一、鉻酐和三價鉻的測定(ding)


1. 方(fang)法(fa)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個重鉻酸根離子(價(jia)鉻)被6個亞鐵(tie)離子還原為(wei)2個三價(jia)鉻離子,由(you)此(ci)可根據(ju)亞鐵(tie)離子的(de)消耗量計得(de)六價(jia)鉻的(de)濃度(du),反應(ying)式如下:


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


 ②. 三價鉻


  三價(jia)鉻(ge)在(zai)酸性溶液(ye)中,在(zai)硝酸銀的催化下,以(yi)過(guo)硫酸銨氧化三價(jia)鉻(ge)成六價(jia)鉻(ge),反應式如下:


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


  然(ran)后(hou)以亞鐵離子還原包括原有(you)的(de)(de)六(liu)價(jia)鉻和加上由新生成(cheng)(cheng)的(de)(de)由三價(jia)鉻而成(cheng)(cheng)的(de)(de)六(liu)價(jia)鉻的(de)(de)總鉻量(liang),然(ran)后(hou)以消(xiao)耗(hao)的(de)(de)亞鐵離子毫升數(shu)減(jian)去(qu)原有(you)的(de)(de)六(liu)價(jia)鉻所消(xiao)耗(hao)的(de)(de)亞鐵離子毫升數(shu)的(de)(de)差額,即求(qiu)得三價(jia)鉻的(de)(de)數(shu)量(liang)。


  硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀對(dui)氧化反應(ying)僅起催化作(zuo)用(yong)(yong)。銀離子和過(guo)(guo)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銨先(xian)生成硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀,過(guo)(guo)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀能(neng)將(jiang)三價(jia)鉻氧化成六(liu)價(jia)鉻,氧化反應(ying)完成后,過(guo)(guo)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀仍恢(hui)復成硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀狀態。硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀用(yong)(yong)量很小(xiao),以0.1mol/L的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銀只(zhi)需要加10滴(di)即(ji)足以發揮作(zuo)用(yong)(yong),對(dui)整個反應(ying)無不良影響。但過(guo)(guo)量的(de)過(guo)(guo)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銨會(hui)消耗亞(ya)鐵離子,故對(dui)測(ce)定(ding)有(you)干擾作(zuo)用(yong)(yong)。在滴(di)定(ding)亞(ya)鐵前,必須經煮沸,從冒小(xiao)泡(pao)轉至(zhi)冒大泡(pao)數分鐘,完全分解過(guo)(guo)量的(de)過(guo)(guo)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銨而放出氧氣(qi)。反應(ying)式如下:


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


2. 試劑


  ①. 1+1硫酸


    1 體積分(fen)量硫酸(suan)加入1體積分(fen)量的水。


  ②. 苯基代鄰氨基苯甲酸(suan)(PA酸(suan))指示劑


    0.5g苯(ben)基(ji)代(dai)鄰氨基(ji)苯(ben)甲酸溶解至10g/L碳(tan)酸鈉的溶液100mL中(相(xiang)當于(yu)1g碳(tan)酸鈉溶于(yu)100mL水中)。


  ③. 標準0.1mol/L硫酸亞鐵銨溶液


    a. 配制


    稱(cheng)取分(fen)析純硫酸(suan)亞鐵銨40g[FeSO4·(NH4)SO4·6H2O]溶(rong)(rong)于(yu)(yu)冷(leng)的(de)5+95硫酸(suan)(5體積分(fen)量硫酸(suan)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)95體積分(fen)量水)1000mL中(zhong),定量至刻度(du)。亞鐵溶(rong)(rong)液易氧化,應加人(ren)純鋁片若(ruo)干(gan)于(yu)(yu)溶(rong)(rong)液中(zhong),儲存3~5天,以還原(yuan)可能存在(zai)的(de)Fe3+.在(zai)使用前標定其摩(mo)爾(er)濃(nong)度(du)。在(zai)標定前先配制好0.1mol/L濃(nong)度(du)的(de)重鉻酸(suan)鉀標準溶(rong)(rong)液。


