氧化还原滴定法测定不锈钢中铬含量的探讨

褚 进

（杭州杭氧股份有限公司 计量理化部，浙江 杭州 311305）

0 引言

铬是一种银白色金属，质地极硬，在介质作用下能够在钢的表面形成钝化膜[1]，促进钢的钝化并使其保持稳定钝态，从而提高不锈钢的耐蚀性、耐磨性和热强性，成为奥氏体不锈钢中最主要的合金元素。18―8 型Cr-Ni奥氏体不锈钢中产量最高的是牌号为304 （06Crl9Nil0）的不锈钢，占到奥氏体不锈钢总量的80%左右。它凭借着优良的综合性能被广泛运用于板式换热器、波纹管、家庭用品、建材、化学、食品工业等领域[2]。因此检测工作者需要频繁接触该种钢材的材质分析，其中Cr 是必须测定元素之一，掌握快速而又准确的测定方法至关重要。

现行钢中铬的分析方法主要有化学分析方法和仪器分析方法两大类。仪器分析方法如动力学分光光度法、原子吸收光谱法等[3]一般用以测定铬含量较低的钢铁产品，而本实验不锈钢分析检测中铬含量较高，因此采用化学分析方法，即过硫酸铵氧化硫酸亚铁铵滴定法，并对实验要点的掌握进行探讨。

1 实验方法

（1）原理。本法采用浓盐酸、浓硝酸混合溶液溶解样本，以硝酸银为催化剂，在硫酸-磷酸介质中，用过硫酸铵做氧化剂，将三价铬氧化为六价铬，并用硫酸亚铁铵标准溶液滴定六价铬，从而测量试样中铬的含量。

三价铬经过硫酸铵氧化为六价铬同时锰氧化为高锰酸方程式如下：

（2）试剂。①硫磷混合酸：以H2SO4：H3PO4：H2O=150：150：700 的比例配置；②硫酸亚铁铵标准溶液：0.07mol/L；③邻苯氨基苯甲酸指示剂：0.2%，取0.2g 邻苯氨基苯甲酸溶于100mL 水中。

式中：Tcr—硫酸亚铁铵标准溶液对铬的滴定度（g/mL）；G—试样克重。

2 结果与分析

2.1 可信度检验

选取一组标样按上述实验步骤操作，计算滴定度，具体结果见表1。结果显示，各组实验滴定度都很接近。根据计算平均滴定度反算标样含量，反算结果与标样真实值吻合度较高，可见该实验方法具有高度的稳定性及精确性。

表1 标样滴定度以及含量测量结果Tab.1 The results of titer and content

2.2 精确性检验

选择三个标样以及一个未知样按该实验方法进行测定，通过标准样品的平均滴定度计算未知量的含量，同样操作测定11 次，结果见表2。表中数据显示，11 次测定结果中未知样的Cr 含量十分接近，可见该方法精确有效，重复性好。

表2 未知样11 次测定结果Tab.2 The results of unknown sample in 11 times measurement

3 结论

运用过硫酸铵氧化硫酸亚铁铵滴定法快速准确测定铬含量必须的注意以下的几个要点：

（1）硫磷混合酸蒸发冒烟时需使冒烟程度保持一致，才能得到满意滴定度。白色烟上升瓶底腾空即可，不可冒烟过头，否则冷却后有结晶，影响测定结果。

（2）加入的亚硝酸钠不宜过量，否则亚硝酸钠会还原部分六价铬，使结果数据偏低。

（3）本法不适合测定含钒的合金钢，若有钒存在须先测定钒，再滴定铬钒总量，然后以1%钒相当于0.34%铬的理论值换算铬量。

（4）加入过硫酸铵煮沸大气泡，到呈稳定红色不褪色时，若时间不到，滴定终点后会发现又有红色出现，但也不宜煮沸太长时间。

（5）邻苯氨基苯甲酸指示剂具有还原性，故不宜多加。过硫酸铵氧化硫酸亚铁铵滴定法操作方便，耗时低，稳定性好，准确度符合国家标准要求。在熟练掌握该方法后能在两小时左右完成整个实验过程获得所需数据。同时通过调整改变称样量和滴定用标准溶液的浓度可以测定较宽含量范围内的铬含量，适用于工厂实验室的实际分析工作中，为不锈钢材产品的质量控制提供了强有力的技术保障，具有良好的经济和社会效益。

[1]尚思通，小米·盖尔.锌与锌合金镀层三价铬钝化的优越性分析[J].电镀与精饰，2007，6.

[2]王剑莉，张凤，刘凡.304 不锈钢双极板性能研究[J].长春工业大学学报（自然科学版），2009，5.

[3]翟庆洲，等.近年来铬光度分析的某些进展[J].湿法冶金，2006，4.

[4]化学分析编写组.化学分析[M].北京：机械工业出版社，2001.

[5]吴诚.金属材料化学分析300 问[M].上海：上海交通大学出版社，2003.