一、鉻酐和三(san)價鉻的測(ce)定(ding)
1. 方法原理
①. 鉻(ge)酐(gan)
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(ge)(ge)重(zhong)鉻酸根離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(價鉻)被6個(ge)(ge)亞(ya)鐵離(li)(li)(li)子(zi)(zi)還原(yuan)為(wei)2個(ge)(ge)三價鉻離(li)(li)(li)子(zi)(zi),由此(ci)可根據亞(ya)鐵離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的消耗量計得(de)六價鉻的濃度(du),反(fan)應式如下:
Cr2O2-7+6Fe2++14H+ = 2C3++6Fe3+ +7H2O
②. 三價鉻
三價鉻(ge)(ge)在(zai)酸性(xing)溶液中,在(zai)硝酸銀的(de)催化下,以過硫(liu)酸銨氧化三價鉻(ge)(ge)成(cheng)六價鉻(ge)(ge),反(fan)應式如(ru)下:
2Cr3++3(NH4)2S2O8+7H2O = Cr2O2-7+3(NH4)2SO4 +3H2SO4+8H+
然后以(yi)(yi)亞(ya)(ya)鐵離子(zi)還原(yuan)(yuan)包(bao)括原(yuan)(yuan)有的(de)(de)六價(jia)(jia)鉻和加上(shang)由新生成的(de)(de)由三(san)價(jia)(jia)鉻而成的(de)(de)六價(jia)(jia)鉻的(de)(de)總鉻量(liang),然后以(yi)(yi)消(xiao)耗的(de)(de)亞(ya)(ya)鐵離子(zi)毫升數減去(qu)原(yuan)(yuan)有的(de)(de)六價(jia)(jia)鉻所消(xiao)耗的(de)(de)亞(ya)(ya)鐵離子(zi)毫升數的(de)(de)差額,即求得三(san)價(jia)(jia)鉻的(de)(de)數量(liang)。
硝酸銀(yin)(yin)對氧化反應(ying)僅(jin)起催化作(zuo)用。銀(yin)(yin)離子和過(guo)硫(liu)酸銨(an)(an)(an)先(xian)生(sheng)成硫(liu)酸銀(yin)(yin),過(guo)硫(liu)酸銀(yin)(yin)能(neng)將三價鉻氧化成六(liu)價鉻,氧化反應(ying)完(wan)成后(hou),過(guo)硫(liu)酸銀(yin)(yin)仍恢復成硝酸銀(yin)(yin)狀態(tai)。硝酸銀(yin)(yin)用量很(hen)小(xiao),以(yi)0.1mol/L的(de)硝酸銀(yin)(yin)只需要加10滴即足以(yi)發揮作(zuo)用,對整(zheng)個反應(ying)無(wu)不良(liang)影響。但過(guo)量的(de)過(guo)硫(liu)酸銨(an)(an)(an)會消(xiao)耗亞(ya)鐵離子,故對測(ce)定有(you)干擾作(zuo)用。在滴定亞(ya)鐵前(qian),必須(xu)經煮沸(fei),從冒(mao)小(xiao)泡(pao)轉至冒(mao)大(da)泡(pao)數(shu)分鐘,完(wan)全分解過(guo)量的(de)過(guo)硫(liu)酸銨(an)(an)(an)而(er)放出氧氣。反應(ying)式(shi)如下:
2(NH4)2S2O8 +2H2O = 2(NH4)2SO4+2H2SO4+O2 ↑
2. 試(shi)劑
①. 1+1硫酸
1 體(ti)積分(fen)量(liang)硫酸加入(ru)1體(ti)積分(fen)量(liang)的水。
②. 苯基(ji)代(dai)鄰氨基(ji)苯甲(jia)酸(PA酸)指示劑
0.5g苯(ben)基(ji)代鄰(lin)氨基(ji)苯(ben)甲酸(suan)溶解至10g/L碳(tan)(tan)酸(suan)鈉(na)的溶液100mL中(zhong)(相當于1g碳(tan)(tan)酸(suan)鈉(na)溶于100mL水中(zhong))。
③. 標(biao)準0.1mol/L硫酸亞鐵銨溶液
a. 配制(zhi)
稱取(qu)分析純(chun)(chun)硫酸(suan)(suan)亞鐵(tie)銨(an)40g[FeSO4·(NH4)SO4·6H2O]溶于(yu)(yu)冷的(de)5+95硫酸(suan)(suan)(5體積分量硫酸(suan)(suan)溶于(yu)(yu)95體積分量水)1000mL中,定量至刻度。亞鐵(tie)溶液易氧化,應加人純(chun)(chun)鋁片若干(gan)于(yu)(yu)溶液中,儲存3~5天,以還(huan)原可(ke)能(neng)存在的(de)Fe3+.在使用前標定其(qi)摩(mo)爾濃(nong)度。在標定前先(xian)配(pei)制好0.1mol/L濃(nong)度的(de)重鉻(ge)酸(suan)(suan)鉀標準(zhun)溶液。