    b. 0.1mol/L重(zhong)鉻酸鉀溶液的(de)配制


    在稱(cheng)(cheng)量(liang)瓶(ping)(ping)中(zhong)(zhong)稱(cheng)(cheng)取分析(xi)純(chun)重(zhong)鉻(ge)酸(suan)鉀30g,在150℃烘箱中(zhong)(zhong)干燥1h,在干燥器內(nei)冷卻(que)至常溫(wen),在分析(xi)天平(ping)中(zhong)(zhong)準確稱(cheng)(cheng)量(liang)至小數(shu)點后四(si)位(wei)數(shu)W2,然后將重(zhong)鉻(ge)酸(suan)鉀溶解(jie)于水(shui)中(zhong)(zhong),在稱(cheng)(cheng)量(liang)瓶(ping)(ping)中(zhong)(zhong)稀(xi)釋至1L刻線。重(zhong)鉻(ge)酸(suan)鉀摩爾濃度(du)MK=(W2-W1)÷29.421(式中(zhong)(zhong)W1為空(kong)稱(cheng)(cheng)量(liang)瓶(ping)(ping)重(zhong)),不(bu)需標(biao)定(ding)。


    c. 標定


    用移液(ye)管吸(xi)取(qu)標(biao)準0.1mol/L重鉻酸(suan)鉀溶液(ye)5mL于250mL錐形瓶中(zhong),加(jia)水50mL,1+1硫酸(suan)溶液(ye)10mL,加(jia)PA酸(suan)指示(shi)劑4滴,溶液(ye)呈橙(cheng)黃色(se)(se)。用配制好(hao)的0.1mol/L硫酸(suan)亞鐵(tie)銨滴定,由橙(cheng)黃轉紫紅色(se)(se)(近終點前(qian))突變(bian)為亮綠色(se)(se)為終點,記錄所耗用的硫酸(suan)亞鐵(tie)銨體積(ji)V(mL).反應式如下: 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(ya)鐵(tie)銨溶(rong)液的摩爾濃度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%硝酸銀溶液


     稱(cheng)取1g硝酸銀(yin)溶于100mL水中。


  ⑤. 固體過硫酸銨。


3. 分析步驟


  ①. 用移液(ye)管吸取著色液(ye)5mL于100mL容(rong)量瓶中,加水稀釋至(zhi)刻度搖(yao)勻(yun)。


  ②. 用(yong)(yong)移液(ye)管吸(xi)取稀(xi)釋(shi)液(ye)各(ge)5mL于A、B兩個250mL錐形(xing)瓶中(zhong)(相當于原液(ye)0.25mL),各(ge)加水50mL(A瓶用(yong)(yong)于測(ce)定鉻(ge)酐,B瓶用(yong)(yong)于測(ce)定三價鉻(ge))。


  ③. 各加1+1硫酸5mL.


  ④. 在(zai)B瓶(ping)中加硝酸銀(yin)溶液0.5mL.


  ⑤. 在B瓶中加過硫酸銨(an)(an)1~2g,搖勻,待過硫酸銨(an)(an)溶(rong)解,溶(rong)液(ye)褐色轉(zhuan)變為亮橙色,煮沸后由小氣泡冒出(chu)轉(zhuan)至大(da)氣泡2min后,冷卻。


  ⑥. 向A、B兩瓶各加PA酸指示劑4滴,搖勻,呈(cheng)棕(zong)褐色。


  ⑦. 用(yong)標準0.1mol/L硫酸亞(ya)鐵(tie)銨溶液(ye)滴(di)定至近終點時呈紫紅色(se)(se),再滴(di)定至突變為亮綠色(se)(se)為終點。記錄(lu)分析A、B兩瓶所(suo)耗用(yong)硫酸亞(ya)鐵(tie)銨標準溶液(ye)體積各為VA和VB反應式如(ru)下:



二、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(shi)劑


  ①. 甲基橙指示劑(ji)


     0.1g甲基橙(cheng)溶(rong)解(jie)于100mL熱(re)水中,攪拌(ban)溶(rong)解(jie),如(ru)有(you)不溶(rong)物應過濾。


  ②. 1mol/L氫氧化(hua)鈉標準溶(rong)液。


   a. 配制(zhi)


     稱取氫氧(yang)化鈉(AR)40g,以(yi)冷沸水溶解(jie)于1L燒杯中(zhong),攪(jiao)拌澄清冷卻(que)后,稀釋至(zhi)1L容量瓶中(zhong)至(zhi)刻度(du)。


   b. 標定。


    稱(cheng)取AR級苯二甲酸氫鉀4g(4位(wei)有效數(shu)字(zi))于稱(cheng)量瓶(ping)中(zhong)(zhong),在120℃干(gan)燥(zao)2h后(hou)于250mL錐形瓶(ping)中(zhong)(zhong),加水(shui)100mL,溫熱攪拌(ban)溶(rong)解(jie)后(hou),加入酚(fen)酞(tai)指示劑(1g酚(fen)酞(tai)溶(rong)解(jie)于80mL乙醇中(zhong)(zhong),溶(rong)解(jie)后(hou)加水(shui)稀釋至100mL)2滴,用(yong)配制好的氫氧(yang)化鈉溶(rong)液滴定至淡紅色(se)為終點(dian)。


