一、鉻酐和三價(jià)鉻的測定
1. 方法原理
①. 鉻酐
鉻酐在酸性硫酸溶液中水解轉(zhuǎn)變成重鉻酸根離子、反應(yīng)式如下: 2CrO3+H2O = 2H++Cr2O2-7
1個(gè)重鉻酸根離子(價(jià)鉻)被6個(gè)亞鐵離子還原為2個(gè)三價(jià)鉻離子,由此可根據(jù)亞鐵離子的消耗量計(jì)得六價(jià)鉻的濃度,反應(yīng)式如下:
Cr2O2-7+6Fe2++14H+ = 2C3++6Fe3+ +7H2O
②. 三價(jià)鉻
三價(jià)鉻在酸性溶液中,在硝酸銀的催化下,以過硫酸銨氧化三價(jià)鉻成六價(jià)鉻,反應(yīng)式如下:
2Cr3++3(NH4)2S2O8+7H2O = Cr2O2-7+3(NH4)2SO4 +3H2SO4+8H+
然后以亞鐵離子還原包括原有的六價(jià)鉻和加上由新生成的由三價(jià)鉻而成的六價(jià)鉻的總鉻量,然后以消耗的亞鐵離子毫升數(shù)減去原有的六價(jià)鉻所消耗的亞鐵離子毫升數(shù)的差額,即求得三價(jià)鉻的數(shù)量。
硝酸銀對(duì)氧化反應(yīng)僅起催化作用。銀離子和過硫酸銨先生成硫酸銀,過硫酸銀能將三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻,氧化反應(yīng)完成后,過硫酸銀仍恢復(fù)成硝酸銀狀態(tài)。硝酸銀用量很小,以0.1mol/L的硝酸銀只需要加10滴即足以發(fā)揮作用,對(duì)整個(gè)反應(yīng)無不良影響。但過量的過硫酸銨會(huì)消耗亞鐵離子,故對(duì)測定有干擾作用。在滴定亞鐵前,必須經(jīng)煮沸,從冒小泡轉(zhuǎn)至冒大泡數(shù)分鐘,完全分解過量的過硫酸銨而放出氧氣。反應(yīng)式如下:
2(NH4)2S2O8 +2H2O = 2(NH4)2SO4+2H2SO4+O2 ↑
2. 試劑
①. 1+1硫酸
1 體積分量硫酸加入1體積分量的水。
②. 苯基代鄰氨基苯甲酸(PA酸)指示劑
0.5g苯基代鄰氨基苯甲酸溶解至10g/L碳酸鈉的溶液100mL中(相當(dāng)于1g碳酸鈉溶于100mL水中)。
③. 標(biāo)準(zhǔn)0.1mol/L硫酸亞鐵銨溶液
a. 配制
稱取分析純硫酸亞鐵銨40g[FeSO4·(NH4)SO4·6H2O]溶于冷的5+95硫酸(5體積分量硫酸溶于95體積分量水)1000mL中,定量至刻度。亞鐵溶液易氧化,應(yīng)加人純鋁片若干于溶液中,儲(chǔ)存3~5天,以還原可能存在的Fe3+.在使用前標(biāo)定其摩爾濃度。在標(biāo)定前先配制好0.1mol/L濃度的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液。
b. 0.1mol/L重鉻酸鉀溶液的配制
在稱量瓶中稱取分析純重鉻酸鉀30g,在150℃烘箱中干燥1h,在干燥器內(nèi)冷卻至常溫,在分析天平中準(zhǔn)確稱量至小數(shù)點(diǎn)后四位數(shù)W2,然后將重鉻酸鉀溶解于水中,在稱量瓶中稀釋至1L刻線。重鉻酸鉀摩爾濃度MK=(W2-W1)÷29.421(式中W1為空稱量瓶重),不需標(biāo)定。
c. 標(biāo)定
用移液管吸取標(biāo)準(zhǔn)0.1mol/L重鉻酸鉀溶液5mL于250mL錐形瓶中,加水50mL,1+1硫酸溶液10mL,加PA酸指示劑4滴,溶液呈橙黃色。用配制好的0.1mol/L硫酸亞鐵銨滴定,由橙黃轉(zhuǎn)紫紅色(近終點(diǎn)前)突變?yōu)榱辆G色為終點(diǎn),記錄所耗用的硫酸亞鐵銨體積V(mL).反應(yīng)式如下: Cr2O2-7+14H++6Fe2+ = 2Cr3++6Fe3++7H2O
由上式可知:1mol的重鉻酸可氧化6個(gè)Fe2+.
d. 計(jì)算硫酸亞鐵銨溶液的摩爾濃度M.