b. 0.1mol/L重鉻酸鉀溶液的配制
在(zai)(zai)(zai)稱(cheng)(cheng)量(liang)瓶(ping)中(zhong)稱(cheng)(cheng)取分析純重鉻(ge)酸鉀30g,在(zai)(zai)(zai)150℃烘箱中(zhong)干燥(zao)1h,在(zai)(zai)(zai)干燥(zao)器(qi)內冷卻至(zhi)常溫,在(zai)(zai)(zai)分析天平中(zhong)準確稱(cheng)(cheng)量(liang)至(zhi)小數點后(hou)四位數W2,然后(hou)將重鉻(ge)酸鉀溶解(jie)于水中(zhong),在(zai)(zai)(zai)稱(cheng)(cheng)量(liang)瓶(ping)中(zhong)稀釋至(zhi)1L刻線。重鉻(ge)酸鉀摩(mo)爾濃度MK=(W2-W1)÷29.421(式(shi)中(zhong)W1為空稱(cheng)(cheng)量(liang)瓶(ping)重),不需(xu)標定。
c. 標定(ding)
用(yong)移液(ye)管吸取標準0.1mol/L重鉻酸(suan)鉀(jia)溶(rong)(rong)液(ye)5mL于(yu)250mL錐(zhui)形瓶中,加水50mL,1+1硫酸(suan)溶(rong)(rong)液(ye)10mL,加PA酸(suan)指(zhi)示劑4滴(di),溶(rong)(rong)液(ye)呈(cheng)橙(cheng)黃色(se)。用(yong)配制好的(de)0.1mol/L硫酸(suan)亞鐵(tie)銨滴(di)定,由橙(cheng)黃轉紫紅色(se)(近終點(dian)前)突變為亮綠色(se)為終點(dian),記錄所耗用(yong)的(de)硫酸(suan)亞鐵(tie)銨體(ti)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)亞鐵銨溶液的摩(mo)爾濃度(du)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
稱取(qu)1g硝酸銀溶于100mL水中。
⑤. 固體過(guo)硫酸銨。
3. 分(fen)析步驟
①. 用移(yi)液(ye)管吸取著色(se)液(ye)5mL于100mL容(rong)量瓶中,加(jia)水稀釋至刻度搖勻。
②. 用移(yi)液管吸(xi)取稀釋(shi)液各5mL于A、B兩個250mL錐形瓶中(zhong)(相當于原(yuan)液0.25mL),各加水50mL(A瓶用于測定鉻(ge)酐(gan),B瓶用于測定三價(jia)鉻(ge))。
③. 各加1+1硫酸5mL.
④. 在B瓶(ping)中加硝酸銀溶液0.5mL.
⑤. 在B瓶中加過(guo)硫酸銨1~2g,搖勻,待過(guo)硫酸銨溶(rong)解,溶(rong)液褐色轉變為亮(liang)橙色,煮沸后由小氣泡冒出轉至(zhi)大(da)氣泡2min后,冷(leng)卻。
⑥. 向A、B兩瓶(ping)各加PA酸(suan)指示(shi)劑(ji)4滴(di),搖(yao)勻,呈棕褐色(se)。
⑦. 用標準(zhun)0.1mol/L硫酸(suan)亞鐵(tie)(tie)銨溶液(ye)滴(di)定至(zhi)近終點時呈紫紅色(se),再滴(di)定至(zhi)突變(bian)為亮綠色(se)為終點。記錄分析A、B兩瓶所耗用硫酸(suan)亞鐵(tie)(tie)銨標準(zhun)溶液(ye)體積各(ge)為VA和VB反應式如(ru)下(xia):
二、硫酸的測(ce)定
1. 硫酸的分析(xi)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(ji)
①. 甲(jia)基橙指示劑
0.1g甲基(ji)橙溶(rong)解于100mL熱水中,攪(jiao)拌溶(rong)解,如有不溶(rong)物(wu)應過(guo)濾。
②. 1mol/L氫氧化鈉標準(zhun)溶液。
a. 配制(zhi)
稱取氫氧化鈉(AR)40g,以冷沸水溶解于1L燒(shao)杯中,攪(jiao)拌澄清冷卻后,稀釋(shi)至(zhi)1L容量瓶中至(zhi)刻(ke)度。
b. 標(biao)定。
稱(cheng)取AR級苯二甲(jia)酸氫鉀4g(4位有效(xiao)數字)于稱(cheng)量瓶中,在120℃干燥2h后于250mL錐形瓶中,加(jia)水100mL,溫熱攪拌溶(rong)解(jie)后,加(jia)入酚酞(tai)指示劑(1g酚酞(tai)溶(rong)解(jie)于80mL乙醇中,溶(rong)解(jie)后加(jia)水稀釋至100mL)2滴,用配制好的氫氧化鈉溶(rong)液滴定(ding)至淡紅色為終點。