  氫氧化鈉(na)標(biao)準溶液摩爾濃度C= m×1000 / V× 204.2


   式中,V 為(wei)耗用氫氧(yang)化鈉標準溶液(ye)體積(ji),mL;m為(wei)苯二甲(jia)(jia)酸氨鉀質量,g: 204.2為(wei)苯二甲(jia)(jia)酸氫鉀分子量。


3. 分(fen)析步(bu)驟


  ①. 用(yong)移(yi)液管取著色液1mL于250mL錐形瓶(ping)中。


  ②. 移液管用少量(liang)水沖滴管內附著(zhu)(zhu)的著(zhu)(zhu)色液。


  ③. 加水50mL,搖勻。


  ④. 加甲基橙5滴,呈紅色(se)。


  ⑤. 用1mol/L氫氧化鈉(na)標準溶液(ye)滴定(ding),試液(ye)紅(hong)色剛轉變為(wei)橙黃色即為(wei)終點,記錄消耗氫氧化鈉(na)標準溶液(ye)體積V1(mL)。



三、Fe3+的測定


1. Fe3+的分析原理


 分析方法采用碘(dian)(dian)(dian)滴(di)定法,即(ji)在酸性條件下,用碘(dian)(dian)(dian)化鉀加(jia)入分析液中,碘(dian)(dian)(dian)離子(zi)與鉻酸和(he)三(san)價鐵離子(zi)定量地生成碘(dian)(dian)(dian),反應式如下:


2. 試劑


 ①. 0.1mol/L硫代硫酸(suan)鈉(na)標準溶(rong)液。


 ②. 固體碘化鉀KI。


 ③. 1%可(ke)溶(rong)性淀粉(fen)溶(rong)液(ye)。


 ④. 1+1 H2SO4溶液。


3. 分(fen)析步驟


 ①. 取著色液5mL置(zhi)于100mL容(rong)量瓶中,加水稀釋至刻線。


 ②. 取稀釋液(ye)5mL于(yu)帶(dai)蓋250mL錐形瓶中(相(xiang)當于(yu)原(yuan)液(ye)0.25mL).


 ③. 加水50mL.


 ④. 加1+1 H2SO4溶液10mL.


 ⑤. 加(jia)碘化鉀(jia)約2g,搖勻,加(jia)蓋,暗處放置10min,此為析出碘的溶液。


 ⑥. 用0.1mol/L NazS2O3 標(biao)準(zhun)溶液(ye)滴定含碘的溶液(ye)至淡黃(huang)色,加淀粉(fen)溶液(ye)3mL,呈藍色,繼續滴定突變藍綠色為(wei)終點,記下硫代(dai)硫酸鈉標(biao)準(zhun)溶液(ye)消耗的體積V1(mL)。


4. 計算原(yuan)理


  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. 試劑


  ①. 固體抗(kang)壞(huai)血酸。


  ②. 固體酒石酸(suan)。


  ③. 0.05mol/L EDTA標準溶液。


   a. 配(pei)制


    稱取乙二胺四乙酸二鈉(EDTA·2Na)20g,以水加熱溶解(jie)后,冷(leng)卻,稀(xi)釋至1L容量瓶刻線處。


   b.標定


   稱取分(fen)析純(99.9%)金屬鋅(xin)(xin)薄片0.4000g(有效數字四位),于 200mL燒杯中,將鋅(xin)(xin)片折(zhe)曲(qu)后緩慢加(jia)入(ru)少量1+1鹽酸,直至溶(rong)(rong)(rong)解完全(quan),小心過快(kuai)過多溢(yi)出(chu)杯外(wai),冷卻后移(yi)(yi)入(ru)100mL容量瓶中,加(jia)水稀釋至刻度,搖(yao)勻(yun),此(ci)為鋅(xin)(xin)標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)(rong)液(ye),其濃(nong)(nong)度c1=m/65.38x10mol/L,m為鋅(xin)(xin)片的質量,g.用移(yi)(yi)液(ye)管(guan)吸取此(ci)鋅(xin)(xin)標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)20mL,于250mL錐形瓶中,加(jia)水50mL,滴(di)(di)加(jia)氨水至微(wei)氨性(或(huo)微(wei)渾濁狀)加(jia)pH=10緩沖溶(rong)(rong)(rong)液(ye)10mL,絡黑T指示劑少許(xu),使溶(rong)(rong)(rong)液(ye)呈現(xian)微(wei)紫(zi)紅色,以配好的EDTA標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)滴(di)(di)定(ding)至由紫(zi)紅剛(gang)變(bian)藍色為終點,記耗用EDTA標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)(rong)液(ye) V(mL),EDTA標準(zhun)(zhun)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)標定(ding)濃(nong)(nong)度c=20c1÷Vmol/L。


