(1)方法提要 试样经酸溶解,在硫酸介质中,用过硫酸铵氧化铬,以氨水使铁沉淀,而与铬、镍、钴等元素分离。在柠檬酸盐存在下,于pH值约为5时,用抗坏血酸将铁还原成二价,与邻菲罗啉生成橘红色络合物,于波长510nm处测量吸光度,从校准曲线上查得铁量。
本方法适用于镍基和钴基高温合金中铁含量的测定,测定范围为0.05%~3.00%(质量分数)。
(2)主要试剂
1)盐酸(1.19g/mL)、硫酸(1.84g/mL)、硝酸(1.42g/mL)、氨水(0.90g/mL)、冰乙酸(1.05g/mL)、盐酸(1+1)、盐酸(1+99)、硫酸(1+1)、氨水(1+1)。
2)硝酸银溶液(10g/L)储存于棕色瓶中。
3)过硫酸铵溶液(250g/L):现用现配。
4)柠檬酸铵溶液(100g/L)。
5)抗坏血酸溶液(50g/L):现用现配。
6)邻菲罗啉溶液(2.5g/L)。
7)乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH值约为5):称取250g结晶乙酸钠(CH3COONa3·3H2O),加入100mL冰乙酸,用水稀释至1000mL,摇匀。
8)铁标准溶液A(0.10mg/mL):称取0.1430g三氧化二铁(预先于110~120℃烘2h,并于干燥器内冷却至室温),置于铂坩埚中,用5g焦硫酸钾于高温(600~700℃)处熔融至透明,冷却,用适量硫酸溶液(5+95)浸取,加热溶解盐类,冷却至室温,移入1000mL容量瓶中,用硫酸溶液(5+95)稀释至刻度,混匀。
9)铁标准溶液B(0.02mg/mL):移取50.00mL铁标准溶液,置于250mL容量瓶中,用硫酸溶液(5+95)稀释至刻度,摇匀。
(3)分析步骤(www.xing528.com)
1)试样:称取0.20~0.50g试样,精确至0.0001g。
2)空白试验:随同试样做空白试验,每次测定均应带试剂空白。
3)测定
①试液的制备:将试样置于250mL烧杯中,加入25~30mL盐酸(1.19g/mL)、5~6mL硝酸(1.42g/mL),微热至试样溶解完全,稍冷,加入15mL硫酸溶液(1+1),继续加热蒸发至冒硫酸烟,冷却,加入50mL水,煮沸溶解盐类,再用水稀释至约150mL,加入5mL硝酸银溶液、15mL过硫酸铵溶液,将试液煮沸至出现大气泡,使过量的过硫酸铵完全分解,稍冷。
用氨水中和试液至沉淀析出,并过量15~20mL,不断搅拌,加热至沸,保温10min,趁热以快速滤纸过滤,用热的氨水(1+99)洗涤沉淀8~10次。以预先置于原烧杯中近沸的20mL盐酸溶液(1+1)溶解沉淀于100mL容量瓶中,用热的盐酸溶液(1+99)充分洗涤滤纸至无铁离子为止(用硫氰酸钾溶液检查),冷却至室温,用水稀释至刻度,摇匀。
显色液:移取5.00~20.00mL试液(含铁0.04~0.20mg)置于100mL容量瓶中,加入30mL水、5mL柠檬酸铵溶液、10mL缓冲溶液、5mL抗坏血酸溶液,准确加入10.00mL邻菲罗啉溶液(若室温低于15℃,则应将试液置于50~60℃热水浴中保持10~15min,冷却至室温后,再用水稀释至刻度,摇匀,否则铁的显色缓慢且不完全),用水稀释至刻度,摇匀,放置10min。
②测量:将显色液移入1~2cm吸收皿中,以空白试验为参比,于510nm波长处测量吸光度,从校准曲线上查得铁量。
4)校准曲线的绘制:于数个100mL容量瓶中,依次加入0.00mL、3.00mL、6.00mL、9.00mL、12.00mL、15.00mL铁标准溶液B,各加入40mL水、5mL柠檬酸铵溶液、10mL缓冲溶液,以下按试样溶液显色,以未加铁的那份溶液为参比,测量吸光度。
(4)结果计算 试样中铁的质量分数的计算公式为
式中 m1——从校准曲线上查得的铁量(mg);
m——显色液中所含的试样量(mg)。
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