氫氧化(hua)鈉標準溶液摩爾濃(nong)度(du)C= m×1000 / V× 204.2
式中(zhong),V 為(wei)耗用氫(qing)氧(yang)化鈉標(biao)準溶(rong)液體積,mL;m為(wei)苯二甲(jia)酸氨鉀質量,g: 204.2為(wei)苯二甲(jia)酸氫(qing)鉀分子量。
3. 分(fen)析步驟(zou)
①. 用移液管取著色液1mL于250mL錐(zhui)形瓶中。
②. 移(yi)液管用少量水沖滴(di)管內附著(zhu)的著(zhu)色液。
③. 加水(shui)50mL,搖勻。
④. 加甲基橙5滴,呈紅(hong)色。
⑤. 用1mol/L氫氧化(hua)鈉標準(zhun)溶(rong)液滴定(ding),試液紅色剛轉變為橙(cheng)黃色即為終點,記錄消耗氫氧化(hua)鈉標準(zhun)溶(rong)液體積V1(mL)。
三、Fe3+的測定
1. Fe3+的分析原理
分(fen)析(xi)方法采用碘(dian)滴定法,即在(zai)酸性條件(jian)下(xia),用碘(dian)化鉀加入(ru)分(fen)析(xi)液中,碘(dian)離(li)子與鉻酸和三(san)價鐵(tie)離(li)子定量(liang)地(di)生(sheng)成碘(dian),反應式(shi)如下(xia):
2. 試(shi)劑
①. 0.1mol/L硫代硫酸鈉標準溶液(ye)。
②. 固體(ti)碘化鉀KI。
③. 1%可溶(rong)性淀粉溶(rong)液。
④. 1+1 H2SO4溶液。
3. 分析步驟
①. 取著色液5mL置于(yu)100mL容量瓶中,加水(shui)稀釋(shi)至刻線。
②. 取稀(xi)釋液5mL于帶蓋(gai)250mL錐形(xing)瓶中(相當于原(yuan)液0.25mL).
③. 加水50mL.
④. 加1+1 H2SO4溶液10mL.
⑤. 加(jia)碘化鉀約2g,搖勻,加(jia)蓋,暗(an)處放(fang)置10min,此(ci)為析出(chu)碘的溶(rong)液。
⑥. 用0.1mol/L NazS2O3 標準(zhun)(zhun)溶(rong)液滴(di)定(ding)含碘的(de)溶(rong)液至淡黃色,加淀粉溶(rong)液3mL,呈(cheng)藍色,繼續滴(di)定(ding)突變藍綠色為終點,記(ji)下硫代硫酸鈉標準(zhun)(zhun)溶(rong)液消耗的(de)體積V1(mL)。
4. 計算(suan)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. 固體抗壞血酸。
②. 固(gu)體酒石酸(suan)。
③. 0.05mol/L EDTA標(biao)準溶液。
a. 配(pei)制
稱取乙二胺(an)四乙酸二鈉(EDTA·2Na)20g,以水(shui)加熱溶(rong)解后,冷(leng)卻,稀釋至1L容量瓶(ping)刻(ke)線處。
b.標(biao)定
稱取分析純(99.9%)金屬(shu)鋅(xin)薄片(pian)0.4000g(有效(xiao)數字四位),于 200mL燒杯中(zhong),將鋅(xin)片(pian)折曲后緩慢(man)加(jia)入少(shao)量1+1鹽酸,直(zhi)至(zhi)溶(rong)解完全,小心過快過多溢(yi)出杯外,冷卻后移(yi)入100mL容量瓶(ping)中(zhong),加(jia)水(shui)稀(xi)釋至(zhi)刻度(du),搖勻,此為(wei)(wei)鋅(xin)標準(zhun)溶(rong)液(ye)(ye),其濃度(du)c1=m/65.38x10mol/L,m為(wei)(wei)鋅(xin)片(pian)的質(zhi)量,g.用移(yi)液(ye)(ye)管(guan)吸取此鋅(xin)標準(zhun)溶(rong)液(ye)(ye)20mL,于250mL錐形瓶(ping)中(zhong),加(jia)水(shui)50mL,滴加(jia)氨水(shui)至(zhi)微(wei)氨性(或微(wei)渾(hun)濁(zhuo)狀)加(jia)pH=10緩沖溶(rong)液(ye)(ye)10mL,絡黑T指示劑少(shao)許,使溶(rong)液(ye)(ye)呈現微(wei)紫紅色,以配好的EDTA標準(zhun)溶(rong)液(ye)(ye)滴定至(zhi)由紫紅剛變藍色為(wei)(wei)終點,記耗用EDTA標準(zhun)溶(rong)液(ye)(ye) V(mL),EDTA標準(zhun)溶(rong)液(ye)(ye)標定濃度(du)c=20c1÷Vmol/L。
④. 緩沖溶液(ye)(pH=10)。
⑤. 紫脲酸銨指示劑。
⑥. 氨水,相對密度0.89。
3. 分(fen)析步驟(zou)
①. 用移液(ye)管吸(xi)取1mL著色液(ye)于250mL錐(zhui)形瓶中。
②. 加水50mL.
