一、鉻酐和三價鉻的測定


1. 方法原理(li)


 ①. 鉻酐


  鉻酐在酸性硫酸溶液中水解轉變成重鉻酸根離子、反應式如下: 2CrO3+H2O = 2H++Cr2O2-7


 1個重鉻酸根(gen)離(li)子(zi)(zi)(價鉻)被6個亞(ya)鐵(tie)離(li)子(zi)(zi)還原為2個三價鉻離(li)子(zi)(zi),由此(ci)可根(gen)據亞(ya)鐵(tie)離(li)子(zi)(zi)的(de)消(xiao)耗(hao)量(liang)計得六價鉻的(de)濃(nong)度,反應式如(ru)下:


  Cr2O2-7+6Fe2++14H+ = 2C3++6Fe3+ +7H2O


 ②. 三價(jia)鉻


  三價鉻(ge)在(zai)酸性溶(rong)液中(zhong),在(zai)硝酸銀(yin)的催(cui)化(hua)下(xia),以過硫酸銨氧化(hua)三價鉻(ge)成六價鉻(ge),反應式如下(xia):


  2Cr3++3(NH4)2S2O8+7H2O = Cr2O2-7+3(NH4)2SO4 +3H2SO4+8H+


  然(ran)(ran)后(hou)(hou)以亞鐵離子還(huan)原(yuan)包括原(yuan)有的(de)六(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)和加(jia)上由(you)新生成的(de)由(you)三(san)(san)價(jia)鉻(ge)(ge)而成的(de)六(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)的(de)總鉻(ge)(ge)量,然(ran)(ran)后(hou)(hou)以消耗的(de)亞鐵離子毫(hao)升數(shu)減去(qu)原(yuan)有的(de)六(liu)價(jia)鉻(ge)(ge)所消耗的(de)亞鐵離子毫(hao)升數(shu)的(de)差額(e),即(ji)求得(de)三(san)(san)價(jia)鉻(ge)(ge)的(de)數(shu)量。


  硝(xiao)酸(suan)(suan)銀(yin)對氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)應(ying)僅起催(cui)化(hua)作用(yong)。銀(yin)離(li)子和過(guo)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銨(an)先(xian)生成(cheng)(cheng)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銀(yin),過(guo)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銀(yin)能將三價鉻(ge)氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)(cheng)六價鉻(ge),氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)應(ying)完成(cheng)(cheng)后,過(guo)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銀(yin)仍恢復成(cheng)(cheng)硝(xiao)酸(suan)(suan)銀(yin)狀態。硝(xiao)酸(suan)(suan)銀(yin)用(yong)量很小,以0.1mol/L的硝(xiao)酸(suan)(suan)銀(yin)只需要加(jia)10滴即足(zu)以發揮作用(yong),對整(zheng)個反(fan)應(ying)無不良(liang)影響。但過(guo)量的過(guo)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銨(an)會消耗(hao)亞(ya)鐵離(li)子,故對測定有干(gan)擾作用(yong)。在(zai)滴定亞(ya)鐵前,必須經煮(zhu)沸,從(cong)冒小泡轉至冒大泡數分鐘(zhong),完全分解過(guo)量的過(guo)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銨(an)而放出氧(yang)(yang)氣。反(fan)應(ying)式如下:


  2(NH4)2S2O8 +2H2O = 2(NH4)2SO4+2H2SO4+O2


2. 試劑


  ①. 1+1硫(liu)酸(suan)


    1 體(ti)積分量(liang)硫(liu)酸(suan)加入1體(ti)積分量(liang)的水。


  ②. 苯(ben)基代鄰氨基苯(ben)甲酸(PA酸)指示劑(ji)


    0.5g苯基代鄰氨基苯甲酸溶(rong)解至(zhi)10g/L碳(tan)酸鈉的溶(rong)液100mL中(zhong)(相(xiang)當于1g碳(tan)酸鈉溶(rong)于100mL水(shui)中(zhong))。


  ③. 標準0.1mol/L硫酸亞(ya)鐵銨溶液


    a. 配制


    稱取分析純(chun)硫(liu)酸(suan)亞(ya)鐵銨40g[FeSO4·(NH4)SO4·6H2O]溶(rong)于(yu)(yu)冷的5+95硫(liu)酸(suan)(5體(ti)積分量硫(liu)酸(suan)溶(rong)于(yu)(yu)95體(ti)積分量水(shui))1000mL中(zhong),定量至刻度(du)。亞(ya)鐵溶(rong)液(ye)易氧化,應加人純(chun)鋁片若干于(yu)(yu)溶(rong)液(ye)中(zhong),儲存(cun)3~5天,以還原可能存(cun)在的Fe3+.在使用前標(biao)定其摩(mo)爾濃度(du)。在標(biao)定前先配制好0.1mol/L濃度(du)的重鉻酸(suan)鉀標(biao)準溶(rong)液(ye)。


    b. 0.1mol/L重鉻酸鉀(jia)溶液的配制


    在(zai)稱量(liang)瓶中(zhong)(zhong)稱取(qu)分析(xi)純重(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)酸鉀30g,在(zai)150℃烘箱中(zhong)(zhong)干燥1h,在(zai)干燥器內冷(leng)卻至(zhi)常(chang)溫(wen),在(zai)分析(xi)天平中(zhong)(zhong)準確稱量(liang)至(zhi)小數點后四位數W2,然(ran)后將重(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)酸鉀溶解于水中(zhong)(zhong),在(zai)稱量(liang)瓶中(zhong)(zhong)稀釋至(zhi)1L刻線。重(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)酸鉀摩爾濃(nong)度MK=(W2-W1)÷29.421(式(shi)中(zhong)(zhong)W1為空(kong)稱量(liang)瓶重(zhong)),不需(xu)標定(ding)。


