铝合金中高铁的无汞测定

2022-09-11

前言

重铬酸钾—汞盐法测定铁具有准确度高、速度快、适用广泛, 用作高含铁量中铁的测定。但此法使用汞盐, 污染环境[1], 危害健康。为沿用K2Cr2O7法测定铁的优点又避免用汞盐, 国内外在研究无汞测铁的方法上作了大量工作, 还原Fe3+:用Ti、Sn Cl2、Al、Zn、抗坏血酸、H2S等, 虽然不用汞盐, 但存在缺点, 故不普遍采用。文献报道[2], 采用HCl O4消除Fe3+的过量还原剂Ti Cl3来测定铁矿石中铁的无汞测定法, 但操作条件比较苛刻:冰冷处理等, 不便推广。本文在此法基础上作了改进, 使之在普通条件下就能测定铝合金中高铁, 且具有汞盐法的优点。

一、实验部分

1试剂:⑴Ti Cl3溶液;⑵Na OH溶液;⑶HCl;⑷HCl O4;⑸Sn Cl2溶液10%;⑹Hg Cl2溶液;⑺硫磷混合酸;⑻K2Cr2O7标准溶液 (0.01N) ;⑼二苯胺磺酸钠 (0.5%) 。

2试液的制备

称取1.000g铝铁合金于250ml三角烧瓶中, 加入5ml Na OH (20%) 溶液, 加热溶解, 冷却, 边摇边加HCl (1:1) 100ml, 再加热至沸, 冷至室温, 移入250ml容量瓶, 成试样A。同理制备试样2 (0.750g) 、3 (0.800g) 、4 (1.200g) 号。

二、对比试验

1.K2Cr2O7-Ti Cl3-HCl O4法:

吸取试样A50ml于250ml三角烧瓶中, 加入HCl O (1:4 1) , 加热至沸, 取下迅速滴加Ti Cl3 (1:5) 溶液至无色并过量1-2滴, 4-8s后立即加入50ml水, 用流水冷至室温, 加硫磷混合酸20ml、二苯胺磺酸钠5滴, 用0.01N K2Cr2O7标准溶液滴定至深紫色。计算试样的含铁量见表1[

2.K2Cr2O7-Sn Cl2-Hg Cl2法[2]:

吸取试样A50ml于250ml三角烧瓶中, 加热至沸, 取下滴加Sn Cl2溶液至无色并过量1-2滴, 加水50ml, 用流水冷至室温, 加5ml Hg Cl2, 摇动放置2-3min, 加硫磷混合酸20ml、二苯胺磺酸钠0.5%水溶液5滴, 用0.01N K2Cr2O7标准溶液滴定至深紫色。

计算试样的含铁量见表1

二、结果与讨论

1.根据以上结果, 二者的重现性和准确性都一致。

2.迅速消除过量的Ti3+, 是本法的关键。本法利用了Ti3+与Fe3+反应是瞬间的, 而Ti3+与HCl O4-反应虽快却非瞬间反应的特点, 先加入HCl O4, 一起加热至沸, Ti3+还原Fe3+同时, 迅速完成消除过量的Ti3+。

3.Fe2+的稳定性:还原Fe2+的稳定性是本法重点, 当用Ti Cl3还原Fe3+为Fe2+之后, 既要消除多余Ti3+, 又要考虑溶液稳定, 所以消除多余Ti3+, 时间一定不能拖长, 否则: (1) 在热酸溶液中Fe2+也部分氧化, 致测定结果偏低; (2) 缩短时间时, 未消除完Ti3+会致测定结果偏高。本法用的是尽快冷却溶液至室温, 时间20min内。

4.K2Cr2O7消除过量Fe3+的问题:Cr2O72-同Fe3+作用时温度的影响, 文献报道较粗略且不确切:长时间共煮、任一温度、热无机酸等。本法知, Cr2O72-同Fe3+反应随温度升高而加快:75℃以上, Cl O4-同Fe2+迅速反应, 但不是瞬间反应;70℃以上, 4-8s内Cl O4-能把过量的Ti3+消除掉。

5.HCl O4:HCl O4与Fe2+的反应是高温、高浓H2SO4下才反应[2]的, 本法用的是HCl O4, 故无影响。

6.Ti Cl3:由于有效消除, i Cl3的浓度对本法没有影响。但本法用浓Ti Cl3溶液是要求在短时间内将Fe3+还原为Fe2+, 又满足HCl O4迅速将过量的Ti Cl3消除。

摘要：试样用HClO4溶解, 用TiCl3将Fe3+还原Fe2+, 用K2Cr2O7滴定, 测定试样的含铁量。

关键词：铝铁合金,无汞,测铁,新方法