测量钢铁中铬含量的方法主要有:过硫酸铵银盐容量法、二苯卡巴肼比色法、二甲分橙(XO)法、羊毛铬菁法、电位或目视滴定法、高锰酸钾滴定法、火焰原子吸收光谱法等。一般测试w(Cr)1%以下的低合金钢时,常采用二苯卡巴肼比色法,而对于高含铬量的合金钢多采用容量法。过硫酸铵银盐容量法是将试样在硫酸-磷酸混合酸介质中溶解,以硝酸银为催化剂,用过硫酸铵将铬氧化成六价,再用硫酸亚铁铵标准溶液滴定。含钒的试样用亚铁-邻菲罗啉溶液为指示剂,加过量硫酸亚铁按标准溶液,用高锰酸钾溶液回滴。此方法适用于w(Cr)为0.1%~30.0%的合金钢与合金铸铁。
(1)试剂配制
1)硫酸-磷酸混合酸。硫酸∶磷酸∶水为160∶80∶760(体积比)。
2)硝酸银溶液。在2.5%硝酸银溶液中滴加数滴硝酸。
3)N-苯代邻(位)氨基苯甲酸溶液。称取0.2gN-苯代邻氨基苯甲酸和0.2g无水碳酸钠置于烧杯中,加入20mL水并加热溶解,冷却后稀释至100mL。
4)硫酸亚铁铵标准溶液[0.05mol/L(0.05N)]。称取20g硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]溶解于硫酸(5∶95)中并稀释至1000mL。
5)重铬酸钾标准溶液。称取5.6582g预先在150℃烘1h的基准试剂,用水溶解后稀释至1000mL。此溶液1mL含2.00mg铬。
(2)分析方法 称取试样w(Cr)>10%的称0.2~0.5g;w(Cr)为2~10%的称0.5~2.0g;w(Cr)为0.1~2.0%的称2.0~3.0g。钨、钒共存时,称样量中的含钨量应小于100mg)置于烧杯中,加入50mL硫酸-磷酸混合酸并加热至试样完全溶解后滴加硝酸氧化,直至激烈作用停止。继续加热至冒硫酸烟后取下冷却,加水稀释至200mL,再加入硝酸银溶液(每含铬10mg应加硝酸银溶液1mL)和20mL过硫酸铵(质量分数为20%)溶液,煮沸至铬完全氧化(溶液呈紫红色表明铬已完全氧化。若试样锰含量低,溶液不呈紫红色,则可加入0.5%硫酸锰溶液后再氧化)后,继续煮沸5min,使过硫酸铵完全分解后取下。加入7mL氯化钠(质量分数为5%)溶液,煮沸至红色消失。如红色不褪,再加2~3mL氯化钠(质量分数为5%)溶液后继续煮沸8~10min,至氯化银沉淀凝结下沉,溶液变清,取下用流水冷却至室温,加水至溶液体积约为250mL,再加入20mL(体积比1∶1)硫酸和5滴N-苯代邻氨基苯甲酸溶液,搅拌后溶液呈玫瑰色,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至溶液的玫瑰色消失转为亮绿色为止。
铬的质量百分含量按公式(19-3)计算:(www.xing528.com)
式中 w(Cr)——铬的质量分数(%);
V——滴定所消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积(mL);
W——试样称重量(g);
T——硫酸亚铁铵标准溶液对铬的滴定度(g/mL),按公式(19-4)计算:
式中 V1——分取重铬酸钾标准溶液体积(mL);
V2——滴定所消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积(mL);
C——重铬酸钾标准溶液的含铬量(g/mL)。
(3)硫酸亚铁铵标准溶液对铬的滴定度的标定方法 分取重铬酸钾标准溶液(其铬含量应与试样中铬含量相近)三份,分别置于锥形瓶中,各加50mL硫酸-磷酸混合酸、4滴硫酸锰(质量分数为4%)溶液,以水稀释至200mL,加3mL硝酸银溶液、20mL硫酸铵(质量分数为20%)溶液。以下按分析步骤进行。三份重铬酸钾标准溶液所消耗硫酸亚铁铵标准溶液毫升数的极差值,不得超过0.05mL,取其平均值。
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