    c. 標定


    用(yong)移液管吸取標準(zhun)0.1mol/L重鉻酸(suan)鉀溶液5mL于250mL錐形(xing)瓶中,加(jia)水50mL,1+1硫(liu)酸(suan)溶液10mL,加(jia)PA酸(suan)指示劑4滴,溶液呈橙(cheng)黃(huang)色(se)。用(yong)配制好的(de)0.1mol/L硫(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)銨(an)滴定(ding),由橙(cheng)黃(huang)轉紫(zi)紅色(se)(近(jin)終(zhong)(zhong)點前(qian))突變(bian)為(wei)(wei)亮綠(lv)色(se)為(wei)(wei)終(zhong)(zhong)點,記錄所耗用(yong)的(de)硫(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)銨(an)體積V(mL).反應(ying)式如下: Cr2O2-7+14H++6Fe2+ = 2Cr3++6Fe3++7H2O


 由上式可知:1mol的重鉻酸可氧化6個Fe2+.


 d. 計算硫酸(suan)亞鐵銨溶液(ye)的摩爾濃度M.


    M=5MK×6  / V


    式中,5為所取重鉻酸鉀標準溶液毫升數;MK為重鉻酸鉀標準溶液摩爾/升濃度;6為重鉻酸鉀與Fe2+化合分子數比。


    由于Fe2+不穩定而氧化變化,最好每次在使用前用重鉻酸鉀標準溶液校核1次。


 ④. 1%硝(xiao)酸銀溶液


     稱(cheng)取1g硝酸(suan)銀(yin)溶于100mL水中。


  ⑤. 固(gu)體過(guo)硫酸銨。


3. 分析步(bu)驟


  ①. 用移液管(guan)吸取著(zhu)色液5mL于100mL容量(liang)瓶(ping)中(zhong),加(jia)水稀釋至刻度(du)搖勻(yun)。


  ②. 用(yong)移液管吸取(qu)稀釋(shi)液各(ge)5mL于(yu)A、B兩個250mL錐形瓶中(相當于(yu)原液0.25mL),各(ge)加水50mL(A瓶用(yong)于(yu)測(ce)定鉻酐,B瓶用(yong)于(yu)測(ce)定三價鉻)。


  ③. 各加1+1硫酸5mL.


  ④. 在B瓶中加硝酸(suan)銀溶液(ye)0.5mL.


  ⑤. 在(zai)B瓶中加過硫酸銨(an)1~2g,搖勻,待過硫酸銨(an)溶(rong)解,溶(rong)液褐色(se)轉變(bian)為亮橙(cheng)色(se),煮沸后(hou)由小氣泡(pao)冒出轉至大氣泡(pao)2min后(hou),冷卻。


  ⑥. 向A、B兩(liang)瓶各加PA酸指示劑4滴(di),搖(yao)勻,呈棕褐色(se)。


  ⑦. 用標(biao)(biao)準(zhun)0.1mol/L硫酸(suan)亞鐵銨溶(rong)液滴定至(zhi)近(jin)終點時(shi)呈紫紅色,再滴定至(zhi)突變為亮(liang)綠色為終點。記錄分析A、B兩瓶所耗用硫酸(suan)亞鐵銨標(biao)(biao)準(zhun)溶(rong)液體積各為VA和(he)VB反應式如下:



二(er)、硫酸的測定


1. 硫酸的分析原理


  以甲基橙為指示劑,用氫氧化鈉標準溶液對著色液中的硫酸進行酸堿中和滴定,著色液中的鉻酸也要消耗氫氧化鈉,在結果計算中要按8.10.1求得的鉻酸減去酸值,甲基橙在pH<3.1時為紅色,在滴定過程中,試液由紅色轉變為橙色即為終點,此時,pH=4.4, H2SO4分子中只有第1個氫原子被中和。H2CrO4分子中也只有第1個氫原子被中和。


 2. 試劑


  ①. 甲基橙指(zhi)示劑


     0.1g甲(jia)基橙溶(rong)解于100mL熱水中,攪拌溶(rong)解,如有不溶(rong)物應過濾。


  ②. 1mol/L氫氧化(hua)鈉(na)標準溶液。


   a. 配制


     稱取氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉(AR)40g,以冷沸水溶解(jie)于1L燒(shao)杯中(zhong)(zhong),攪拌(ban)澄清冷卻后,稀(xi)釋至1L容量瓶中(zhong)(zhong)至刻度。


   b. 標定。


    稱(cheng)取AR級苯二甲酸氫(qing)鉀(jia)4g(4位有效(xiao)數字)于稱(cheng)量瓶中(zhong)(zhong),在120℃干燥2h后(hou)(hou)于250mL錐形(xing)瓶中(zhong)(zhong),加水100mL,溫熱攪(jiao)拌溶解(jie)(jie)后(hou)(hou),加入酚酞指示劑(1g酚酞溶解(jie)(jie)于80mL乙醇(chun)中(zhong)(zhong),溶解(jie)(jie)后(hou)(hou)加水稀釋(shi)至100mL)2滴,用配制好的(de)氫(qing)氧(yang)化鈉(na)溶液滴定至淡紅色為(wei)終點。