M=5MK×6 / V
式中,5為所取重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù);MK為重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液摩爾/升濃度;6為重鉻酸鉀與Fe2+化合分子數(shù)比。
由于Fe2+不穩(wěn)定而氧化變化,最好每次在使用前用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液校核1次。
④. 1%硝酸銀溶液
稱取1g硝酸銀溶于100mL水中。
⑤. 固體過硫酸銨。
3. 分析步驟
①. 用移液管吸取著色液5mL于100mL容量瓶中,加水稀釋至刻度搖勻。
②. 用移液管吸取稀釋液各5mL于A、B兩個(gè)250mL錐形瓶中(相當(dāng)于原液0.25mL),各加水50mL(A瓶用于測定鉻酐,B瓶用于測定三價(jià)鉻)。
③. 各加1+1硫酸5mL.
④. 在B瓶中加硝酸銀溶液0.5mL.
⑤. 在B瓶中加過硫酸銨1~2g,搖勻,待過硫酸銨溶解,溶液褐色轉(zhuǎn)變?yōu)榱脸壬?,煮沸后由小氣泡冒出轉(zhuǎn)至大氣泡2min后,冷卻。
⑥. 向A、B兩瓶各加PA酸指示劑4滴,搖勻,呈棕褐色。
⑦. 用標(biāo)準(zhǔn)0.1mol/L硫酸亞鐵銨溶液滴定至近終點(diǎn)時(shí)呈紫紅色,再滴定至突變?yōu)榱辆G色為終點(diǎn)。記錄分析A、B兩瓶所耗用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液體積各為VA和VB反應(yīng)式如下:
二、硫酸的測定
1. 硫酸的分析原理
以甲基橙為指示劑,用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)著色液中的硫酸進(jìn)行酸堿中和滴定,著色液中的鉻酸也要消耗氫氧化鈉,在結(jié)果計(jì)算中要按8.10.1求得的鉻酸減去酸值,甲基橙在pH<3.1時(shí)為紅色,在滴定過程中,試液由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬礊榻K點(diǎn),此時(shí),pH=4.4, H2SO4分子中只有第1個(gè)氫原子被中和。H2CrO4分子中也只有第1個(gè)氫原子被中和。
2. 試劑
①. 甲基橙指示劑
0.1g甲基橙溶解于100mL熱水中,攪拌溶解,如有不溶物應(yīng)過濾。
②. 1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。
a. 配制
稱取氫氧化鈉(AR)40g,以冷沸水溶解于1L燒杯中,攪拌澄清冷卻后,稀釋至1L容量瓶中至刻度。
b. 標(biāo)定。
稱取AR級(jí)苯二甲酸氫鉀4g(4位有效數(shù)字)于稱量瓶中,在120℃干燥2h后于250mL錐形瓶中,加水100mL,溫?zé)釘嚢枞芙夂螅尤敕犹甘緞?g酚酞溶解于80mL乙醇中,溶解后加水稀釋至100mL)2滴,用配制好的氫氧化鈉溶液滴定至淡紅色為終點(diǎn)。
氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液摩爾濃度C= m×1000 / V× 204.2
式中,V 為耗用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;m為苯二甲酸氨鉀質(zhì)量,g: 204.2為苯二甲酸氫鉀分子量。
3. 分析步驟
①. 用移液管取著色液1mL于250mL錐形瓶中。
②. 移液管用少量水沖滴管內(nèi)附著的著色液。
③. 加水50mL,搖勻。
④. 加甲基橙5滴,呈紅色。
⑤. 用1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,試液紅色剛轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色即為終點(diǎn),記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V1(mL)。
三、Fe3+的測定
1. Fe3+的分析原理
分析方法采用碘滴定法,即在酸性條件下,用碘化鉀加入分析液中,碘離子與鉻酸和三價(jià)鐵離子定量地生成碘,反應(yīng)式如下:
2. 試劑
①. 0.1mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。
②. 固體碘化鉀KI。
③. 1%可溶性淀粉溶液。
④. 1+1 H2SO4溶液。
3. 分析步驟
①. 取著色液5mL置于100mL容量瓶中,加水稀釋至刻線。
②. 取稀釋液5mL于帶蓋250mL錐形瓶中(相當(dāng)于原液0.25mL).