  ④. 緩沖(chong)溶液(pH=10)。


  ⑤. 紫脲酸銨(an)指示劑。


  ⑥. 氨水,相對密(mi)度0.89。


3. 分析步驟


  ①. 用移液管吸取1mL著(zhu)色液于250mL錐形瓶中。


  ②. 加水50mL.


  ③. 加抗壞血酸2g.


  ④. 加酒石酸2g.


  ⑤. 加(jia)氨(an)水至微堿性(用試紙0~14測)。


  ⑥. 加(jia)pH=10緩沖溶(rong)液10mL,如(ru)果溶(rong)液變渾(hun)濁,再加(jia)抗(kang)壞(huai)血酸和酒石(shi)酸,使溶(rong)液在搖勻后變清。


  ⑦. 加紫脲酸胺0.1g,搖勻。


  ⑧. 以0.05mol/L EDTA 標準(zhun)溶液(ye)滴定至玫(mei)瑰(gui)紅色為終點,記(ji)錄消耗(hao)體積V1(mL).


4. 計算


 含鎳(nie)(g/L)=c(V1-V2) × 58.69


 式(shi)中,c為0.05mol/L EDTA標準溶液摩爾濃度,mol/L;V2為在(zai)8.10.5 中 0.05mol/L EDTA測(ce)鎳時消耗體積V2, mL; 58.69為鎳相對原子量。



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(shi)劑


 ①. 固(gu)體抗壞血酸。


 ②. 固體酒石酸。


 ③. 0.05mol/L EDTA標準溶液。


 ④. pH=10緩沖溶液(ye)。


 ⑤. 氨水,相(xiang)對密度0.89.


 ⑥. 1+1甲(jia)醛溶(rong)液(ye)。


 ⑦. 20%氰化鉀溶液。


 ⑧. 鉻黑(hei)T指示劑。


 3. 分(fen)析步驟


  ①. 用移液(ye)管吸取1mL著色液(ye)于250mL錐(zhui)形瓶中。


  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. 加氨水至呈微堿性(xing)(用(yong)廣泛試紙0~14測)。


  ⑥. 加pH=10緩(huan)沖液10mL,如果溶液變渾濁,再加抗壞血酸和酒石酸,使(shi)溶液在(zai)搖勻后變清。


  ⑦. 加鉻黑T指示劑(ji)少量(liang),搖勻,變(bian)(bian)藍(lan)色(se),如溶液達不到藍(lan)色(se),可(ke)適量(liang)滴(di)加EDTA溶液至(zhi)剛變(bian)(bian)藍(lan)色(se)(不計數,不可(ke)多加)。


  ⑧. 加1+1甲醛1mL,搖(yao)勻變(bian)紅(hong)色,釋出(chu)鋅,不變(bian)紅(hong)表(biao)示無鋅。


  ⑨. 以0.05mol/L EDTA標準溶液立即逐滴滴定至變藍色為終點,記(ji)錄消耗體積(ji)V2(mL)。


4. 計(ji)算(suan)


 含硫酸鋅 ZnSO4 · 7H2O(g/L) = cV2×288


 式中,c為EDTA標(biao)準溶(rong)液摩爾濃度,mol/L;V2為耗用EDTA標(biao)準溶(rong)液體積,mL;288為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


  ①. 氨水,相對密度0.89。


  ②. 1+19氨(an)水。


  ③. 過硫酸銨(an),固體。


  ④. 10%鹽酸羥胺。


  ⑤. 1+1三乙醇胺。


  ⑥. 20%氰化鉀溶液。


  ⑦. pH=10緩沖液。


  ⑧. 鉻(ge)黑T指示劑。


  ⑨. 0.05mol/L EDTA標準溶液(ye)。


3. 分析步(bu)驟


  ①. 吸取著(zhu)色液5mL于250mL錐形瓶中。


  ②. 加氨(an)水10mL,中(zhong)和至帶氨(an)性(用(yong)1~14試(shi)劑干(gan)條在瓶(ping)中(zhong)變(bian)藍色)。