  氫氧(yang)化鈉標準溶液摩(mo)爾濃(nong)度C= m×1000 / V× 204.2


   式(shi)中,V 為(wei)耗(hao)用氫氧化鈉標(biao)準溶液體(ti)積,mL;m為(wei)苯二甲酸(suan)氨鉀質量(liang),g: 204.2為(wei)苯二甲酸(suan)氫鉀分子量(liang)。


3. 分析步驟


  ①. 用(yong)移液管取著色液1mL于(yu)250mL錐形瓶中。


  ②. 移(yi)液管用少量(liang)水(shui)沖滴管內附著的著色液。


  ③. 加水50mL,搖勻。


  ④. 加甲基橙5滴,呈(cheng)紅色。


  ⑤. 用1mol/L氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉標準溶液(ye)滴定,試液(ye)紅色剛轉(zhuan)變為橙黃色即為終點(dian),記(ji)錄消耗氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉標準溶液(ye)體(ti)積V1(mL)。



三、Fe3+的測定


1. Fe3+的分析原理


 分(fen)析(xi)方(fang)法采(cai)用碘(dian)滴定法,即在酸性條件(jian)下(xia),用碘(dian)化鉀加入分(fen)析(xi)液中,碘(dian)離子與鉻酸和三價鐵離子定量地生(sheng)成碘(dian),反(fan)應式如下(xia):


2. 試劑


 ①. 0.1mol/L硫(liu)代硫(liu)酸鈉標準溶液(ye)。


 ②. 固體碘化鉀(jia)KI。


 ③. 1%可溶(rong)性淀粉溶(rong)液。


 ④. 1+1 H2SO4溶液。


3. 分(fen)析步驟


 ①. 取著色液5mL置于100mL容量瓶中,加水(shui)稀釋至刻線(xian)。


 ②. 取稀釋(shi)液5mL于帶(dai)蓋250mL錐形瓶中(相當(dang)于原液0.25mL).


 ③. 加(jia)水50mL.


 ④. 加1+1 H2SO4溶液10mL.


 ⑤. 加(jia)碘(dian)化鉀約2g,搖勻,加(jia)蓋,暗處放(fang)置10min,此(ci)為析出碘(dian)的溶液。


 ⑥. 用0.1mol/L NazS2O3 標(biao)準溶液滴定含碘的溶液至淡黃色,加(jia)淀粉溶液3mL,呈藍色,繼續滴定突變藍綠色為終(zhong)點,記下硫(liu)代硫(liu)酸鈉(na)標(biao)準溶液消耗(hao)的體積V1(mL)。


4. 計算原(yuan)理(li)


  通過全碘量所消耗的硫代硫酸鈉體積V1與硫代硫酸鈉的摩爾濃度c1之乘積除以0.25所取體積(mL)減去測CrO3時消耗的硫酸亞鐵銨體積VA與硫酸亞鐵銨摩爾濃度M的積的1/3除去所取溶液體積5mL 。



四、Ni2+的測定


1. Ni2+分析原理


在著色液試樣1mL中先加硫酸亞鐵銨標準溶液,還原著色液中所含鉻酸,用量參照在測CrO3時VA 的 1/5,然后加抗壞血酸及酒石酸掩蔽鐵,然后加氨水中和著色液中的硫酸至中性,再加pH=10緩沖溶液,以紫脲酸銨為指示劑,用EDTA滴定至紫紅色為鎳的含量。此法為每1mL 0.05 EDTA標準溶液可測得鎳量為0.05x58.69=2.9g,而鎳的最高限量為8g,故仍是可用的方法。如著色液中加有硫酸鋅,則所得為鎳、鋅總量,應按8.10.4測出鋅鹽減去鋅量,計算出鎳量。


 2. 試(shi)劑


  ①. 固體(ti)抗(kang)壞血(xue)酸。


  ②. 固體酒石酸。


  ③. 0.05mol/L EDTA標準溶液。


   a. 配制


    稱取乙二(er)胺四乙酸二(er)鈉(EDTA·2Na)20g,以水加熱溶(rong)解(jie)后,冷(leng)卻,稀釋至1L容(rong)量瓶刻線處。


   b.標(biao)定


   稱取分(fen)析純(99.9%)金屬鋅薄片0.4000g(有效(xiao)數字四位),于 200mL燒杯中,將(jiang)鋅片折(zhe)曲(qu)后(hou)緩慢(man)加(jia)(jia)入(ru)少量1+1鹽酸(suan),直至(zhi)溶解完全,小心過快過多溢出杯外,冷卻后(hou)移入(ru)100mL容量瓶中,加(jia)(jia)水(shui)稀釋至(zhi)刻度(du)(du),搖勻,此為(wei)鋅標(biao)(biao)準(zhun)溶液(ye),其(qi)濃度(du)(du)c1=m/65.38x10mol/L,m為(wei)鋅片的(de)質(zhi)量,g.用(yong)移液(ye)管吸(xi)取此鋅標(biao)(biao)準(zhun)溶液(ye)20mL,于250mL錐形瓶中,加(jia)(jia)水(shui)50mL,滴加(jia)(jia)氨水(shui)至(zhi)微(wei)(wei)氨性(xing)(或微(wei)(wei)渾(hun)濁狀)加(jia)(jia)pH=10緩沖(chong)溶液(ye)10mL,絡黑T指示劑少許,使溶液(ye)呈現微(wei)(wei)紫(zi)紅色,以配好的(de)EDTA標(biao)(biao)準(zhun)溶液(ye)滴定(ding)至(zhi)由紫(zi)紅剛變(bian)藍(lan)色為(wei)終點,記耗(hao)用(yong)EDTA標(biao)(biao)準(zhun)溶液(ye) V(mL),EDTA標(biao)(biao)準(zhun)溶液(ye)標(biao)(biao)定(ding)濃度(du)(du)c=20c1÷Vmol/L。