③. 加水50mL.
④. 加1+1 H2SO4溶液10mL.
⑤. 加碘化鉀約2g,搖勻,加蓋,暗處放置10min,此為析出碘的溶液。
⑥. 用0.1mol/L NazS2O3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定含碘的溶液至淡黃色,加淀粉溶液3mL,呈藍(lán)色,繼續(xù)滴定突變藍(lán)綠色為終點(diǎn),記下硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積V1(mL)。
4. 計(jì)算原理
通過全碘量所消耗的硫代硫酸鈉體積V1與硫代硫酸鈉的摩爾濃度c1之乘積除以0.25所取體積(mL)減去測CrO3時(shí)消耗的硫酸亞鐵銨體積VA與硫酸亞鐵銨摩爾濃度M的積的1/3除去所取溶液體積5mL 。
四、Ni2+的測定
1. Ni2+分析原理
在著色液試樣1mL中先加硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液,還原著色液中所含鉻酸,用量參照在測CrO3時(shí)VA 的 1/5,然后加抗壞血酸及酒石酸掩蔽鐵,然后加氨水中和著色液中的硫酸至中性,再加pH=10緩沖溶液,以紫脲酸銨為指示劑,用EDTA滴定至紫紅色為鎳的含量。此法為每1mL 0.05 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液可測得鎳量為0.05x58.69=2.9g,而鎳的最高限量為8g,故仍是可用的方法。如著色液中加有硫酸鋅,則所得為鎳、鋅總量,應(yīng)按8.10.4測出鋅鹽減去鋅量,計(jì)算出鎳量。
2. 試劑
①. 固體抗壞血酸。
②. 固體酒石酸。
③. 0.05mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。
a. 配制
稱取乙二胺四乙酸二鈉(EDTA·2Na)20g,以水加熱溶解后,冷卻,稀釋至1L容量瓶刻線處。
b.標(biāo)定
稱取分析純(99.9%)金屬鋅薄片0.4000g(有效數(shù)字四位),于 200mL燒杯中,將鋅片折曲后緩慢加入少量1+1鹽酸,直至溶解完全,小心過快過多溢出杯外,冷卻后移入100mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻,此為鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液,其濃度c1=m/65.38x10mol/L,m為鋅片的質(zhì)量,g.用移液管吸取此鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL,于250mL錐形瓶中,加水50mL,滴加氨水至微氨性(或微渾濁狀)加pH=10緩沖溶液10mL,絡(luò)黑T指示劑少許,使溶液呈現(xiàn)微紫紅色,以配好的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由紫紅剛變藍(lán)色為終點(diǎn),記耗用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液 V(mL),EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定濃度c=20c1÷Vmol/L。
④. 緩沖溶液(pH=10)。
⑤. 紫脲酸銨指示劑。
⑥. 氨水,相對(duì)密度0.89。
3. 分析步驟
①. 用移液管吸取1mL著色液于250mL錐形瓶中。
②. 加水50mL.
③. 加抗壞血酸2g.
④. 加酒石酸2g.
⑤. 加氨水至微堿性(用試紙0~14測)。
⑥. 加pH=10緩沖溶液10mL,如果溶液變渾濁,再加抗壞血酸和酒石酸,使溶液在搖勻后變清。
⑦. 加紫脲酸胺0.1g,搖勻。
⑧. 以0.05mol/L EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至玫瑰紅色為終點(diǎn),記錄消耗體積V1(mL).
4. 計(jì)算
含鎳(g/L)=c(V1-V2) × 58.69
式中,c為0.05mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液摩爾濃度,mol/L;V2為在8.10.5 中 0.05mol/L EDTA測鎳時(shí)消耗體積V2, mL; 58.69為鎳相對(duì)原子量。
五、添加劑 ZnSO4的分析
1. ZnSO4分析原理
在著色液中含有Fe3+、CrO2-4、H2SO4,加入抗壞血酸以還原Fe3+為Fe2+,加氰化物與鐵和鋅等金屬離子絡(luò)合,加甲醛后,釋放出鋅離子,在pH=10的緩沖溶液中,以鉻黑T作指示劑,用EDTA滴定鋅,從而求得硫酸鋅的含量,鉻酸離子對(duì)EDTA的滴定在堿性條件下不干擾。著色液中硫酸鋅含量為5~6g/L,每1mL EDTA可求得14g/L。
2. 試劑
①. 固體抗壞血酸。
②. 固體酒石酸。
③. 0.05mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。
④. pH=10緩沖溶液。
⑤. 氨水,相對(duì)密度0.89.