③. 加抗壞血酸(suan)2g.
④. 加酒石(shi)酸(suan)2g.
⑤. 加氨水至微堿性(xing)(用試紙0~14測)。
⑥. 加pH=10緩沖溶(rong)液10mL,如果(guo)溶(rong)液變(bian)渾濁,再(zai)加抗壞血酸(suan)和酒石酸(suan),使溶(rong)液在搖勻后變(bian)清(qing)。
⑦. 加紫脲酸胺0.1g,搖(yao)勻。
⑧. 以0.05mol/L EDTA 標準溶液滴定至玫(mei)瑰紅(hong)色為(wei)終點,記錄消耗體積V1(mL).
4. 計算
含鎳(nie)(g/L)=c(V1-V2) × 58.69
式中,c為(wei)0.05mol/L EDTA標準溶(rong)液(ye)摩(mo)爾濃度,mol/L;V2為(wei)在8.10.5 中 0.05mol/L EDTA測(ce)鎳時(shi)消耗體積(ji)V2, mL; 58.69為(wei)鎳相(xiang)對原子(zi)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. 試劑
①. 固體抗壞血酸。
②. 固(gu)體酒石酸(suan)。
③. 0.05mol/L EDTA標(biao)準溶(rong)液。
④. pH=10緩沖溶液。
⑤. 氨水,相對密度0.89.
⑥. 1+1甲醛溶(rong)液。
⑦. 20%氰化鉀(jia)溶液(ye)。
⑧. 鉻黑T指示劑(ji)。
3. 分(fen)析步驟(zou)
①. 用移(yi)液管吸(xi)取1mL著(zhu)色液于250mL錐形瓶(ping)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(shui)至呈微堿(jian)性(用廣泛試(shi)紙(zhi)0~14測)。
⑥. 加(jia)(jia)pH=10緩沖液(ye)(ye)10mL,如(ru)果溶(rong)液(ye)(ye)變渾濁,再加(jia)(jia)抗壞血酸(suan)(suan)和酒(jiu)石酸(suan)(suan),使溶(rong)液(ye)(ye)在搖勻(yun)后變清。
⑦. 加(jia)鉻(ge)黑T指示劑少量(liang),搖勻,變藍(lan)色(se),如溶(rong)液(ye)達不(bu)(bu)到藍(lan)色(se),可適量(liang)滴加(jia)EDTA溶(rong)液(ye)至剛變藍(lan)色(se)(不(bu)(bu)計數,不(bu)(bu)可多加(jia))。
⑧. 加1+1甲(jia)醛1mL,搖勻變(bian)紅(hong)色(se),釋(shi)出鋅,不變(bian)紅(hong)表示無(wu)鋅。
⑨. 以0.05mol/L EDTA標準溶(rong)液立即(ji)逐(zhu)滴(di)(di)滴(di)(di)定至變(bian)藍(lan)色為終(zhong)點,記(ji)錄消耗(hao)體積(ji)V2(mL)。
4. 計算(suan)
含硫酸鋅 ZnSO4 · 7H2O(g/L) = cV2×288
式中,c為EDTA標準溶(rong)液(ye)摩爾濃度,mol/L;V2為耗用EDTA標準溶(rong)液(ye)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(an)水,相對密度0.89。
②. 1+19氨(an)水。
③. 過硫酸銨,固(gu)體(ti)。
④. 10%鹽(yan)酸羥胺。
⑤. 1+1三乙醇胺。
⑥. 20%氰化鉀(jia)溶液。
⑦. pH=10緩(huan)沖液。
⑧. 鉻(ge)黑T指示劑。
⑨. 0.05mol/L EDTA標(biao)準溶液(ye)。
3. 分析(xi)步(bu)驟
①. 吸取著色液5mL于250mL錐形瓶中。
②. 加氨水10mL,中(zhong)和至帶氨性(用(yong)1~14試劑干(gan)條在瓶中(zhong)變藍色)。
③. 加(jia)(jia)過硫酸銨2g,搖勻溶解后(hou)稍加(jia)(jia)熱幾分鐘,冷卻。
④. 干紙(zhi)過濾(lv),以1+19氨水(shui)洗(xi)滌濾(lv)紙(zhi)上(shang)的MnO2沉淀3次,棄去(qu)濾(lv)液。
⑤. 用(yong)10%鹽(yan)酸羥胺滴在濾紙上(shang)溶解沉淀物,用(yong)水(shui)洗(xi)凈濾紙,濾液收集于錐形(xing)瓶中。
⑥. 加三乙(yi)醇(chun)胺溶液5mL.