  ④. 緩沖溶液(pH=10)。


  ⑤. 紫脲酸(suan)銨指示(shi)劑。


  ⑥. 氨水(shui),相對(dui)密度0.89。


3. 分析(xi)步驟


  ①. 用移液管吸取1mL著(zhu)色液于250mL錐形瓶中。


  ②. 加水50mL.


  ③. 加抗壞(huai)血酸2g.


  ④. 加酒石酸2g.


  ⑤. 加氨水至微堿性(用試紙0~14測(ce))。


  ⑥. 加(jia)pH=10緩沖溶(rong)液(ye)10mL,如果溶(rong)液(ye)變(bian)渾濁,再加(jia)抗壞血(xue)酸(suan)和酒(jiu)石酸(suan),使溶(rong)液(ye)在搖勻(yun)后變(bian)清(qing)。


  ⑦. 加紫(zi)脲酸胺0.1g,搖勻。


  ⑧. 以0.05mol/L EDTA 標準(zhun)溶液滴(di)定至玫(mei)瑰(gui)紅色(se)為終點,記錄消耗體積V1(mL).


4. 計算


 含鎳(g/L)=c(V1-V2) × 58.69


 式中,c為(wei)0.05mol/L EDTA標準溶液(ye)摩爾濃(nong)度,mol/L;V2為(wei)在(zai)8.10.5 中 0.05mol/L EDTA測鎳時消耗體積V2, mL; 58.69為(wei)鎳相(xiang)對原子量(liang)。



五、添加劑 ZnSO4的分析


 1. ZnSO4分析原理


在著色液中含有Fe3+、CrO2-4、H2SO4,加入抗壞血酸以還原Fe3+為Fe2+,加氰化物與鐵和鋅等金屬離子絡合,加甲醛后,釋放出鋅離子,在pH=10的緩沖溶液中,以鉻黑T作指示劑,用EDTA滴定鋅,從而求得硫酸鋅的含量,鉻酸離子對EDTA的滴定在堿性條件下不干擾。著色液中硫酸鋅含量為5~6g/L,每1mL EDTA可求得14g/L。


 2. 試劑


 ①. 固體抗壞血(xue)酸。


 ②. 固體酒石酸(suan)。


 ③. 0.05mol/L EDTA標準(zhun)溶液。


 ④. pH=10緩沖溶液。


 ⑤. 氨水,相對(dui)密度(du)0.89.


 ⑥. 1+1甲(jia)醛溶液。


 ⑦. 20%氰(qing)化鉀(jia)溶液。


 ⑧. 鉻黑(hei)T指示(shi)劑。


 3. 分(fen)析步驟


  ①. 用移液(ye)管(guan)吸取1mL著色液(ye)于250mL錐形瓶中(zhong)。


  ②. 加水50mL.


  ③. 加抗壞血酸2g,以還原Fe3+.


  ④. 加酒石酸2g,以絡合Fe3+.


  ⑤. 加氨(an)水至(zhi)呈微堿(jian)性(xing)(用廣泛試紙0~14測(ce))。


  ⑥. 加(jia)pH=10緩沖液(ye)10mL,如果(guo)溶液(ye)變(bian)渾(hun)濁,再加(jia)抗壞血(xue)酸(suan)和酒石酸(suan),使溶液(ye)在(zai)搖勻后變(bian)清。


  ⑦. 加鉻黑T指示(shi)劑少(shao)量(liang),搖勻,變藍(lan)色(se),如溶(rong)液達不(bu)到藍(lan)色(se),可適(shi)量(liang)滴加EDTA溶(rong)液至剛變藍(lan)色(se)(不(bu)計數(shu),不(bu)可多加)。


  ⑧. 加(jia)1+1甲醛1mL,搖勻變紅色,釋出鋅,不(bu)變紅表示無鋅。


  ⑨. 以(yi)0.05mol/L EDTA標準(zhun)溶(rong)液(ye)立即逐滴滴定至變藍色(se)為終(zhong)點,記(ji)錄(lu)消耗體積V2(mL)。


4. 計算


 含硫酸鋅 ZnSO4 · 7H2O(g/L) = cV2×288


 式(shi)中,c為(wei)(wei)EDTA標準溶液摩爾濃度,mol/L;V2為(wei)(wei)耗用EDTA標準溶液體(ti)積,mL;288為(wei)(wei)MznSO4·7H2O.