  ③. 加過硫酸銨2g,搖勻溶解后(hou)稍(shao)加熱幾分鐘(zhong),冷卻。


  ④. 干(gan)紙過濾(lv),以1+19氨(an)水(shui)洗(xi)滌濾(lv)紙上(shang)的MnO2沉淀3次,棄去濾(lv)液。


  ⑤. 用10%鹽(yan)酸羥胺(an)滴在(zai)濾紙上溶解沉淀物(wu),用水洗凈濾紙,濾液收集于(yu)錐形瓶中。


  ⑥. 加三乙醇胺(an)溶(rong)液5mL.


  ⑦. 加氰化鉀溶液5滴。


  ⑧. 加pH=10緩(huan)沖劑(ji)10mL.


  ⑨. 加鉻黑T指示(shi)劑(ji)少(shao)許,呈紫(zi)紅色(se)。


  ⑩. 用0.05mol/L EDTA標準溶液(ye)滴定至(zhi)藍色(se)為終點,記錄消耗EDTA標準溶液(ye)體積(ji)V3(mL)。



七、添加劑鉬酸(suan)銨的分析


1. 硝酸鉛標(biao)準溶液滴(di)定法


A. 分析原理


   在不銹鋼化學著彩色(se)溶液中(zhong)鉬酸銨能(neng)使所著彩色(se)膜(mo)更(geng)加鮮艷,


   因(yin)此,鉬酸(suan)銨的(de)(de)加入量最多可(ke)達30g/L,一(yi)般(ban)為(wei)5~8g/L.其含量完全可(ke)用常規滴定(ding)法求得。著色(se)液(ye)在pH=6的(de)(de)乙酸(suan)-乙酸(suan)鈉緩沖(chong)溶(rong)液(ye)中,溫度為(wei)60℃時,用4-(2-吡啶偶氮)間苯=酚(fen)一(yi)鈉鹽(yan)(PAR)為(wei)指示劑,用硝酸(suan)鉛(qian)(qian)標準溶(rong)液(ye)滴定(ding),溶(rong)液(ye)由(you)橙色(se)明顯變為(wei)紫紅色(se)為(wei)終點。溶(rong)液(ye)中存(cun)在的(de)(de)鉻酸(suan)和(he)(he)硫(liu)酸(suan)對硝酸(suan)鉛(qian)(qian)有消耗,應從消耗的(de)(de)硝酸(suan)鉛(qian)(qian)中減去鉻酸(suan)和(he)(he)硫(liu)酸(suan)已知的(de)(de)摩爾毫(hao)升值。反應式如下:


   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(fen)子(zi)(zi)量(liang)為(wei)19601的(de)鉬(mu)酸(suan)銨的(de)1個(ge)鉬(mu)酸(suan)根離(li)子(zi)(zi)和1個(ge)鉛離(li)子(zi)(zi)反應,生成1個(ge)鉬(mu)酸(suan)鉛(PbMoO4)分(fen)子(zi)(zi)。


由式(shi)(8-11)可見,由分子量1235.86的(de)鉬(mu)酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]的(de)1個Mo7O24和3個鉛(qian)離子反應,生成1個鉬(mu)酸鉛(qian)(Pb3Mo7O24)分子。


由(you)式(8-12)可見,由(you)1個鉻酐和1個鉛離(li)子反應,生成(cheng)1個鉻酸鉛分子。


由式(8-13)可見,由1個硫酸和1個鉛離子反應,生(sheng)成1個硫酸鉛分子。


 B. 試劑


  ①. pH=6乙酸(suan)(suan)-乙酸(suan)(suan)鈉緩沖溶液(ye)。稱取100g乙酸(suan)(suan)鈉(CH3COONa·3H2O)溶于(yu)約(yue)500mL水中(zhong),加5.7mL冰乙酸(suan)(suan),稀釋至1000mL.


