氧化還原滴定法測定不銹鋼中鉻含量的探討

褚 進

（杭州杭氧股份有限公司 計量理化部，浙江 杭州 311305）

0 引言

鉻是一種銀白色金屬，質地極硬，在介質作用下能夠在鋼的表面形成鈍化膜[1]，促進鋼的鈍化并使其保持穩定鈍態，從而提高不銹鋼的耐蝕性、耐磨性和熱強性，成為奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素。18―8 型Cr-Ni奧氏體不銹鋼中產量最高的是牌號為304 （06Crl9Nil0）的不銹鋼，占到奧氏體不銹鋼總量的80%左右。它憑借著優良的綜合性能被廣泛運用于板式換熱器、波紋管、家庭用品、建材、化學、食品工業等領域[2]。因此檢測工作者需要頻繁接觸該種鋼材的材質分析，其中Cr 是必須測定元素之一，掌握快速而又準確的測定方法至關重要。

現行鋼中鉻的分析方法主要有化學分析方法和儀器分析方法兩大類。儀器分析方法如動力學分光光度法、原子吸收光譜法等[3]一般用以測定鉻含量較低的鋼鐵產品，而本實驗不銹鋼分析檢測中鉻含量較高，因此采用化學分析方法，即過硫酸銨氧化硫酸亞鐵銨滴定法，并對實驗要點的掌握進行探討。

1 實驗方法

（1）原理。本法采用濃鹽酸、濃硝酸混合溶液溶解樣本，以硝酸銀為催化劑，在硫酸-磷酸介質中，用過硫酸銨做氧化劑，將三價鉻氧化為六價鉻，并用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定六價鉻，從而測量試樣中鉻的含量。

三價鉻經過硫酸銨氧化為六價鉻同時錳氧化為高錳酸方程式如下：

（2）試劑。①硫磷混合酸：以H2SO4：H3PO4：H2O=150：150：700 的比例配置；②硫酸亞鐵銨標準溶液：0.07mol/L；③鄰苯氨基苯甲酸指示劑：0.2%，取0.2g 鄰苯氨基苯甲酸溶于100mL 水中。

式中：Tcr—硫酸亞鐵銨標準溶液對鉻的滴定度（g/mL）；G—試樣克重。

2 結果與分析

2.1 可信度檢驗

選取一組標樣按上述實驗步驟操作，計算滴定度，具體結果見表1。結果顯示，各組實驗滴定度都很接近。根據計算平均滴定度反算標樣含量，反算結果與標樣真實值吻合度較高，可見該實驗方法具有高度的穩定性及精確性。

表1 標樣滴定度以及含量測量結果Tab.1 The results of titer and content

2.2 精確性檢驗

選擇三個標樣以及一個未知樣按該實驗方法進行測定，通過標準樣品的平均滴定度計算未知量的含量，同樣操作測定11 次，結果見表2。表中數據顯示，11 次測定結果中未知樣的Cr 含量十分接近，可見該方法精確有效，重復性好。

表2 未知樣11 次測定結果Tab.2 The results of unknown sample in 11 times measurement

3 結論

運用過硫酸銨氧化硫酸亞鐵銨滴定法快速準確測定鉻含量必須的注意以下的幾個要點：

（1）硫磷混合酸蒸發冒煙時需使冒煙程度保持一致，才能得到滿意滴定度。白色煙上升瓶底騰空即可，不可冒煙過頭，否則冷卻后有結晶，影響測定結果。

（2）加入的亞硝酸鈉不宜過量，否則亞硝酸鈉會還原部分六價鉻，使結果數據偏低。

（3）本法不適合測定含釩的合金鋼，若有釩存在須先測定釩，再滴定鉻釩總量，然后以1%釩相當于0.34%鉻的理論值換算鉻量。

（4）加入過硫酸銨煮沸大氣泡，到呈穩定紅色不褪色時，若時間不到，滴定終點后會發現又有紅色出現，但也不宜煮沸太長時間。

（5）鄰苯氨基苯甲酸指示劑具有還原性，故不宜多加。過硫酸銨氧化硫酸亞鐵銨滴定法操作方便，耗時低，穩定性好，準確度符合國家標準要求。在熟練掌握該方法后能在兩小時左右完成整個實驗過程獲得所需數據。同時通過調整改變稱樣量和滴定用標準溶液的濃度可以測定較寬含量范圍內的鉻含量，適用于工廠實驗室的實際分析工作中，為不銹鋼材產品的質量控制提供了強有力的技術保障，具有良好的經濟和社會效益。

[1]尚思通，小米·蓋爾.鋅與鋅合金鍍層三價鉻鈍化的優越性分析[J].電鍍與精飾，2007，6.

[2]王劍莉，張鳳，劉凡.304 不銹鋼雙極板性能研究[J].長春工業大學學報（自然科學版），2009，5.

[3]翟慶洲，等.近年來鉻光度分析的某些進展[J].濕法冶金，2006，4.

[4]化學分析編寫組.化學分析[M].北京：機械工業出版社，2001.

[5]吳誠.金屬材料化學分析300 問[M].上海：上海交通大學出版社，2003.