⑦. 加氰化鉀溶液5滴。
⑧. 加pH=10緩沖劑10mL.
⑨. 加鉻黑T指示劑少許,呈紫紅色(se)。
⑩. 用0.05mol/L EDTA標準(zhun)溶液滴(di)定至藍(lan)色為終(zhong)點,記(ji)錄消耗EDTA標準(zhun)溶液體積(ji)V3(mL)。
七(qi)、添(tian)加劑鉬酸銨的分析(xi)
1. 硝酸鉛(qian)標準溶液滴定法
A. 分(fen)析原理
在不銹鋼化學著彩(cai)色溶(rong)液中鉬酸銨能使所著彩(cai)色膜(mo)更加鮮艷,
因(yin)此(ci),鉬酸(suan)(suan)銨的(de)加入量最多可(ke)達30g/L,一(yi)般為(wei)5~8g/L.其(qi)含(han)量完全可(ke)用常規滴定法求得。著色(se)液在pH=6的(de)乙(yi)酸(suan)(suan)-乙(yi)酸(suan)(suan)鈉緩沖溶液中(zhong),溫度為(wei)60℃時(shi),用4-(2-吡啶偶氮)間苯=酚一(yi)鈉鹽(yan)(PAR)為(wei)指示劑,用硝(xiao)酸(suan)(suan)鉛標(biao)準溶液滴定,溶液由橙色(se)明顯變(bian)為(wei)紫(zi)紅色(se)為(wei)終點。溶液中(zhong)存在的(de)鉻(ge)酸(suan)(suan)和(he)(he)硫酸(suan)(suan)對硝(xiao)酸(suan)(suan)鉛有消(xiao)耗,應(ying)從消(xiao)耗的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)鉛中(zhong)減去鉻(ge)酸(suan)(suan)和(he)(he)硫酸(suan)(suan)已(yi)知(zhi)的(de)摩爾毫升值。反(fan)應(ying)式(shi)如下:
MoO2-4+Pb2+→PbMoO4 (8-10)
Mo7O6-24+3Pb2+→Pb3Mo7O24 (8-11)
CrO3+Pb2++H2O→PbCrO4+2H+ (8-12)
H2SO4+Pb2+→PbSO4+2H+ (8-13)
由(you)式(8-10)可見,由(you)分(fen)子(zi)量(liang)為19601的鉬(mu)酸(suan)銨的1個鉬(mu)酸(suan)根離子(zi)和(he)1個鉛離子(zi)反應,生(sheng)成1個鉬(mu)酸(suan)鉛(PbMoO4)分(fen)子(zi)。
由式(8-11)可(ke)見,由分子量1235.86的鉬(mu)酸(suan)銨(an)[(NH4)6Mo7O24·4H2O]的1個Mo7O24和3個鉛離子反應,生(sheng)成1個鉬(mu)酸(suan)鉛(Pb3Mo7O24)分子。
由式(8-12)可見(jian),由1個(ge)鉻(ge)(ge)酐和1個(ge)鉛(qian)離子反應,生成1個(ge)鉻(ge)(ge)酸(suan)鉛(qian)分子。
由式(8-13)可見,由1個(ge)硫酸(suan)和(he)1個(ge)鉛(qian)離子反(fan)應(ying),生成1個(ge)硫酸(suan)鉛(qian)分子。
B. 試(shi)劑
①. pH=6乙酸(suan)-乙酸(suan)鈉緩沖溶液。稱取100g乙酸(suan)鈉(CH3COONa·3H2O)溶于約500mL水中(zhong),加5.7mL冰乙酸(suan),稀釋至1000mL.