  ②. 硝酸鉛標(biao)準溶液0.05mol/L。


 a.配(pei)制


  稱取17g硝酸(suan)鉛[Pb(NO3)2]溶于水,加入1+1硝酸(suan)2mL,在1000mL容量瓶中加水至(zhi)刻度線,搖勻(yun)。


 b.標定


  取(qu)0.05mol/L EDTA 標(biao)準(zhun)溶液(ye)20mL(V1)于250mL錐形(xing)瓶中,加入 100g/L六亞甲基(ji)四胺15mL,加水70mL,加2~4滴(di)二甲酚橙指示(shi)劑(2g/L),用已配好的硝(xiao)酸鉛溶液(ye)滴(di)定,至(zhi)溶液(ye)由黃變(bian)紅為終點(dian),記錄消耗硝(xiao)酸鉛體積V2(mL).


c. 計算


  硝酸鉛摩爾濃度=CEDTA V1/V2


  ③. 4-(2-吡啶(ding)偶(ou)氮(dan))-間(jian)苯二(er)酚-鈉鹽(PAR)指示劑(ji)。稱取0.1g 4-(2-吡啶(ding)偶(ou)氮(dan))-間(jian)苯二(er)酚(PAR),溶于乙(yi)醇(95%)100mL中。


  ④. 氨水(shui),相對密度(du)0.89.


C. 分析步驟


  ①. 取著色液1mL,加(jia)水30mL.


  ②. 加水50mL.


  ③. 加氨水至溶(rong)液(ye)呈pH=7弱中(zhong)性(用0~14廣泛(fan)pH試紙)。


  ④. 加pH=6乙(yi)酸(suan)-乙(yi)酸(suan)鈉(na)緩(huan)沖液10mL.


  ⑤. 加熱(re)至60℃.


  ⑥. 加2滴PAR指(zhi)示(shi)劑,呈(cheng)黃色。


  ⑦. 用0.05mol/L硝酸錯(cuo)標準溶液滴定至粉紅色為終點,記(ji)錄硝酸鉛消(xiao)耗(hao)體積V1(mL).


 D. 計算(suan)


  ①. 按式(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(shi)(8-10)反(fan)應(ying)


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


式中(zhong)(zhong),c1為(wei)硝(xiao)酸鉛(qian)標準溶(rong)液(ye)的摩(mo)爾濃度(du),mol/L;V1為(wei)硝(xiao)酸鉛(qian)標準溶(rong)液(ye)消耗體積(ji),mL;2為(wei)第2項(xiang)中(zhong)(zhong)與計算①中(zhong)(zhong)按8.10.2分析方法中(zhong)(zhong)所需乘(cheng)以2倍相同;196.01為(wei)鉬酸銨(an)[(NH4)2MoO4]分子量。



2. 分光光度法(fa)


 A. 分(fen)析(xi)原理


采用(yong)硫氰(qing)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)分光光度法測定著(zhu)色(se)(se)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)鉬酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)時,先用(yong)硫酸(suan)亞(ya)(ya)鐵銨(an)溶(rong)液(ye)(ye)將(jiang)著(zhu)色(se)(se)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)鉻酸(suan)還原為(wei)Cr3+(其用(yong)量參照8.10.1中(zhong)在滴定鉻酸(suan)中(zhong)所消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)(de)亞(ya)(ya)鐵銨(an)溶(rong)液(ye)(ye)體(ti)積(ji)VA的(de)(de)1/5 mL),再用(yong)氨水(shui)中(zhong)和溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)硫酸(suan),使成(cheng)中(zhong)性(pH0~14試紙測),然后用(yong)硫脲還原劑(ji)將(jiang)鉬酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)中(zhong)的(de)(de)Mo6+還原為(wei)Mo5+,以硫氰(qing)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)為(wei)顯色(se)(se)劑(ji),加入(ru)Fe2+作為(wei)顯色(se)(se)液(ye)(ye)穩(wen)定劑(ji),以銅鹽(yan)(yan)(yan)作顯色(se)(se)的(de)(de)催(cui)化劑(ji),用(yong)沸(fei)水(shui)浴加快(kuai)生成(cheng)橙紅色(se)(se)配合(he)(he)物的(de)(de)顯色(se)(se)速率。最大(da)吸收波長:λmax=460nm;摩爾(er)消(xiao)(xiao)光系數(shu):460=9.65x105L/(mol·cm).在50mL顯色(se)(se)液(ye)(ye)中(zhong),m相(xiang)在50~300μg范圍內,顯色(se)(se)液(ye)(ye)符(fu)合(he)(he)比耳定律。


B. 儀(yi)器(qi)


 ①. 分光光度計(ji)。


 ②. 比(bi)色皿(min):1cm.