⑥. 1+1甲醛溶液。
⑦. 20%氰化鉀溶液。
⑧. 鉻黑T指示劑。
3. 分析步驟
①. 用移液管吸取1mL著色液于250mL錐形瓶中。
②. 加水50mL.
③. 加抗壞血酸2g,以還原Fe3+.
④. 加酒石酸2g,以絡(luò)合Fe3+.
⑤. 加氨水至呈微堿性(用廣泛試紙0~14測)。
⑥. 加pH=10緩沖液10mL,如果溶液變渾濁,再加抗壞血酸和酒石酸,使溶液在搖勻后變清。
⑦. 加鉻黑T指示劑少量,搖勻,變藍(lán)色,如溶液達(dá)不到藍(lán)色,可適量滴加EDTA溶液至剛變藍(lán)色(不計(jì)數(shù),不可多加)。
⑧. 加1+1甲醛1mL,搖勻變紅色,釋出鋅,不變紅表示無鋅。
⑨. 以0.05mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液立即逐滴滴定至變藍(lán)色為終點(diǎn),記錄消耗體積V2(mL)。
4. 計(jì)算
含硫酸鋅 ZnSO4 · 7H2O(g/L) = cV2×288
式中,c為EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液摩爾濃度,mol/L;V2為耗用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;288為MznSO4·7H2O.
六、添加劑MnSO4的分析
1. MnSO4 的分析原理
如果在著色液中加入MnSO4,其量為3~4g/L,在過量氨水存在下,用過硫酸銨氧化Mn2+為MnO2沉淀,過濾分離出來,再用鹽酸羥胺還原為Mn2+,加三乙醇胺掩廠可能存在的金屬雜質(zhì)如Fe3+,以鉻黑T為指示劑,用EDTA滴定求得Mn2+。
2. 試劑
①. 氨水,相對(duì)密度0.89。
②. 1+19氨水。
③. 過硫酸銨,固體。
④. 10%鹽酸羥胺。
⑤. 1+1三乙醇胺。
⑥. 20%氰化鉀溶液。
⑦. pH=10緩沖液。
⑧. 鉻黑T指示劑。
⑨. 0.05mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。
3. 分析步驟
①. 吸取著色液5mL于250mL錐形瓶中。
②. 加氨水10mL,中和至帶氨性(用1~14試劑干條在瓶中變藍(lán)色)。
③. 加過硫酸銨2g,搖勻溶解后稍加熱幾分鐘,冷卻。
④. 干紙過濾,以1+19氨水洗滌濾紙上的MnO2沉淀3次,棄去濾液。
⑤. 用10%鹽酸羥胺滴在濾紙上溶解沉淀物,用水洗凈濾紙,濾液收集于錐形瓶中。
⑥. 加三乙醇胺溶液5mL.
⑦. 加氰化鉀溶液5滴。
⑧. 加pH=10緩沖劑10mL.
⑨. 加鉻黑T指示劑少許,呈紫紅色。
⑩. 用0.05mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色為終點(diǎn),記錄消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V3(mL)。
七、添加劑鉬酸銨的分析
1. 硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法
A. 分析原理
在不銹鋼化學(xué)著彩色溶液中鉬酸銨能使所著彩色膜更加鮮艷,
因此,鉬酸銨的加入量最多可達(dá)30g/L,一般為5~8g/L.其含量完全可用常規(guī)滴定法求得。著色液在pH=6的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中,溫度為60℃時(shí),用4-(2-吡啶偶氮)間苯=酚一鈉鹽(PAR)為指示劑,用硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液由橙色明顯變?yōu)樽霞t色為終點(diǎn)。溶液中存在的鉻酸和硫酸對(duì)硝酸鉛有消耗,應(yīng)從消耗的硝酸鉛中減去鉻酸和硫酸已知的摩爾毫升值。反應(yīng)式如下:
MoO2-4+Pb2+→PbMoO4 (8-10)
Mo7O6-24+3Pb2+→Pb3Mo7O24 (8-11)
CrO3+Pb2++H2O→PbCrO4+2H+ (8-12)
H2SO4+Pb2+→PbSO4+2H+ (8-13)
由式(8-10)可見,由分子量為19601的鉬酸銨的1個(gè)鉬酸根離子和1個(gè)鉛離子反應(yīng),生成1個(gè)鉬酸鉛(PbMoO4)分子。
由式(8-11)可見,由分子量1235.86的鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]的1個(gè)Mo7O24和3個(gè)鉛離子反應(yīng),生成1個(gè)鉬酸鉛(Pb3Mo7O24)分子。
由式(8-12)可見,由1個(gè)鉻酐和1個(gè)鉛離子反應(yīng),生成1個(gè)鉻酸鉛分子。
由式(8-13)可見,由1個(gè)硫酸和1個(gè)鉛離子反應(yīng),生成1個(gè)硫酸鉛分子。
B. 試劑
①. pH=6乙酸-乙酸鈉緩沖溶液。稱取100g乙酸鈉(CH3COONa·3H2O)溶于約500mL水中,加5.7mL冰乙酸,稀釋至1000mL.
