稀土铁合金主要用于钢铁等冶金行业,精确测定铁含量可以保证合金符合特定的成分标准,从而保障冶金产品质量。比如在炼钢过程中,如果稀土铁合金铁含量不准确,会影响钢的性能。
根据GB/T 26416.4-2022,测定稀土铁合金(镧铁合金、铈铁合金等)中铁含量的测定方法是重铬酸钾滴定法。
其原理是试料用盐酸加过氧化氢溶解,用氯化亚锡将大部分三价铁还原成二价铁,加入硫磷混酸,以钨酸钠为指示剂,用三氯化钛将剩余三价铁还原成二价至生成“钨蓝”,再滴加重铬酸钾溶液氧化过量的三价钛,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫色为终点,计算得出试料中的铁含量。
实验内容如下:
1.空白实验
随同试料(称取1.0g样品,精确至0.0001g)做空白试验。用瓶口分配器准确加入6.00mL硫酸亚铁铵溶液(约0.06mol/L)于300mL三角瓶中,用水吹洗内壁至体积约90mL,用瓶口分配器加入10mL硫磷混酸(3+3+5),滴加2滴二苯胺磺酸钠指示剂(5g/L),立即用重铬酸钾标准滴定溶液(c=0.01000mol/L)经过赫施曼光能滴定器滴定至终点,记录消耗的重铬酸钾标准滴定溶液的体积。再用瓶口分配器向溶液中加入6.00mL硫酸亚铁铵溶液(约0.06mol/L),用重铬酸钾标准滴定溶液(c=0.01000mol/L)经过光能滴定器滴定至终点,记录消耗的重铬酸钾标准滴定溶液的体积,两者之间的差值即为空白试验消耗的重铬酸钾标准溶液体积。
2.分析试液的备制
将试料(称取1.0g样品,精确至0.0001g)置于300mL烧杯中,用水润湿,用瓶口分配器加入10mL盐酸(ρ=1.19g/mL),盖上表面皿,低温加热至试料wanquan溶解,冷却至室温,移入100mL容量瓶中稀释至刻度,混匀;如试料较难溶解,则加入0.5mL过氧化氢溶液(ω≥30%)助溶,待试料全溶解后,趁热用赫施曼opus电子滴定器滴加氯化亚锡溶液(100g/L),并充分摇动,至溶液成浅黄色,冷却至室温,移入100mL容量瓶中稀释至刻度,混匀。
3.分取试液的制备
根据铁含量范围按表1分取相应体积分析试液于300mL三角瓶或烧杯中,用水吹洗内壁至体积约90mL,用瓶口分配器加入加入10mL硫磷混酸(3+3+5),加入1mL钨酸钠溶液(250g/L),滴加三氯化钛溶液(1+19)至溶液出现蓝色并过量1~2滴,用重铬酸钾溶液(c=0.0030mol/L)经过光能滴定器回滴至淡蓝色(不计读数)。
4.向分取试液中滴加2滴二苯胺磺酸钠指示剂(5g/L),立即用重铬酸钾标准滴定溶液(c=0.01000mol/L)经过光能滴定器滴定至紫色30s不消失为终点,记录消耗的体积。
取液体的一般是量筒和移液管,存在三个缺点:一是敞口操作,对强腐蚀、有毒有害、挥发性的液体,存在安全隐患;二是操作上环节多,需目视确认凹液面,实现精度难以保证;三是效率较低,无法满足日益增加的液体移取的工作需求。
赫施曼瓶口分配器可代替量筒、刻度移液管,便捷、安全地进行0.2-60mL的酸(包括盐酸、硝酸、氢氟酸等强酸)、碱、有机试剂等的移取。
滴定法一般使用的是玻璃滴定管,对试验人员的技术水平、实操经验和耐心的要求较高,还有灌液慢、控速难,读数乱(不同人次、位置的凹液面读数可能出现偏差)三大痛点。
赫施曼的光能滴定器可抽提加液、手转硅胶轮控制滴定速度和体积;opus电子滴定器可通过触屏来进行灌液、预滴定(先加入一定体积后再滴定)、快速滴定和半滴滴定等功能。两种滴定器均为屏幕直接读数,可提高工作效率、降低目视误差,无需大量实操经验,降低了培训成本和人员个体差异,所得数据也更加准确、稳定。
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