六、添加劑MnSO4的分析


 1. MnSO4 的分析原理


   如果在著色液中加入MnSO4,其量為3~4g/L,在過量氨水存在下,用過硫酸銨氧化Mn2+為MnO2沉淀,過濾分離出來,再用鹽酸羥胺還原為Mn2+,加三乙醇胺掩廠可能存在的金屬雜質如Fe3+,以鉻黑T為指示劑,用EDTA滴定求得Mn2+


 2. 試劑(ji)


  ①. 氨水,相對密度0.89。


  ②. 1+19氨水。


  ③. 過硫酸銨,固體(ti)。


  ④. 10%鹽酸(suan)羥胺。


  ⑤. 1+1三(san)乙(yi)醇胺。


  ⑥. 20%氰(qing)化(hua)鉀溶液(ye)。


  ⑦. pH=10緩沖液。


  ⑧. 鉻黑T指示劑。


  ⑨. 0.05mol/L EDTA標準溶(rong)液。


3. 分析步驟


  ①. 吸取(qu)著(zhu)色液5mL于(yu)250mL錐形瓶中。


  ②. 加(jia)氨水(shui)10mL,中(zhong)和至帶氨性(用1~14試劑干條在瓶中(zhong)變藍色(se))。


  ③. 加(jia)過硫酸銨2g,搖勻溶解后稍加(jia)熱幾分鐘,冷卻。


  ④. 干紙過濾,以1+19氨水洗滌濾紙上(shang)的MnO2沉(chen)淀3次,棄去濾液。


  ⑤. 用(yong)(yong)10%鹽酸羥胺滴(di)在濾紙(zhi)上溶解(jie)沉淀(dian)物,用(yong)(yong)水洗(xi)凈濾紙(zhi),濾液(ye)收(shou)集于錐(zhui)形瓶中(zhong)。


  ⑥. 加三(san)乙醇胺溶液5mL.


  ⑦. 加氰化鉀(jia)溶液5滴。


  ⑧. 加pH=10緩(huan)沖劑10mL.


  ⑨. 加鉻黑T指示劑少許,呈紫紅色。


  ⑩. 用0.05mol/L EDTA標(biao)準(zhun)溶液滴定至藍色為(wei)終點,記錄消耗EDTA標(biao)準(zhun)溶液體積V3(mL)。



七、添加劑鉬酸(suan)銨的分(fen)析


1. 硝酸鉛標準溶液滴定法


A. 分析原理


   在不銹鋼化學著(zhu)(zhu)彩(cai)色溶(rong)液中鉬酸銨能使所著(zhu)(zhu)彩(cai)色膜更加鮮(xian)艷,


   因此,鉬酸(suan)銨的(de)(de)加入量(liang)最多可達30g/L,一般為(wei)5~8g/L.其含量(liang)完全可用常規滴(di)定法求得。著色液(ye)在(zai)pH=6的(de)(de)乙酸(suan)-乙酸(suan)鈉緩沖溶液(ye)中(zhong)(zhong),溫度為(wei)60℃時,用4-(2-吡啶偶(ou)氮)間苯=酚一鈉鹽(PAR)為(wei)指(zhi)示劑,用硝(xiao)(xiao)酸(suan)鉛(qian)標準溶液(ye)滴(di)定,溶液(ye)由(you)橙色明(ming)顯變(bian)為(wei)紫紅色為(wei)終點。溶液(ye)中(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)的(de)(de)鉻(ge)酸(suan)和(he)硫酸(suan)對(dui)硝(xiao)(xiao)酸(suan)鉛(qian)有消(xiao)耗,應從消(xiao)耗的(de)(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)鉛(qian)中(zhong)(zhong)減去鉻(ge)酸(suan)和(he)硫酸(suan)已知的(de)(de)摩爾(er)毫升值。反(fan)應式如下:


   MoO2-4+Pb2+→PbMoO                 (8-10)


   Mo7O6-24+3Pb2+→Pb3Mo7O24            (8-11)


   CrO3+Pb2++H2O→PbCrO4+2H+      (8-12)


   H2SO4+Pb2+→PbSO4+2H            (8-13)


由式(8-10)可見,由分子量(liang)為19601的鉬酸(suan)銨的1個(ge)鉬酸(suan)根離子和1個(ge)鉛離子反應,生成1個(ge)鉬酸(suan)鉛(PbMoO4)分子。


由式(8-11)可見,由分子(zi)量1235.86的(de)鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]的(de)1個Mo7O24和(he)3個鉛離子(zi)反應(ying),生成1個鉬酸鉛(Pb3Mo7O24)分子(zi)。


由(you)式(8-12)可見,由(you)1個鉻(ge)酐和1個鉛離子反應,生成1個鉻(ge)酸(suan)鉛分子。


由式(8-13)可見,由1個(ge)(ge)硫酸(suan)和1個(ge)(ge)鉛(qian)離子(zi)(zi)反應(ying),生成1個(ge)(ge)硫酸(suan)鉛(qian)分子(zi)(zi)。


 B. 試劑


  ①. pH=6乙(yi)(yi)酸-乙(yi)(yi)酸鈉(na)緩沖溶液。稱取100g乙(yi)(yi)酸鈉(na)(CH3COONa·3H2O)溶于(yu)約500mL水中(zhong),加5.7mL冰乙(yi)(yi)酸,稀釋至1000mL.


  ②. 硝(xiao)酸鉛(qian)標準(zhun)溶液0.05mol/L。


 a.配制


  稱(cheng)取17g硝酸鉛[Pb(NO3)2]溶(rong)于(yu)水,加(jia)入(ru)1+1硝酸2mL,在1000mL容量瓶中加(jia)水至刻度線,搖勻。


 b.標定


  取0.05mol/L EDTA 標(biao)準溶液20mL(V1)于250mL錐形瓶中(zhong),加入 100g/L六亞甲基四胺15mL,加水(shui)70mL,加2~4滴二甲酚橙指示(shi)劑(2g/L),用已配好的硝酸鉛溶液滴定,至(zhi)溶液由(you)黃變紅為終點,記錄消耗硝酸鉛體積(ji)V2(mL).


c. 計算(suan)


  硝酸鉛摩爾濃度=CEDTA V1/V2


  ③. 4-(2-吡啶(ding)偶氮(dan))-間(jian)(jian)苯二酚-鈉鹽(PAR)指示劑。稱取(qu)0.1g 4-(2-吡啶(ding)偶氮(dan))-間(jian)(jian)苯二酚(PAR),溶于乙醇(95%)100mL中(zhong)。


  ④. 氨水(shui),相(xiang)對密度0.89.