②. 硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05mol/L。
a.配制
稱取17g硝酸鉛[Pb(NO3)2]溶于水,加入1+1硝酸2mL,在1000mL容量瓶中加水至刻度線,搖勻。
b.標(biāo)定
取0.05mol/L EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL(V1)于250mL錐形瓶中,加入 100g/L六亞甲基四胺15mL,加水70mL,加2~4滴二甲酚橙指示劑(2g/L),用已配好的硝酸鉛溶液滴定,至溶液由黃變紅為終點(diǎn),記錄消耗硝酸鉛體積V2(mL).
c. 計(jì)算
硝酸鉛摩爾濃度=CEDTA V1/V2
③. 4-(2-吡啶偶氮)-間苯二酚-鈉鹽(PAR)指示劑。稱取0.1g 4-(2-吡啶偶氮)-間苯二酚(PAR),溶于乙醇(95%)100mL中。
④. 氨水,相對(duì)密度0.89.
C. 分析步驟
①. 取著色液1mL,加水30mL.
②. 加水50mL.
③. 加氨水至溶液呈pH=7弱中性(用0~14廣泛pH試紙)。
④. 加pH=6乙酸-乙酸鈉緩沖液10mL.
⑤. 加熱至60℃.
⑥. 加2滴PAR指示劑,呈黃色。
⑦. 用0.05mol/L硝酸錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至粉紅色為終點(diǎn),記錄硝酸鉛消耗體積V1(mL).
D. 計(jì)算
①. 按式(8-11)反應(yīng)
式中,1235.86為鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·2H2O]的分子量;3為按式(8-11)1個(gè)鉬酸銨分子和3個(gè)鉛離子反應(yīng);c1為硝酸鉛摩爾濃度,mol/L;V1為硝酸鉛消耗體積,mL;2為在8.10.2方法中用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測定硫酸時(shí)也同時(shí)測定了鉻酸,用甲基橙指示劑只消耗兩種酸中2個(gè)氫原子中的1個(gè)氫原子,故應(yīng)乘以2倍;c2為按8.10.2中所用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度;V2為按8.10.2中所耗用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù),mL。
②. 按式(8-10)反應(yīng)
鉬酸銨(NH4)2MoO4(g/L) = (c1V1-2c2V2)×196.01
式中,c1為硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度,mol/L;V1為硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積,mL;2為第2項(xiàng)中與計(jì)算①中按8.10.2分析方法中所需乘以2倍相同;196.01為鉬酸銨[(NH4)2MoO4]分子量。
2. 分光光度法
A. 分析原理
采用硫氰酸鹽分光光度法測定著色液中的鉬酸鹽時(shí),先用硫酸亞鐵銨溶液將著色液中的鉻酸還原為Cr3+(其用量參照8.10.1中在滴定鉻酸中所消耗的亞鐵銨溶液體積VA的1/5 mL),再用氨水中和溶液中的硫酸,使成中性(pH0~14試紙測),然后用硫脲還原劑將鉬酸鹽中的Mo6+還原為Mo5+,以硫氰酸鹽為顯色劑,加入Fe2+作為顯色液穩(wěn)定劑,以銅鹽作顯色的催化劑,用沸水浴加快生成橙紅色配合物的顯色速率。最大吸收波長:λmax=460nm;摩爾消光系數(shù):460=9.65x105L/(mol·cm).在50mL顯色液中,m相在50~300μg范圍內(nèi),顯色液符合比耳定律。
B. 儀器
①. 分光光度計(jì)。
②. 比色皿:1cm.