②. 硝酸鉛標(biao)準溶液0.05mol/L。
a.配制
稱取17g硝(xiao)酸(suan)鉛[Pb(NO3)2]溶于水,加入1+1硝(xiao)酸(suan)2mL,在1000mL容量瓶(ping)中(zhong)加水至(zhi)刻度線,搖勻。
b.標定
取(qu)0.05mol/L EDTA 標準溶(rong)液20mL(V1)于250mL錐形瓶(ping)中,加入 100g/L六(liu)亞(ya)甲(jia)基四胺15mL,加水(shui)70mL,加2~4滴(di)二(er)甲(jia)酚(fen)橙指示劑(2g/L),用已配(pei)好(hao)的硝(xiao)酸鉛溶(rong)液滴(di)定,至溶(rong)液由黃(huang)變紅(hong)為(wei)終點(dian),記錄(lu)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)(ding)偶(ou)氮)-間苯二酚-鈉鹽(PAR)指(zhi)示(shi)劑。稱取0.1g 4-(2-吡啶(ding)(ding)偶(ou)氮)-間苯二酚(PAR),溶(rong)于乙醇(95%)100mL中。
④. 氨水,相對密度(du)0.89.
C. 分析(xi)步驟(zou)
①. 取著色液1mL,加(jia)水(shui)30mL.
②. 加水(shui)50mL.
③. 加氨(an)水(shui)至溶液呈pH=7弱中(zhong)性(用0~14廣泛pH試紙(zhi))。
④. 加pH=6乙(yi)酸(suan)-乙(yi)酸(suan)鈉(na)緩沖液10mL.
⑤. 加(jia)熱至60℃.
⑥. 加(jia)2滴PAR指示劑,呈黃色。
⑦. 用0.05mol/L硝酸(suan)錯標準溶液滴(di)定至粉紅色為終點(dian),記錄硝酸(suan)鉛消耗(hao)體(ti)積V1(mL).
D. 計算(suan)
①. 按式(8-11)反應(ying)
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(shi)中(zhong),c1為(wei)硝酸(suan)鉛標準(zhun)(zhun)溶液(ye)的摩爾濃度,mol/L;V1為(wei)硝酸(suan)鉛標準(zhun)(zhun)溶液(ye)消耗體積,mL;2為(wei)第(di)2項中(zhong)與計(ji)算①中(zhong)按8.10.2分析(xi)方法中(zhong)所(suo)需乘以2倍(bei)相同;196.01為(wei)鉬酸(suan)銨[(NH4)2MoO4]分子量。
2. 分光(guang)光(guang)度法
A. 分析(xi)原(yuan)理
采用(yong)(yong)硫(liu)氰酸(suan)鹽分光(guang)光(guang)度法(fa)測(ce)定著(zhu)色(se)(se)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)鉬酸(suan)鹽時,先用(yong)(yong)硫(liu)酸(suan)亞鐵(tie)銨溶液(ye)將著(zhu)色(se)(se)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)鉻酸(suan)還(huan)原為Cr3+(其用(yong)(yong)量參照8.10.1中(zhong)(zhong)(zhong)在滴定鉻酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)所消耗的(de)亞鐵(tie)銨溶液(ye)體積VA的(de)1/5 mL),再用(yong)(yong)氨水中(zhong)(zhong)(zhong)和溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)硫(liu)酸(suan),使成(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)性(pH0~14試紙測(ce)),然后用(yong)(yong)硫(liu)脲還(huan)原劑(ji)將鉬酸(suan)鹽中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)Mo6+還(huan)原為Mo5+,以硫(liu)氰酸(suan)鹽為顯(xian)(xian)色(se)(se)劑(ji),加(jia)入Fe2+作為顯(xian)(xian)色(se)(se)液(ye)穩定劑(ji),以銅鹽作顯(xian)(xian)色(se)(se)的(de)催化劑(ji),用(yong)(yong)沸(fei)水浴(yu)加(jia)快生成(cheng)橙紅色(se)(se)配合(he)物的(de)顯(xian)(xian)色(se)(se)速率。最大吸(xi)收波長:λmax=460nm;摩爾(er)消光(guang)系(xi)數:460=9.65x105L/(mol·cm).在50mL顯(xian)(xian)色(se)(se)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),m相(xiang)在50~300μg范圍(wei)內,顯(xian)(xian)色(se)(se)液(ye)符合(he)比耳(er)定律。
B. 儀器
①. 分光(guang)光(guang)度(du)計。
②. 比色皿(min):1cm.
