强碱分离EDTA滴定法测定铝镁钙合金中铝的含量

2018-07-27何超

天津冶金 2018年3期

何超

（天津天铁冶金集团技术中心，河北涉县056404）

0 引言

铝镁钙合金是炼钢生产中重要的脱氧剂，具有结晶细致、坚硬、熔点低、比重大的特点，对精确控制钢水冶炼成分有非常重要的意义。生产单位以化验成分含量指导生产，且国内铝镁钙合金价格不低，对分析准确度要求较高，还极易发生质量异议，因此分析方法尤为重要。

铝镁钙合金中铝的测定，目前还没有国标分析方法和标准样品。铝镁钙合金中铝的含量一般在55%～60%，故采取化学分析方法测定，本研究采用硝酸、氢氟酸分解，高氯酸冒烟赶净氮氧化物，不溶残渣用焦硫酸钾熔融回收。盐酸溶解盐类，强碱分离铁、钛、锰等元素，加入过量于铝的EDTA标准溶液、乙酸-乙酸钠溶液，加热煮沸使铝全部络合，然后以PAN为指示剂，用硫酸铜标准溶液回滴过量的EDTA。加入氟化钠使跟铝络合的EDTA释放，再用硫酸铜标准溶液滴定，终点滴定至紫红色，根据消耗的硫酸铜标准溶液来求得铝含量。该方法操作简单，颜色突变明显，测定结果准确可靠。

1 实验部分

1.1 主要试剂

硝酸（浓）；氢氟酸；高氯酸；盐酸（1+1）；盐酸（1+99）；氢氧化钠；焦硫酸钾；EDTA标准溶液（0.01 mol/L）；硫酸铜标准溶液（0.01 mol/L）；乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH值为5.5，称结晶乙酸钠200 g，用水溶解，加9 ml冰乙酸，用水稀释至1 000 ml，摇匀）；氟化钠（5%）；PAN指示剂（0.2%）。

1.2 分析步骤

将0.200 0g试料置于铂皿或聚四氟乙烯烧杯中，随同试料做空白，加入10 ml硝酸，仔细加5 ml氢氟酸，待剧烈停止后加热至试料溶解。加入10 ml高氯酸，加热蒸发至冒烟赶净氮氧化物，用水冲洗器壁，继续加热冒烟至体积约3 ml左右。加10 ml盐酸和50 ml热水溶解盐类。快速过滤，用盐酸（1+99）洗净杯与滤纸5～6次，再进行残渣回收（如试液比较清亮，则可省略过滤步骤）。

残渣回收：将残渣和滤纸置于铂坩埚中，低温灰化，坩埚置于700～750℃高温炉中灼烧20 min，冷却后加2～3 g焦硫酸钾，于700～750℃熔融10～15 min，冷却。擦净坩埚，将坩埚放于原烧杯中，加热浸取熔融物，用水洗净坩埚。

碱分离：将试液浓缩至100 ml以下，在不断搅拌下，加氢氧化钠至铁沉淀完全，再过量5 g，加热至沸，冷却，将溶液移入25 0ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，带沉淀下沉后干过滤，弃去最初滤液。

抽取10 ml滤液于400 ml烧杯中，加EDTA标准溶液5 0ml，2滴酚酞指示剂，用盐酸（1+1）中和红色消失过量2～3滴，加20 ml乙酸—乙酸钠缓冲溶液，加热煮沸3 min，取下冷却加PAN指示剂，用硫酸铜标液滴定呈紫色(不计数，但不能过量)，再加20 mlNaF，继续煮沸3 min，补加PAN指示剂1～2滴，用硫酸铜标液滴定至溶液恰好呈紫红色为终点，记下消耗硫酸铜标准溶液的体积。

1.3 分析结果计算

铝的质量百分数（%）按下式计算：

式中，c为硫酸铜标准溶液的浓度，mol/l；V、V0为滴定试液和空白试验分别消耗的硫酸铜标准溶液体积，ml；m为称取试料的质量，g；26.98为铝的摩尔质量，g/mol。

2 结果与讨论

2.1 溶液pH值的影响

该实验以乙酸-乙酸钠作为缓冲溶液调节溶液的pH值，并用PAN做指示剂。当缓冲溶液pH值＜5时，指示剂终点变色不灵敏。当缓冲溶液pH值＞6时，溶液又容易出现沉淀，测定结果偏低。实验显示缓冲溶液pH值在5.0～6.0时，指示终点明显。本实验选用pH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液调节溶液的pH值。

2.2 EDTA标准溶液的加入量

返滴定置换法测定时，EDTA的量必须保证完全络合。用盐酸中和时，如果溶液出现浑浊，表明EDTA加入量不足，Al3+没有与EDTA反应完全，配位不完全形成了Al（OH）3沉淀，可再加氢氧化钠将溶液调至碱性后，补加一定量的EDTA标准溶液，再调节pH值。EDTA加入量以过量5～10 ml为宜，本实验选择加入EDTA标准溶液的量为50 ml。