C. 試劑。
①. 0.02mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。
②. 氨水,相對(duì)密度0.89.
③. 1+1硫酸。
④. 硫脲[(NH2)2CS]50g/L.
⑤. 硫氰酸銨(NH4SCN)200g/L.
⑥. CuSO4-FeSO4混合液。(AR)CuSO4·5H2O 10g、(AR)(NH4)2 Fe(SO4)2·12H2O 20g以水溶解后稀釋至500mL,搖勻。
⑦. 鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液。100.0μg/mL,精確稱量(AR)Na2MoO4·2H2O 0.1167g, 以水溶解至500mL容量瓶中定容搖勻備用(0.1167÷223.9×95.94÷500= 0.0001mg/mL).
⑧. 鉬工作溶液。50.0μg/mL:用25mL大肚移液管取100.0μg/mL濃度的鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液放入50mL容量瓶中,加水至刻線搖勻,備用。
D. 鉬的校準(zhǔn)曲線制作
①. 在7支50mL比色管中,分別加入50.0μg/mL鉬工作溶液0、1mL、2mL3mL、4mL、5mL、6mL.
②. 在每支比色管中,加入(1+1)H2SO4 5mL,搖勻。
③. 加人CuSO4-FeSO4混合溶液5mL,搖勻。
④. 加入50g/L CS(NH2)2 10mL,搖勻。
⑤. 加入200g/L的NH4SCN溶液5mL,搖勻。
⑥. 將7支比色管中的溶液浸人到沸水浴鍋中的液面以下,并不停地晃動(dòng)比色管,使試液受熱均勻,以秒表準(zhǔn)確計(jì)時(shí)30s后,立即從水浴鍋中取出,立刻用自來水的流水將其冷卻至室溫后,以水定容后搖勻,然后再取一支比色管進(jìn)行水浴加熱顯色,將7支比色管中的溶液全部加熱顯色,并冷卻,定容。
⑦. 在分光光度計(jì)上,于460nm波長處,用1cm的比色皿,以試樣空白為參比溶液,測定吸光度。
⑧. 以吸光度A為縱坐標(biāo),以鉬的質(zhì)量(mMo/μg)為橫坐標(biāo),制作鉬的校準(zhǔn)曲線,見圖8-31。
e. 測定步驟
①. 吸取著色液V1=1mL加入100ml容量瓶中,以水稀釋至刻度線后搖勻。稀釋液為V/mL.
②. 從容量瓶中(V/mL)吸取相同體積的稀釋液V2=1~5mL兩份加入2只 50mL的比色管中。
③. 在2只50ml的比色管中,分別加入:5mL(1+1)H2SO4,播勻,5mL CuSO4-FeSO4混合溶液,搖勻,10mL 50g/L CS(NH2)2,搖勻。
④. 在1只比色管中加入5mL 200g/L NH4SCN,另1只比色管則加人5mL 水,搖勻。
⑤. 按(4)校準(zhǔn)曲線的制作中的步驟在沸水浴中加熱30s,冷卻、定容、搖勻。
⑥. 在分光光度計(jì)上,于460nm波長處,用1cm的比色皿,以試劑空白(即加入5mL水的那支比色管中的試液)為參比溶液,測定吸光度A位。
⑦. 在圖8-31鉬的校準(zhǔn)曲線(460nm,1cm比色皿)上,依據(jù)吸光度A的值查出鉬的質(zhì)量[mMo(μg)].