C. 試劑(ji)。
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(suan)。
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(rong)液。50.0μg/mL:用(yong)25mL大肚移液管取100.0μg/mL濃度的鉬標準(zhun)溶(rong)液放入50mL容量瓶中,加水至(zhi)刻線搖勻,備用(yong)。
D. 鉬的校(xiao)準曲線制作
①. 在7支50mL比色管中,分(fen)別加入50.0μg/mL鉬工作(zuo)溶液0、1mL、2mL3mL、4mL、5mL、6mL.
②. 在每(mei)支(zhi)比色管中,加入(1+1)H2SO4 5mL,搖(yao)勻。
③. 加人CuSO4-FeSO4混合溶液5mL,搖勻。
④. 加入50g/L CS(NH2)2 10mL,搖勻。
⑤. 加入200g/L的NH4SCN溶液5mL,搖勻。
⑥. 將7支比(bi)色(se)管(guan)(guan)中的(de)溶(rong)液浸(jin)人到沸(fei)水浴(yu)鍋中的(de)液面以(yi)下(xia),并不停地晃動比(bi)色(se)管(guan)(guan),使(shi)試液受(shou)熱均勻(yun),以(yi)秒表準確計時(shi)30s后(hou),立(li)即從水浴(yu)鍋中取(qu)出,立(li)刻(ke)用自來水的(de)流水將其冷卻至室溫后(hou),以(yi)水定容后(hou)搖(yao)勻(yun),然(ran)后(hou)再(zai)取(qu)一支比(bi)色(se)管(guan)(guan)進行水浴(yu)加(jia)熱顯色(se),將7支比(bi)色(se)管(guan)(guan)中的(de)溶(rong)液全部(bu)加(jia)熱顯色(se),并冷卻,定容。
⑦. 在(zai)分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)計上(shang),于460nm波長處,用1cm的比色皿(min),以試樣空白為參比溶液,測(ce)定吸光(guang)(guang)度(du)。
⑧. 以(yi)吸光(guang)度A為縱坐標(biao),以(yi)鉬(mu)的(de)質(zhi)量(mMo/μg)為橫坐標(biao),制作鉬(mu)的(de)校準(zhun)曲線,見圖(tu)8-31。
e. 測定步驟(zou)
①. 吸取著色液(ye)V1=1mL加入100ml容量瓶中,以水稀(xi)釋至刻(ke)度(du)線后(hou)搖勻(yun)。稀(xi)釋液(ye)為V/mL.
②. 從容量瓶(ping)中(zhong)(V/mL)吸取相同體積的(de)(de)稀釋液V2=1~5mL兩份加入2只 50mL的(de)(de)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(an)(4)校(xiao)準曲線的(de)制作(zuo)中的(de)步驟在沸(fei)水浴中加熱(re)30s,冷卻、定容、搖勻。
⑥. 在分光(guang)光(guang)度(du)計(ji)上,于460nm波長(chang)處,用(yong)1cm的(de)比色(se)皿(min),以(yi)試劑空白(即(ji)加入(ru)5mL水的(de)那支比色(se)管中的(de)試液)為(wei)參比溶液,測定吸光(guang)度(du)A位。
⑦. 在圖8-31鉬的(de)校準曲線(460nm,1cm比色(se)皿)上,依據吸(xi)光度(du)A的(de)值查出鉬的(de)質量[mMo(μg)].
八、稀土元素分析
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、H2SO4 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 CrO3 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硫酸亞鐵銨標準溶液(ye)。
④. 苯基代鄰氨基苯甲酸指示劑(2g/LPA酸)。
⑤. 1+1鹽酸溶液。
3. 分析(xi)步(bu)驟
①. 吸(xi)取含(han)稀土(一般用(yong)量5g/L)著色液20mL于250mL錐形瓶(ping)中。
②. 查(cha)閱8.10.1節分析著色液(ye)鉻酐(gan)含(han)量(liang)及8.10.2節著色液(ye)硫酸含(han)量(liang),在20mL試液(ye)中,實際數量(liang)乘2.1倍(bei)加10%BaCl2溶液(ye),約90~100mL.在100℃沸騰(teng)并(bing)保溫1~2h,使體積縮小,沉淀(dian)(dian)結晶變粗,有利于快(kuai)速過濾。用少(shao)量(liang)清(qing)水清(qing)洗沉淀(dian)(dian)1次,保留濾液(ye),棄去(qu)沉淀(dian)(dian)。
③. 加人HCI-HNO3混酸20mL,在通(tong)柜(ju)中加熱氧化Ce至冒(mao)白煙,將鍍液中的 Ce3+氧化。
④. 冷(leng)卻后加PA劑指示劑4滴。
⑤. 用微(wei)量滴定(ding)管(guan),以0.2mol/L硫酸亞鐵銨(an)標準溶液滴定(ding),至紫(zi)紅色消失(shi)為終(zhong)點,記錄(lu)消耗亞鐵液的(de)體積(ji)V2(mL).