 C. 試(shi)劑。


  ①. 0.02mol/L硫(liu)酸亞鐵銨標(biao)準溶液(ye)。


  ②. 氨水,相對密度0.89.


  ③. 1+1硫酸。


  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(ye)(ye)。50.0μg/mL:用(yong)(yong)25mL大(da)肚移(yi)液(ye)(ye)管取100.0μg/mL濃(nong)度的鉬標(biao)準溶液(ye)(ye)放入50mL容量(liang)瓶(ping)中,加水(shui)至(zhi)刻線搖勻,備用(yong)(yong)。


 D. 鉬的校準曲線制作


  ①. 在7支50mL比色(se)管中(zhong),分別加入50.0μg/mL鉬(mu)工(gong)作(zuo)溶液0、1mL、2mL3mL、4mL、5mL、6mL.


  ②. 在每支(zhi)比(bi)色管中,加(jia)入(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(zhi)比(bi)色(se)管中(zhong)的溶液(ye)浸人到沸(fei)水浴(yu)鍋中(zhong)的液(ye)面以(yi)(yi)下,并不停(ting)地晃動比(bi)色(se)管,使試液(ye)受熱均勻,以(yi)(yi)秒表(biao)準確(que)計(ji)時30s后(hou),立(li)(li)即(ji)從(cong)水浴(yu)鍋中(zhong)取出,立(li)(li)刻用(yong)自來水的流水將(jiang)其冷卻至室溫后(hou),以(yi)(yi)水定(ding)容(rong)后(hou)搖勻,然(ran)后(hou)再取一支(zhi)比(bi)色(se)管進(jin)行水浴(yu)加熱顯(xian)色(se),將(jiang)7支(zhi)比(bi)色(se)管中(zhong)的溶液(ye)全部(bu)加熱顯(xian)色(se),并冷卻,定(ding)容(rong)。


  ⑦. 在(zai)分(fen)光光度計上,于460nm波長(chang)處,用1cm的比色(se)皿,以(yi)試樣空(kong)白為參比溶(rong)液(ye),測定(ding)吸光度。


 ⑧. 以吸光度A為縱坐(zuo)(zuo)標,以鉬的質量(liang)(mMo/μg)為橫坐(zuo)(zuo)標,制作鉬的校(xiao)準曲線,見圖8-31。


e. 測定步驟


  ①.  吸(xi)取著色液V1=1mL加入100ml容(rong)量瓶(ping)中,以水稀釋至刻度線(xian)后搖(yao)勻。稀釋液為V/mL.


  ②. 從容(rong)量(liang)瓶中(zhong)(V/mL)吸取相(xiang)同體積的稀釋液(ye)V2=1~5mL兩份(fen)加入2只 50mL的比色管中(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)校準曲線的制作中(zhong)(zhong)的步驟在沸水浴中(zhong)(zhong)加熱30s,冷卻、定(ding)容、搖勻。


  ⑥. 在分光光度(du)計上,于460nm波長處,用1cm的比(bi)色皿,以試劑(ji)空白(即加(jia)入5mL水(shui)的那(nei)支比(bi)色管中(zhong)的試液)為參比(bi)溶(rong)液,測(ce)定(ding)吸光度(du)A位(wei)。


  ⑦. 在圖(tu)8-31鉬的(de)校(xiao)準曲線(xian)(460nm,1cm比色皿)上,依據吸光度A的(de)值查出鉬的(de)質量[mMo(μg)].



八、稀(xi)土元素分(fen)析


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(liu)酸(suan)亞鐵銨標準溶液。


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


  ⑤. 1+1鹽酸溶液。


3. 分(fen)析步驟


  ①. 吸(xi)取含稀(xi)土(一般(ban)用量5g/L)著(zhu)色液20mL于250mL錐形(xing)瓶中。


  ②. 查閱8.10.1節分析(xi)著(zhu)色液鉻酐含量(liang)(liang)及8.10.2節著(zhu)色液硫酸含量(liang)(liang),在20mL試(shi)液中,實際數(shu)量(liang)(liang)乘2.1倍(bei)加10%BaCl2溶(rong)液,約90~100mL.在100℃沸騰并保溫1~2h,使體積縮小,沉(chen)(chen)淀結晶變粗,有(you)利于快(kuai)速過(guo)濾。用少量(liang)(liang)清水清洗沉(chen)(chen)淀1次,保留濾液,棄去沉(chen)(chen)淀。


  ③. 加人HCI-HNO3混酸20mL,在通柜中(zhong)(zhong)加熱氧(yang)化Ce至冒(mao)白煙,將鍍液中(zhong)(zhong)的(de) Ce3+氧(yang)化。


  ④. 冷卻后加PA劑指示劑4滴。


  ⑤. 用微量滴定(ding)管,以0.2mol/L硫酸亞鐵銨(an)標準溶液滴定(ding),至紫紅色消失為終點(dian),記錄消耗亞鐵液的體積V2(mL).