C. 分(fen)析步驟


  ①. 取著色液(ye)1mL,加水(shui)30mL.


  ②. 加(jia)水(shui)50mL.


  ③. 加氨水至溶液呈pH=7弱中性(xing)(用0~14廣(guang)泛pH試紙)。


  ④. 加pH=6乙酸-乙酸鈉緩沖液10mL.


  ⑤. 加熱至60℃.


  ⑥. 加2滴PAR指示(shi)劑,呈黃色。


  ⑦. 用0.05mol/L硝酸錯標(biao)準溶(rong)液滴定(ding)至粉紅色為終點(dian),記錄硝酸鉛消耗體積(ji)V1(mL).


 D. 計算


  ①. 按式(shi)(8-11)反應


  式中,1235.86為鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·2H2O]的分子量;3為按式(8-11)1個鉬酸銨分子和3個鉛離子反應;c1為硝酸鉛摩爾濃度,mol/L;V1為硝酸鉛消耗體積,mL;2為在8.10.2方法中用NaOH標準溶液測定硫酸時也同時測定了鉻酸,用甲基橙指示劑只消耗兩種酸中2個氫原子中的1個氫原子,故應乘以2倍;c2為按8.10.2中所用NaOH標準溶液的摩爾濃度;V2為按8.10.2中所耗用NaOH標準溶液的毫升數,mL。


 ②. 按式(8-10)反應


  鉬酸銨(NH4)2MoO4(g/L) = (c1V1-2c2V2)×196.01


式中,c1為硝酸(suan)鉛標準(zhun)(zhun)溶液(ye)的摩爾(er)濃度(du),mol/L;V1為硝酸(suan)鉛標準(zhun)(zhun)溶液(ye)消(xiao)耗體積,mL;2為第2項中與計算(suan)①中按8.10.2分析方法中所需乘(cheng)以2倍相同;196.01為鉬酸(suan)銨(an)[(NH4)2MoO4]分子(zi)量。



2. 分光光度(du)法


 A. 分析原理


采(cai)用(yong)硫(liu)氰酸(suan)鹽(yan)(yan)分(fen)光(guang)光(guang)度法測定(ding)著(zhu)(zhu)色液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鉬酸(suan)鹽(yan)(yan)時,先用(yong)硫(liu)酸(suan)亞(ya)鐵銨溶(rong)液(ye)(ye)將(jiang)(jiang)著(zhu)(zhu)色液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鉻酸(suan)還(huan)原(yuan)為(wei)Cr3+(其用(yong)量參照8.10.1中(zhong)(zhong)在(zai)(zai)滴定(ding)鉻酸(suan)中(zhong)(zhong)所消耗的(de)(de)亞(ya)鐵銨溶(rong)液(ye)(ye)體積VA的(de)(de)1/5 mL),再用(yong)氨(an)水(shui)中(zhong)(zhong)和溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)硫(liu)酸(suan),使成中(zhong)(zhong)性(pH0~14試(shi)紙測),然后用(yong)硫(liu)脲(niao)還(huan)原(yuan)劑將(jiang)(jiang)鉬酸(suan)鹽(yan)(yan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)Mo6+還(huan)原(yuan)為(wei)Mo5+,以硫(liu)氰酸(suan)鹽(yan)(yan)為(wei)顯色劑,加入Fe2+作為(wei)顯色液(ye)(ye)穩(wen)定(ding)劑,以銅鹽(yan)(yan)作顯色的(de)(de)催化(hua)劑,用(yong)沸水(shui)浴加快生成橙紅色配(pei)合物的(de)(de)顯色速率。最大吸(xi)收波(bo)長:λmax=460nm;摩爾消光(guang)系數:460=9.65x105L/(mol·cm).在(zai)(zai)50mL顯色液(ye)(ye)中(zhong)(zhong),m相在(zai)(zai)50~300μg范圍(wei)內,顯色液(ye)(ye)符合比(bi)耳定(ding)律(lv)。


B. 儀(yi)器


 ①. 分光光度計(ji)。


 ②. 比(bi)色皿:1cm.


 C. 試劑。


  ①. 0.02mol/L硫酸亞鐵銨標準溶(rong)液。


  ②. 氨水,相對密度0.89.


  ③. 1+1硫(liu)酸。


  ④. 硫脲[(NH2)2CS]50g/L.


  ⑤. 硫氰酸銨(NH4SCN)200g/L.


  ⑥. CuSO4-FeSO4混合液。(AR)CuSO4·5H2O 10g、(AR)(NH4)2 Fe(SO4)2·12H2O 20g以水溶解后稀釋至500mL,搖勻。


  ⑦. 鉬標準溶液。100.0μg/mL,精確稱量(AR)Na2MoO4·2H2O 0.1167g, 以水溶解至500mL容量瓶中定容搖勻備用(0.1167÷223.9×95.94÷500= 0.0001mg/mL).


