堿熔-過硫酸銨氧化滴定法測定高碳鉻鐵中鉻

詹娟 王潔源 石連霞 賀紅俠 韓磊(宣化鋼鐵公司技術中心綜合實驗室, 河北 宣化 0700)

鉻是低合金鋼、合金鋼及合金鑄鐵中最重要的合金元素之一。鉻的存在能顯著改善鋼的抗氧化作用[1]。它的碳化物比較穩定，其中高碳鉻鐵就難以用酸分解。而鉻是一個易被氧化和還原的元素，所以，需要用過氧化鈉熔融分解，過氧化鈉既是堿性熔劑，又是強氧化劑可將試樣中的鉻全部氧化至六價。本法是測定高含量鉻的理想方法。但是仍有一些需要注意的地方。本文通過試驗逐一探討堿熔法分析過程中的影響因素并加以克服，使得分析結果的準確性與精密度滿足煉鋼生產的需要。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

過氧化鈉、硫酸(1+1)、磷酸、亞硝酸鈉(100g/L)、硫酸錳(40g/L)、硝酸銀(5g/L)、過硫酸銨(200g/L)、氯化鈉(50g/L)、硫酸亞鐵銨標準溶液(0.045mol/l)、N-苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑。

1.2 實驗方法

(1)母液制備。稱5g過氧化鈉于鎳鐵坩堝中，稱0.2g試樣混勻后覆蓋1g過氧化鈉，蓋上鎳鐵坩堝蓋兒，在高溫電熱板上將坩堝內烘烤至焦黃色，再將坩堝置于700℃的馬弗爐中，熔融5min，至試料分解完全。取出冷卻，放入聚四氟乙烯燒杯中用100ml熱水將熔塊浸出，用蒸餾水洗出坩堝，冷卻。用硫酸(1+1)中和至中性(用pH試紙檢測)并過量8ml，滴加亞硝酸鈉溶液至綠色(將鉻還原至三價)，煮沸2min,除去過量亞硝酸，冷卻至室溫，移入250ml容量瓶中，定容。

(2)鉻的測定。移取50.00ml母液于300ml錐形瓶中，加入20ml硫酸(1+1)，5ml磷酸，加100ml水，滴加4滴硫酸錳溶液，加10ml硝酸銀溶液，加20ml過硫酸銨溶液，加熱煮沸至高錳酸紅出現，繼續煮沸5min分解過量的過硫酸銨至無小氣泡產生。加7ml氯化鈉溶液，煮沸至高錳酸紅消失(若紅色未消失再補加一定量的氯化鈉溶液)，待氯化銀沉淀凝聚，取下，流水冷卻至室溫，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定至試液成黃綠色加4滴N-苯代鄰氨基苯甲酸指示劑，繼續滴定至紫紅色變為亮綠色為終點。記下讀數[2]。

1.3 結果計算 按下式計算鉻的質量分數(%)

式中：C為硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的濃度，mol/l；V為滴定消耗硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的體積，ml；m為分取試液中的試料量，g；51.996為鉻的摩爾質量，g/mol.

2 結果討論

(1)過硫酸銨的配置 過硫酸銨極不穩定，10%的過硫酸銨在4℃的環境下最多能保持2周,便會失效,所以,過硫酸銨應現配現用,才可保證分析準確,且過硫酸銨固體難溶,可加熱助其溶解.

(2)濺失損失的影響 必須將鎳鐵坩堝在低溫電熱板上加熱烘烤至焦黃色后再移入700℃的馬弗爐中，這是因為，如果過氧化鈉熔劑中的水份未烘烤完全，那么在其遇到高溫時極易濺失于坩堝外，使分析失敗。而在用100ml熱水浸取熔塊時，應控制下放速度，避免濺出。

(3)溶液酸度的影響 鉻的氧化反應與酸度有關，酸度過大，氧化速度慢，而酸度太低，則會產生水和二氧化錳沉淀，所以控制溶液的酸度，大約相當于100ml試液中含6～8ml硫酸為宜[1]。磷酸的存在有利于錳的氧化，可以避免生成二氧化錳沉淀。

(4)過硫酸銨的消除 當煮沸至高錳酸紅出現后，一定要繼續加熱煮沸，這樣可以消除氧化后過量的過硫酸銨，否則將使分析結果偏高。

(5)氯化鈉的影響加入氯化鈉的作用除了將試液中的高錳酸還原成二價錳，還可以與溶液中的銀離子生成氯化銀沉淀，防止了銀離子繼續起催化作用。但當煮沸至高錳酸紅消失后，應取下流水冷卻至室溫，以免煮沸時間過長，使得六價鉻被還原,分析結果偏低[1]。

3 樣品分析

按照本文方法對高碳鉻鐵樣品中鉻元素進行分析，結果見表1。

表1 高碳鉻鐵標樣中鉻的測量結果

4 結語

本文采用堿熔-過硫酸銨氧化法測定高碳鉻鐵的質量分數，減少了對試樣的預處理過程，縮短了分析周期，并且在控制好各影響因素的情況下，對不同含量的高碳鉻鐵的鉻進行測定，從結果來看，RSD＜0.2%，證明此法的準確度與精密度都很高，方法可行。

[1]曹宏燕.冶金材料分析技術與應用[M].冶金工業出版社，2008.

[2]王海舟.鐵合金分析： CSM04032402-2001鉻鐵-鉻含量的測定-堿熔-過硫酸銨氧化滴定法[M].科學出版社，2003.