂(N-亚硝基苯胲铵)溶液(50g/L):现用现配。
5)铜试剂(二乙基二硫代氨基甲酸钠)溶液(100g/L):称取10g铜试剂,置于150mL烧杯中,溶于适量乙醇溶液(1+1)中,并用乙醇稀释至100mL,配制后加数滴氨水(1+1)调节至pH值为9~10,现用现配。
6)乙酸-乙酸钠缓冲液(pH值为5):称取250g无水乙酸钠,溶于500mL水中,加入100mL冰乙酸(1.05g/mL),用水稀释至1000mL,摇匀。
7)乙酸-乙酸铵缓冲溶液(pH值为5.5~6):称取200g乙酸铵,溶于500mL水中,加入25mL冰乙酸(1.05g/mL),用水稀释至1000mL,摇匀。
8)EDTA溶液(0.01mol/L):称取3.7gEDTA,以适量水溶解后,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
9)铜标准溶液(0.005mol/L):称取0.3177g纯金属铜(质量分数大于或等于99.9%)置于250mL烧杯中,加入10mL硝酸溶液(1+1),加热溶解,再加入10mL硫酸溶液(1+1)蒸发至冒硫酸烟,稍冷,加入50mL水,煮沸溶解盐类,冷却至室温,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
10)对硝基酚指示剂(2.0g/L)。
11)PAN[1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚]指示剂:1g/L乙醇溶液。
(3)分析步骤
1)试样:称取0.10~0.20g试样,精确至0.0001g。(www.xing528.com)
2)测定
①试液的制备:将试样置于300mL烧杯中,加入20~30mL盐酸(1.19g/mL)、3~5mL硝酸(1.42g/mL),加热至试样完全溶解,稍冷,加入7mL高氯酸(1.67g/mL),继续加热至铬完全氧化(试液呈橘红色),分数次滴加盐酸(1.19g/mL),使铬以氯化铬酰的形式逸出,稍冷,加入8mL盐酸(1.19g/mL)、70mL水,微热溶解盐类,冷却至15℃以下,加入适量铜铁试剂溶液(镍基试样加入5mL,铁基或半铁基加入10mL),充分搅拌2min,过滤于500mL锥形瓶中,用水洗涤烧杯及沉淀8~10次。
②萃取:于滤液中加入15mL硝酸(1.42g/mL),先微热煮沸数分钟,再加入5mL高氯酸(1.67g/mL),加热并蒸发至近干(但不应蒸干),稍冷,加入20mL水,加热溶解盐类,冷却后移入250mL分液漏斗中,加入10mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液,摇匀,按以下顺序进行3次或4次萃取(萃取时有机层常有气泡,应等气泡消失后,再放掉有机层,前三次不应放得太净,以免铝损失)。
第1次:加入20mL铜试剂溶液、35mL三氯甲烷,剧烈振荡1~2min,静置分层后,弃去有机相。
第2次:加入10mL铜试剂溶液、25mL三氯甲烷,剧烈振荡1~2min,静置分层后,弃去有机相。
第3次:加入5mL铜试剂溶液、15mL三氯甲烷,剧烈振荡1~2min,静置分层后,弃去有机相。
第4次:加入5mL铜试剂溶液、15mL三氯甲烷,剧烈振荡1~2min,静置分层后,弃去有机相。
直至萃取分离完全(有机相无色)为止。
将水相移入原锥形瓶中,加入8mL盐酸(1.19g/mL),小心煮沸5~10min,加入过量的EDTA溶液(视铝含量高低而定),加入2滴对硝基酚指示剂,用氨水调至试液呈微黄色(此时溶液的pH值约为5),加入20mL乙酸-乙酸铵缓冲溶液,摇匀。
③滴定:将试液加热煮沸2~3min,加入8滴PAN指示剂,立即以铜标准溶液滴定到试液出现稳定的紫红色为终点(不记读数。滴定时试液的温度应控制在70℃以上,否则终点不明显,易使分析结果偏低),然后加入1.5g氟化钠,煮沸2~3min,再加入4滴PAN指示剂,用铜标准溶液滴定到试液呈现稳定的紫红色为滴定终点(滴定时试液的温度应控制在70℃以上,否则终点不明显,易使分析结果偏低,两次滴定终点应一致,以免造成滴定误差),记下所消耗铜标准溶液的毫升数。
(4)结果计算 试样中铝的质量分数的计算公式为
式中 c——铜标准溶液的物质的量浓度(mol/L);
V——滴定时所消耗铜标准溶液的体积(mL);
m——称样量(g);
0.02698——铝的毫摩尔质量(g/mmol)。
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