4. 計算(suan)


鈰(shi)的質(zhi)量(g/L)=c V2/V1 × 140.12


  式中,c為硫酸亞鐵銨標(biao)準溶液摩爾濃度,mol/L; V1為著色(se)液的(de)取樣體(ti)積,mL; V2為硫酸亞鐵銨的(de)消耗(hao)體(ti)積,mL; 140.12為鈰(shi)的(de)相對分子(zi)量。


  如果要求(qiu)(qiu)稀(xi)土(tu)(tu)質量的求(qiu)(qiu)解(jie),可取稀(xi)土(tu)(tu)1g, 按分(fen)析步驟③~⑤求(qiu)(qiu)得(de)V2(mL),從而計得(de)鈰(shi)鹽相對分(fen)子量Mr稀(xi)土(tu)(tu) = V1/cV2 × 1 (V1=4 mL)。


  將求得的(de)Mr稀土(tu)值取代(dai)上(shang)式(shi)的(de)140.12值即得稀土(tu)值。



九、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)著色液(ye)中偏釩酸鈉的(de)分析


  在配方16~17中采用(yong)偏(pian)釩(fan)酸(suan)鈉以代替鉻酸(suan)作為(wei)氧化劑進行著(zhu)色。偏(pian)釩(fan)酸(suan)鈉的(de)含(han)量為(wei)95~110(配方16)或130~150g/L(配方17)并含(han)有1100~1200g/L的(de)硫酸(suan)。必須(xu)保持足夠(gou)的(de)偏(pian)釩(fan)酸(suan)鈉含(han)量,才能得到滿意(yi)的(de)著(zhu)色膜,故應及時分(fen)析偏(pian)釩(fan)酸(suan)鈉的(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(you)(you)式中可見,每(mei)2個亞鐵離(li)子還原1個釩酸(suan)離(li)子。用(yong)苯基代鄰氨(an)基苯甲酸(suan)為指(zhi)示劑,溶液由(you)(you)紫紅(hong)色突變(bian)為亮綠色指(zhi)示終點。


2. 試劑


①. 硫(liu)酸酸-磷酸混合酸。硫(liu)酸、磷酸、水(shui)按體(ti)積4+2+4混合而(er)成(cheng)。


②. 0.2mol/L硫酸(suan)亞鐵銨標(biao)準溶液(見8.10.1).


③. 苯基代鄰(lin)氨基苯甲酚(fen)指示劑(PA酸)(見8.10.1).


3. 分析步驟


①. 吸取不銹鋼著色液(ye)5mL于100mL容量瓶中,加(jia)水(shui)稀釋(shi)至刻(ke)度,搖勻。


②. 吸取稀(xi)釋液5mL(相(xiang)當于原液0.25mL)于250mL錐形(xing)瓶中。


③. 加水50mL.


④. 加硫(liu)酸(suan)-磷酸(suan)混合液10mL,搖勻。


⑤. 加(jia)PAC酸指示劑4滴,呈(cheng)棕(zong)色。


⑥. 用0.2mol/L硫(liu)酸(suan)亞鐵(tie)銨(an)標準溶(rong)(rong)液滴定,溶(rong)(rong)液由棕色變為(wei)紫紅色,再突變成亮綠色為(wei)終點(dian),記錄亞鐵(tie)銨(an)標準溶(rong)(rong)液滴定消耗的體積V(mL).


4. 計算


偏釩酸鈉含(han)量(g/L)= cV/2×0.25×121.93


式中,2為(wei)(wei)每2個亞(ya)鐵(tie)離(li)子還原1個釩酸離(li)子;c為(wei)(wei)硫酸亞(ya)鐵(tie)銨標準(zhun)溶(rong)液(ye)摩(mo)爾濃(nong)度,mol/L; V為(wei)(wei)硫酸亞(ya)鐵(tie)銨標準(zhun)溶(rong)液(ye)消耗體積,mL; 0.25為(wei)(wei)所取(qu)原液(ye)體積,mL; 121.93為(wei)(wei)偏釩酸鈉(NaVO3)分子量。