鈰、鋯、鋁含量的聯(lián)合測定

趙志敏，陳澤民，2，周建科

（1河北大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071002；2廊坊食品工程學(xué)校，河北廊坊065000）

鈰、鋯、鋁含量的聯(lián)合測定

趙志敏1，陳澤民1，2，周建科1

（1河北大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071002；2廊坊食品工程學(xué)校，河北廊坊065000）

為了測量成膜劑中主要成分的含量，采用氧化還原滴定與配位滴定相結(jié)合的方法，先利用Ce4+的氧化性測其含量，再利用Zr4+與Ce3+、Al3+分別與EDTA形成的配合物穩(wěn)定常數(shù)差值較大，通過控制酸度分步滴定。操作方便、快速，結(jié)果準(zhǔn)確。

氧化還原；配位滴定；聯(lián)合測定

目前對于金屬表面轉(zhuǎn)化膜工藝的研究比較多，但對其中各成分消耗規(guī)律的研究較少。為了找出各成分的消耗規(guī)律，并制備校正液，在處理過程中需定期測量成膜劑中各成分的含量。為了找出自制成膜劑在處理過程中鈰、鋯、鋁的消耗規(guī)律，探討了鈰、鋯、鋁的測定方法[1～11]，研究出聯(lián)合測定鈰、鋯、鋁的方法。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

在酸性溶液中，Ce4+有強(qiáng)氧化性，可與過量的Fe2+定量完全反應(yīng)，再用K2Cr2O7返滴定剩余的Fe2+。lgKZry=29.50，lgKCey=15.98，lgKAly=16.30，可通過控制酸度pH在0.5～1時先滴定Zr4+，在調(diào)節(jié)pH＝5測定Ce4+、Al3+總量，并從其中扣除Ce4+的量，即是鋁的含量。

1.2 主要儀器和試劑

FA1604N分析天平，KDM型調(diào)溫電熱套，50mL酸堿滴定管。

0.01 moL/L K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.05 moL/L Fe(NH4)2(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液：用K2Cr2O7標(biāo)定，0.02 moL/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液：用基準(zhǔn)ZnO標(biāo)定，0.02moL/LZnSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.5%二苯胺磺酸鈉，10%鹽酸羥胺，0.2%二甲酚橙，ZrOCl2·4H2O（分析純），KAl（SO4）2·12H2O（分析純），CeSO4（分析純）。

1.3 試驗方法

1.3.1 Ce4+的測定

準(zhǔn)確量取5mL成膜劑溶液，加入3mLH2SO4（1∶2），加入25.00mLFe（NH4）2（SO4）2溶液，搖勻，靜置5min，加入2滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)液滴定至由無色到紫色。根據(jù)Fe2+和K2Cr2O7消耗量，計算Ce4+的含量。

1.3.2 Zr4+的測定

準(zhǔn)確移取5mL成膜劑溶液，加入1.2mLH2SO4（1∶2），5mL 鹽酸羥胺溶液，煮沸 1min，加 2 滴二甲酚橙，趁熱用EDTA滴定至溶液由紫紅變?yōu)榱咙S色（煮沸無返紅）。根據(jù)EDTA的消耗量計算Zr的含量。

1.3.3 Al3+的測定

繼續(xù)往上液中加入35mLEDTA，煮沸2min，加入3g六次甲基四胺，使溶液pH值約等于5，煮沸2min，再加2滴二甲酚橙，用ZnSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由黃色變?yōu)槌壬?/p>

2 結(jié)果與討論

2.1 Ce4+的測定

測定中不能用磷酸，因磷酸可與鋯鋁等生成磷酸鹽沉淀，影響測定。Fe（NH4）2（SO4）2應(yīng)新鮮配制，用時標(biāo)定，因Fe2+易被氧化，不能久存。

2.2 Zr4+的測定

測定Zr4+時Ce4+會產(chǎn)生干擾，必須先將其還原為Ce3+再測定。實驗表明，用鹽酸羥胺還原效果較好，無混濁且變色明顯；而用過氧化氫還原時，滴定過程中會產(chǎn)生難溶物，用ZnSO4進(jìn)一步滴定時變色不明顯。

鋯即使在酸性溶液中也易形成羥基絡(luò)合物，所以硫酸酸度不能太低；用EDTA滴定時滴速不能太快，否則局部酸度偏低，部分鋯形成羥基絡(luò)合物，結(jié)果誤差較大。

2.3 Al3+的測定

因鋁與EDTA絡(luò)合速度較慢，且易形成羥基絡(luò)合物，所以調(diào)酸度前先加入過量EDTA并煮沸2min，再調(diào)pH到5左右再煮沸2min，使鋁反應(yīng)完全。

2.4 實驗結(jié)果的精密度與回收率

配制已知準(zhǔn)確含量的Zr4+、Ce4+、Al3+混合溶液，按試驗方法進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。

表1

3 結(jié)論

采用氧化還原滴定與配位滴定相結(jié)合的方法，能夠較準(zhǔn)確、快速的分別測定樣液中Zr4+、Ce4+、Al3+三種離子的含量，能滿足小型實驗室和生產(chǎn)的需要。

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Combined determination of Cerium,Zirconium and Aluminum

ZHAO Zhi-min,CHEN Ze-min,ZHOU Jian-ke
(1.Hebei University of Chemistry and Environmental Science Institute,Hebei Baoding 071002 2.Langfang Teachers College of Chemistry and Materials Science Institute,Hebei Langfang 065000)

In order to determine the content of main components of filmogen treating metal surface,using Redox Titration and Complexometry,first using the oxidation of Ce4+to determine its content,then successive determine content of Zr4+、Ce3+、Al3+by controlling the pH.The result is tested to be accurate and reliable.

Redox Titration;Complexometry;joint determination

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.03.019

O655.29

A

1008-1267（2010）03-051-02

2009-10-28

趙志敏（1979-），女，講師，在職碩士；陳澤民（1956-），男，教授，研究生導(dǎo)師，從事金屬表面處理方面研究工作和教學(xué)工作。