  ⑧. 鉬工作溶液。50.0μg/mL:用25mL大(da)肚(du)移液管取(qu)100.0μg/mL濃度的鉬標準溶液放入50mL容量瓶中,加水至刻線搖勻(yun),備用。


 D. 鉬的(de)校準曲線制作


  ①. 在7支50mL比色管(guan)中,分(fen)別(bie)加入50.0μg/mL鉬工作溶液0、1mL、2mL3mL、4mL、5mL、6mL.


  ②. 在每支(zhi)比色管中,加入(ru)(1+1)H2SO4 5mL,搖勻。


  ③. 加人CuSO4-FeSO4混合溶液5mL,搖勻。


  ④. 加入50g/L CS(NH2)10mL,搖勻。


  ⑤. 加入200g/L的NH4SCN溶液5mL,搖勻。


  ⑥. 將(jiang)7支比色(se)(se)管(guan)中的溶液浸人到沸(fei)水(shui)浴(yu)鍋(guo)中的液面以下,并不停地(di)晃動比色(se)(se)管(guan),使試(shi)液受熱均勻,以秒表準確計時30s后,立(li)即從水(shui)浴(yu)鍋(guo)中取(qu)(qu)出,立(li)刻(ke)用自來(lai)水(shui)的流水(shui)將(jiang)其冷卻至(zhi)室溫(wen)后,以水(shui)定容后搖勻,然后再(zai)取(qu)(qu)一支比色(se)(se)管(guan)進行水(shui)浴(yu)加(jia)熱顯色(se)(se),將(jiang)7支比色(se)(se)管(guan)中的溶液全(quan)部加(jia)熱顯色(se)(se),并冷卻,定容。


  ⑦. 在分光(guang)光(guang)度計上,于460nm波長處,用1cm的比色(se)皿,以(yi)試樣(yang)空白為參比溶液,測定吸光(guang)度。


 ⑧. 以吸光度A為縱坐標,以鉬(mu)的質量(mMo/μg)為橫(heng)坐標,制作鉬(mu)的校準(zhun)曲線(xian),見(jian)圖8-31。


e. 測定步(bu)驟


  ①.  吸取著色液(ye)V1=1mL加入(ru)100ml容量瓶中(zhong),以水稀釋至(zhi)刻度線后搖勻。稀釋液(ye)為V/mL.


  ②. 從容量瓶中(zhong)(V/mL)吸取(qu)相同體積(ji)的稀釋液V2=1~5mL兩(liang)份(fen)加入2只 50mL的比(bi)色管中(zhong)。


  ③. 在2只50ml的比色管中,分別加入:5mL(1+1)H2SO4,播勻,5mL CuSO4-FeSO4混合溶液,搖勻,10mL 50g/L CS(NH2)2,搖勻。


  ④. 在1只比色管中加入5mL 200g/L NH4SCN,另1只比色管則加人5mL 水,搖勻。


  ⑤. 按(4)校準曲線(xian)的(de)制作中的(de)步驟在(zai)沸水(shui)浴中加熱30s,冷卻(que)、定(ding)容(rong)、搖勻。


  ⑥. 在分光光度計上,于460nm波長(chang)處,用1cm的(de)比(bi)色(se)皿,以(yi)試(shi)劑(ji)空(kong)白(即(ji)加入(ru)5mL水的(de)那支(zhi)比(bi)色(se)管中的(de)試(shi)液)為參(can)比(bi)溶液,測定吸(xi)光度A位(wei)。


  ⑦. 在圖8-31鉬的校準曲線(460nm,1cm比色皿(min))上,依(yi)據吸(xi)光度A的值(zhi)查(cha)出鉬的質量[mMo(μg)].



八、稀土元素分析(xi)


1. 分析(xi)原理


  稀土元素有鑭鈰等17種元素,其原子結構具有共同特點,即外層有2個電子,次外層有8個電子,它們的化學性質都相像,化合價一般是+3價。如將著色液中的稀土鋅等Ce3+氧化成Ce4+,再以PA酸為指示劑,用亞鐵銨標準溶液進行測定,即可求得以Ce3+為代表的稀土元素的近似含量,稀土元素的原子量比較相近,如鈰為140.15,鋼為138.9,釹為144.24等,故以鈰的分子量作為代表稀土元素的計算用值,著色液中Cr6+對分析稀土有干擾,故要先用BaCl2將其沉淀并過濾除去,鉬酸離子為MoO2-4,也有干擾作用,要同時用BaCl2沉淀分離,但其含量較少。用BaCl2加入著色液中有下列反應:


 CrO3+BaCl2+H2O = BaCrO4+2HCl


 MoO +BaCl2 = BaMoO4+2Cl-


 H2SO4 +BaCl2 = BaSO4+2HCl


按CrO3、H2SO的分子量各為100、98,各需要1個 BaCl2, 分子量為208的1個分子沉淀完成。每1g CrO和H2SO4 各需要2.1g BaCl2來完成。過量的Ba2+對分析無干擾。


 2. 試劑


  ①. 1+2 HCl-HNO3混合酸液。


  ②. 10%BaCl2溶液。


  ③. 0.2mol/L硫酸亞鐵(tie)銨標(biao)準溶液(ye)。


  ④. 苯(ben)(ben)基代鄰氨基苯(ben)(ben)甲酸(suan)指(zhi)示劑(ji)(2g/LPA酸(suan))。


  ⑤. 1+1鹽酸溶液。


3. 分析(xi)步驟(zou)


