鉻質引流劑中三氧化二鉻含量檢驗的研究

李月華

摘要：介紹了用過氧化鈉熔融試樣，加硫酸、磷酸浸取。在硝酸銀存在條件下，用過硫酸銨氧化，將三價鉻氧化為高價鉻，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，從而檢測鉻質引流劑中三氧化二鉻含量的方法。結果準確度和精密度均較高，解決了精確測定鉻質引流劑中三氧化二鉻含量的問題。

關鍵詞 鉻質引流劑 三氧化二鉻 硝酸銀 過硫酸銨 滴定法

滴定分析法是化學分析法中重要的一類分析方法，具有簡便、快速、準確度高的特點，適合常量分析。

鉻質引流劑是針對鋼鐵工業連鑄工藝中存在鋼包自開率不高，燒氧過度、甚至造成連鑄工藝中斷問題，而出現的工業用品。它由優質鉻礦砂、精制石英砂和高耐火度材料組成，具有流動性好、比重大、流速快、適當的燒結層厚度、抗鋼水侵蝕和滲透的優點。其中三氧化二鉻含量高低直接影響使用效果，因此，精確測定樣品中的三氧化二鉻含量對于指導生產和入廠檢驗都很重要。本文研究了用過氧化鈉熔融試樣，加硫酸、磷酸浸取，在硝酸銀存在條件下，用過硫酸銨氧化，將三價鉻氧化為高價鉻，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，從而檢測鉻質引流劑中三氧化二鉻含量的方法。結果準確度和精密度均較高，解決了精確測定鉻質引流劑中三氧化二鉻含量的問題。

1實驗部分

1.1主要試劑

（1）過氧化鈉。

（2）硫酸，1+1。

（3）磷酸， 1.70g/mL。

（4）硝酸銀，10g/L。

（5）過硫酸銨，200g/L，現用現配。

（6）氯化鈉，25g/L。

（7）N-苯代鄰氨基苯甲酸指示劑，2g/L。稱取 2g于300mL燒杯中，加2g無水碳酸鈉，加100mL水，加熱溶解，用水稀釋至1000mL，混勻。

（8）硫酸亞鐵銨標準溶液，0.1mol/L。在已盛有300ml水的燒杯中，加入30ml硫酸（ 1.84g/mL），冷卻后加入40g硫酸亞鐵銨[（NH）2Fe（SO4）2·6H2O]，待完全溶解后再加約700ml水，混勻。標定后使用。

1.2試驗方法

稱取0.1000g試樣，精確至0.0002g。先加2g過氧化鈉于剛玉坩堝中，再在試樣上覆蓋1g過氧化鈉，置于馬弗爐850℃中熔融，關門8-15分鐘，中途搖晃觀察幾次，使之均勻熔融直至試樣完全溶解，取出冷卻，置于600mL燒杯中，加100mL熱水，浸出熔塊，洗出坩堝，再轉移至500mL錐形瓶中，加入20mL硫酸（1.1.2）酸化，加10mL磷酸（1.1.3），用水稀釋至體積約為200mL，加5mL硝酸銀溶液（1.1.4），加10mL過硫酸銨（1.1.5），煮沸5分鐘，溶液至紅色，并使過量的過硫酸銨分解。加10mL氯化鈉（1.1.6）煮沸，溶液呈橙黃色，用流水冷卻，加4滴N-苯代鄰氨基苯甲酸指示劑（1.1.7），用硫酸亞鐵銨標準溶液（1.1.8）滴定至亮綠色為終點。

2結果與討論

2.1結果的計算

2.2助溶劑、熔融溫度及時間的選擇

試樣的分解是分析工作的重要組成部分，它不僅關系到待測組分是否轉變為適合的形態，也關系到以后的分離和測定。鉻質引流劑由鉻礦砂、石英砂和高耐火度材料組成，不容易分解，借鑒高鉻的分解方法，選擇堿熔的方法進行溶解，經查閱資料，并根據鉻質引流劑的性質及樣品量，反復試驗觀察現象，本試驗最終選擇先加2g過氧化鈉于剛玉坩堝中，再在試樣上覆蓋1g過氧化鈉，置于馬弗爐850℃中熔融，關門8-15分鐘，中途搖晃觀察幾次，使之均勻熔融直至試樣完全溶解，冷卻后用熱水浸出。

2.3酸度試驗

在本試驗中，硫酸參加氧化還原反應，酸度變化直接影響電對的電極電位，是影響氧化還原反應進行程度和反應速率的重要因素。選擇GBW（E）010257高鉻標樣，分別加入12mL、15mL、18mL、20mL、22mL體積濃度為1+1的硫酸，按照1中試驗方法進行測定，計算回收率。