4. 計(ji)算
鈰的質量(g/L)=c V2/V1 × 140.12
式(shi)中,c為(wei)硫酸(suan)亞鐵銨標準溶液(ye)摩爾濃度,mol/L; V1為(wei)著色液(ye)的(de)取樣體積(ji),mL; V2為(wei)硫酸(suan)亞鐵銨的(de)消耗體積(ji),mL; 140.12為(wei)鈰的(de)相(xiang)對分子量。
如(ru)果要求稀(xi)土(tu)質(zhi)量的求解,可取稀(xi)土(tu)1g, 按分(fen)析步驟③~⑤求得V2(mL),從而計(ji)得鈰鹽相對分(fen)子量Mr稀(xi)土(tu) = V1/cV2 × 1 (V1=4 mL)。
將求得的Mr稀(xi)土值(zhi)取代上式的140.12值(zhi)即得稀(xi)土值(zhi)。
九、不銹鋼(gang)著色液中(zhong)偏釩酸(suan)鈉的分析
在配方(fang)16~17中采用偏(pian)釩酸鈉以代替鉻(ge)酸作(zuo)為氧化劑進行著(zhu)色。偏(pian)釩酸鈉的含(han)量(liang)為95~110(配方(fang)16)或130~150g/L(配方(fang)17)并含(han)有(you)1100~1200g/L的硫酸。必(bi)須保持足夠的偏(pian)釩酸鈉含(han)量(liang),才能得(de)到滿意(yi)的著(zhu)色膜,故應及時分析(xi)偏(pian)釩酸鈉的含(han)量(liang)。
1. 分析原(yuan)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(jian),每(mei)2個(ge)亞(ya)鐵離(li)子還原(yuan)1個(ge)釩酸離(li)子。用苯基(ji)代(dai)鄰氨基(ji)苯甲酸為指示劑(ji),溶液由紫(zi)紅色突變為亮綠色指示終(zhong)點。
2. 試(shi)劑
①. 硫酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)-磷(lin)酸(suan)(suan)混(hun)合酸(suan)(suan)。硫酸(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)、水按體積4+2+4混(hun)合而(er)成。
②. 0.2mol/L硫酸亞(ya)鐵銨標準(zhun)溶液(見8.10.1).
③. 苯基代鄰氨基苯甲酚指示劑(PA酸)(見8.10.1).
3. 分析步驟
①. 吸取不(bu)銹鋼著色液5mL于(yu)100mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻(yun)。
②. 吸取(qu)稀釋液5mL(相當(dang)于(yu)原(yuan)液0.25mL)于(yu)250mL錐(zhui)形(xing)瓶(ping)中。
③. 加(jia)水50mL.
④. 加(jia)硫酸-磷酸混合液10mL,搖勻。
⑤. 加(jia)PAC酸指(zhi)示劑(ji)4滴,呈棕色。
⑥. 用0.2mol/L硫酸亞鐵(tie)銨(an)標準(zhun)溶液(ye)滴定,溶液(ye)由棕色變(bian)為紫紅色,再突變(bian)成亮綠(lv)色為終點,記錄亞鐵(tie)銨(an)標準(zhun)溶液(ye)滴定消(xiao)耗(hao)的(de)體積V(mL).
4. 計算(suan)
偏釩酸鈉含量(g/L)= cV/2×0.25×121.93
式中,2為每2個(ge)亞鐵離子還原1個(ge)釩酸離子;c為硫酸亞鐵銨標(biao)準(zhun)溶(rong)液(ye)摩爾濃度,mol/L; V為硫酸亞鐵銨標(biao)準(zhun)溶(rong)液(ye)消耗體(ti)積,mL; 0.25為所(suo)取原液(ye)體(ti)積,mL; 121.93為偏(pian)釩酸鈉(na)(NaVO3)分子量。