八、稀土元素分析
1. 分析原理
稀土元素有鑭鈰等17種元素,其原子結(jié)構(gòu)具有共同特點(diǎn),即外層有2個(gè)電子,次外層有8個(gè)電子,它們的化學(xué)性質(zhì)都相像,化合價(jià)一般是+3價(jià)。如將著色液中的稀土鋅等Ce3+氧化成Ce4+,再以PA酸為指示劑,用亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定,即可求得以Ce3+為代表的稀土元素的近似含量,稀土元素的原子量比較相近,如鈰為140.15,鋼為138.9,釹為144.24等,故以鈰的分子量作為代表稀土元素的計(jì)算用值,著色液中Cr6+對(duì)分析稀土有干擾,故要先用BaCl2將其沉淀并過濾除去,鉬酸離子為MoO2-4,也有干擾作用,要同時(shí)用BaCl2沉淀分離,但其含量較少。用BaCl2加入著色液中有下列反應(yīng):
CrO3+BaCl2+H2O = BaCrO4+2HCl
MoO +BaCl2 = BaMoO4+2Cl-
H2SO4 +BaCl2 = BaSO4+2HCl
按CrO3、H2SO4 的分子量各為100、98,各需要1個(gè) BaCl2, 分子量為208的1個(gè)分子沉淀完成。每1g CrO3 和H2SO4 各需要2.1g BaCl2來完成。過量的Ba2+對(duì)分析無干擾。
2. 試劑
①. 1+2 HCl-HNO3混合酸液。
②. 10%BaCl2溶液。
③. 0.2mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液。
④. 苯基代鄰氨基苯甲酸指示劑(2g/LPA酸)。
⑤. 1+1鹽酸溶液。
3. 分析步驟
①. 吸取含稀土(一般用量5g/L)著色液20mL于250mL錐形瓶中。
②. 查閱8.10.1節(jié)分析著色液鉻酐含量及8.10.2節(jié)著色液硫酸含量,在20mL試液中,實(shí)際數(shù)量乘2.1倍加10%BaCl2溶液,約90~100mL.在100℃沸騰并保溫1~2h,使體積縮小,沉淀結(jié)晶變粗,有利于快速過濾。用少量清水清洗沉淀1次,保留濾液,棄去沉淀。
③. 加人HCI-HNO3混酸20mL,在通柜中加熱氧化Ce至冒白煙,將鍍液中的 Ce3+氧化。
④. 冷卻后加PA劑指示劑4滴。
⑤. 用微量滴定管,以0.2mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,至紫紅色消失為終點(diǎn),記錄消耗亞鐵液的體積V2(mL).
4. 計(jì)算
鈰的質(zhì)量(g/L)=c V2/V1 × 140.12
式中,c為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液摩爾濃度,mol/L; V1為著色液的取樣體積,mL; V2為硫酸亞鐵銨的消耗體積,mL; 140.12為鈰的相對(duì)分子量。
如果要求稀土質(zhì)量的求解,可取稀土1g, 按分析步驟③~⑤求得V2(mL),從而計(jì)得鈰鹽相對(duì)分子量Mr稀土 = V1/cV2 × 1 (V1=4 mL)。
將求得的Mr稀土值取代上式的140.12值即得稀土值。
九、不銹鋼著色液中偏釩酸鈉的分析
在配方16~17中采用偏釩酸鈉以代替鉻酸作為氧化劑進(jìn)行著色。偏釩酸鈉的含量為95~110(配方16)或130~150g/L(配方17)并含有1100~1200g/L的硫酸。必須保持足夠的偏釩酸鈉含量,才能得到滿意的著色膜,故應(yīng)及時(shí)分析偏釩酸鈉的含量。
1. 分析原理
偏釩酸鈉NaVO3中的釩為5價(jià),能被Fe2+在酸性條件下還原為NaVO2,其中釩為3價(jià)。反應(yīng)式為NaVO3+2Fe2++2H+-NaVO2+2Fe3++H2O由式中可見,每2個(gè)亞鐵離子還原1個(gè)釩酸離子。用苯基代鄰氨基苯甲酸為指示劑,溶液由紫紅色突變?yōu)榱辆G色指示終點(diǎn)。
2. 試劑
①. 硫酸酸-磷酸混合酸。硫酸、磷酸、水按體積4+2+4混合而成。
②. 0.2mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(見8.10.1).
③. 苯基代鄰氨基苯甲酚指示劑(PA酸)(見8.10.1).
3. 分析步驟
①. 吸取不銹鋼著色液5mL于100mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。
②. 吸取稀釋液5mL(相當(dāng)于原液0.25mL)于250mL錐形瓶中。
③. 加水50mL.
④. 加硫酸-磷酸混合液10mL,搖勻。
⑤. 加PAC酸指示劑4滴,呈棕色。
⑥. 用0.2mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,溶液由棕色變?yōu)樽霞t色,再突變成亮綠色為終點(diǎn),記錄亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定消耗的體積V(mL).
4. 計(jì)算
偏釩酸鈉含量(g/L)= cV/2×0.25×121.93
式中,2為每2個(gè)亞鐵離子還原1個(gè)釩酸離子;c為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液摩爾濃度,mol/L; V為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積,mL; 0.25為所取原液體積,mL; 121.93為偏釩酸鈉(NaVO3)分子量。