  ①. 吸(xi)取含稀土(tu)(一般用量5g/L)著色液20mL于250mL錐形瓶中。


  ②. 查閱8.10.1節分析著色液(ye)鉻酐含(han)量及(ji)8.10.2節著色液(ye)硫酸(suan)含(han)量,在20mL試液(ye)中(zhong),實際數量乘2.1倍加10%BaCl2溶液(ye),約90~100mL.在100℃沸騰并保溫1~2h,使體積縮小,沉淀結晶變粗,有利于(yu)快速過濾。用(yong)少量清(qing)水清(qing)洗沉淀1次,保留濾液(ye),棄去沉淀。


  ③. 加人HCI-HNO3混酸20mL,在(zai)通柜(ju)中(zhong)加熱(re)氧化Ce至冒(mao)白煙(yan),將鍍液中(zhong)的(de) Ce3+氧化。


  ④. 冷卻(que)后加PA劑指示劑4滴。


  ⑤. 用微(wei)量滴定管,以0.2mol/L硫(liu)酸亞鐵銨標準溶液滴定,至紫紅色(se)消(xiao)失為終點(dian),記錄消(xiao)耗(hao)亞鐵液的(de)體積(ji)V2(mL).


4. 計算


鈰的質量(g/L)=c V2/V1 × 140.12


  式中,c為(wei)(wei)硫酸(suan)亞鐵(tie)銨標準(zhun)溶液摩爾濃度,mol/L; V1為(wei)(wei)著色液的取樣(yang)體積,mL; V2為(wei)(wei)硫酸(suan)亞鐵(tie)銨的消耗體積,mL; 140.12為(wei)(wei)鈰(shi)的相對分子量。


  如果要求稀土質(zhi)量的求解,可(ke)取稀土1g, 按分(fen)析步驟③~⑤求得(de)V2(mL),從而計得(de)鈰鹽(yan)相對分(fen)子量Mr稀土 = V1/cV2 × 1 (V1=4 mL)。


  將求得的Mr稀土值(zhi)取代上式的140.12值(zhi)即得稀土值(zhi)。



九(jiu)、不(bu)銹鋼著色(se)液中(zhong)偏(pian)釩酸鈉的分析


  在配方16~17中采用偏(pian)釩(fan)酸(suan)(suan)鈉(na)以代替鉻酸(suan)(suan)作為氧化劑進行(xing)著(zhu)色。偏(pian)釩(fan)酸(suan)(suan)鈉(na)的(de)含(han)量為95~110(配方16)或130~150g/L(配方17)并含(han)有1100~1200g/L的(de)硫酸(suan)(suan)。必須保持足夠的(de)偏(pian)釩(fan)酸(suan)(suan)鈉(na)含(han)量,才(cai)能得(de)到(dao)滿意的(de)著(zhu)色膜,故應(ying)及時分析偏(pian)釩(fan)酸(suan)(suan)鈉(na)的(de)含(han)量。


1. 分析原理


偏釩酸鈉NaVO3中的釩為5價,能被Fe2+在酸性條件下還原為NaVO2,其中釩為3價。反應式為NaVO3+2Fe2++2H+-NaVO2+2Fe3++H2O由式中(zhong)可見,每2個亞鐵離(li)子(zi)還原(yuan)1個釩酸離(li)子(zi)。用苯基代(dai)鄰氨基苯甲酸為指示(shi)劑,溶液由紫紅(hong)色突變為亮(liang)綠色指示(shi)終點。


2. 試(shi)劑


①. 硫酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)-磷(lin)酸(suan)(suan)混合酸(suan)(suan)。硫酸(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)、水按(an)體積4+2+4混合而成。


②. 0.2mol/L硫酸亞鐵銨(an)標準(zhun)溶(rong)液(見8.10.1).


③. 苯基代鄰氨基苯甲酚指(zhi)示劑(PA酸)(見(jian)8.10.1).


3. 分(fen)析(xi)步驟


①. 吸(xi)取不銹(xiu)鋼著色(se)液(ye)5mL于100mL容(rong)量瓶中(zhong),加水稀釋至刻度,搖勻。


②. 吸取(qu)稀釋液(ye)5mL(相當于原液(ye)0.25mL)于250mL錐形瓶中。


③. 加水50mL.


④. 加硫酸-磷酸混合液10mL,搖勻。


⑤. 加(jia)PAC酸指示劑4滴(di),呈棕色。


⑥. 用0.2mol/L硫酸亞鐵銨標準(zhun)溶液滴定(ding),溶液由棕色變為紫紅色,再突變成亮綠色為終點,記錄亞鐵銨標準(zhun)溶液滴定(ding)消(xiao)耗的體積V(mL).


4. 計算


偏釩酸鈉(na)含量(liang)(g/L)= cV/2×0.25×121.93


式中,2為每2個亞(ya)鐵離子(zi)還原(yuan)1個釩酸(suan)(suan)(suan)離子(zi);c為硫酸(suan)(suan)(suan)亞(ya)鐵銨(an)標(biao)準溶(rong)(rong)液摩爾濃度,mol/L; V為硫酸(suan)(suan)(suan)亞(ya)鐵銨(an)標(biao)準溶(rong)(rong)液消(xiao)耗體(ti)積,mL; 0.25為所取原(yuan)液體(ti)積,mL; 121.93為偏釩酸(suan)(suan)(suan)鈉(NaVO3)分子(zi)量。