可以看出，酸度過低回收率明顯偏低，反應不完全，反應速度慢。加入18mL硫酸時，回收率已達到99.78%，已基本滿足要求，為了保證反應進行完全和反應速率滿足檢測要求，本試驗選擇20mL硫酸。

2.4催化劑選擇試驗

在分析化學中，經常利用催化劑來改變反應速率，催化劑有正催化劑和負催化劑之分。正催化劑加快反應速率，負催化劑減慢反應速率。過硫酸銨做氧化劑時用銀鹽做催化劑是氧化還原反應中比較經典的方法，能大大加快反應速率，有利于試驗進行，所以本試驗選擇硝酸銀做催化劑。選擇GBW（E）010257高鉻標樣，分別加入0mL、2mL、5mL、7mL、10mL濃度為10g/L的硝酸銀。按照1中試驗方法進行測定，計算回收率。

從圖2可以看出，不加催化劑時回收率明顯偏低，反應速度慢，不能滿足檢測需要。加入2mL硝酸銀時，回收率已達到99.69%，已基本滿足要求，為了保證反應速率，本試驗選擇加入5mL硝酸銀做催化劑。

2.5氧化劑用量試驗

本試驗中選擇過硫酸銨作為氧化劑，將溶液中的鉻氧化成橙黃色的鉻酸，如果試樣中含有錳也同時被氧化。

過硫酸銨用量和質量直接影響反應進行。過硫酸銨預熱易分解，試驗中為保證試劑質量和試驗效果，過硫酸銨要保證現用現配。選擇GBW（E）010257高鉻標樣，分別加入2mL、5mL、8mL、10mL、12mL濃度為200g/L的過硫酸銨。

過硫酸銨量少時回收率明顯偏低，反應不完全。加入5mL過硫酸銨時，回收率已達到99.95%，已滿足檢測要求，實際生產時鉻質引流劑多為混合物，成分具有不確定性，試樣中含錳等還原性物質也需要過硫酸銨進行氧化，考慮到這個問題，為了保證反應進行完全，滿足實際檢測要求，又不造成太多的試劑浪費。本試驗選擇加入10mL過硫酸銨做氧化劑。加完過硫酸銨后要煮沸5分鐘，使過量的過硫酸銨分解。

2.6氯化鈉用量的選擇

在催化反應中，催化劑參加反應后，又變回原來的物質，為了不影響下步反應的進行，在滴定前需要將催化劑除去，本試驗中選擇氯化鈉破壞催化劑硝酸銀，氯化鈉與硝酸銀反應，生成白色絮狀沉淀氯化銀，從而從溶液中除去銀離子。另外如果試樣中含錳，在過硫酸銨的作用下氧化成了高錳酸，氯化鈉還起到還原高錳酸的作用。選擇GBW（E）010257高鉻標樣，分別加入2mL、5mL、8mL、10mL、12mL濃度為25g/L的氯化鈉。

加入2mL時溶液略顯渾濁，終點顏色變化不是太明顯，其余幾個現象均正常，回收率也都能滿足要求。由于鉻質引流劑是混合物，成分具有不確定性，如果樣品中含有錳等物質也會消耗氯化鈉，另外本試驗中稍過量的氯化鈉也不會對試驗產生影響，所以本試驗選擇加入10mL濃度為25g/L的氯化鈉。

2.7精密度和準確度試驗

選擇2個不同含量的高碳鉻鐵標樣，2個鉻質引流劑試樣，每個樣品平行分析9次，分析結果及精密度如表1。《GB/T4699.2-2008鉻鐵和硅鉻合金 鉻含量的測定 過硫酸銨氧化滴定法和電位滴定法》中規定，鉻含量25-50%時，Cr的允差為0.40%，對應Cr2O3的允差為0.58%;鉻含量≧50%時，Cr的允差為0.60%，對應Cr2O3的允差為0.88%。由表1可以看出，檢驗標準樣品和鉻質引流劑試驗時，方法分析的精密度和準確度均能達到標準要求，周期較國標短，更適合生產檢驗。

3結論

本文研究了用過氧化鈉熔融試樣，加硫酸、磷酸浸取。在硝酸銀存在條件下，用過硫酸銨氧化，將三價鉻氧化為高價鉻，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，從而檢測鉻質引流劑中三氧化二鉻含量的方法。結果準確度和精密度均較高，解決了精確測定鉻質引流劑中三氧化二鉻含量的問題。為生產使用和入廠檢驗提供了成分依據。

參考文獻

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