硅钼蓝分光光度法测定钒氮合金中硅含量

孙咏芬

（山东省冶金科学研究院有限公司标准物质中心，山东 济南250014）

1 前言

钒氮合金是冶炼合金钢、特殊合金钢及不锈钢的必不可少的重要合金元素添加剂［1］。钒氮合金成分复杂，其中，硅是炼钢时加入硅铁脱氧而残留在钢中的杂质元素，一般钢种要求其含量＜0.4%（质量分数），或者更低［2］，因此硅含量的检测至关重要。目前对于钒氮产品中硅含量的检测多用重量法和ICP光谱仪等，这些方法，分析周期长，成本高，不适应日常分析检验。本方法采用分光光度法，缩短了分析周期，降低了成本。

2 实验部分

2.1仪器

721分光光度计。

2.2试剂

氢氧化钠（粒状）；硫酸（1+1）溶液；氢氧化钠溶液（50 g/L）；草酸（50 g/L）；亚硫酸钠溶液（50 g/L）；高锰酸钾溶液（40 g/L）。

钼酸铵溶液（50 g/L）过滤后使用。

硫酸亚铁铵溶液（60 g/L）：l00 mL中含有5 mL硫酸（ρ=1.84 g／mL），过滤后使用。

2.3 实验方法

称取0.200 0 g试样，置于30 mL银坩埚中，加入4.0 g氢氧化钠，转匀，盖上坩埚盖，在马弗炉内700℃熔融15 min，取出冷却后，用滤纸将坩埚外壁擦净后，置于250 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入100 mL沸水，浸出熔融物并使之溶解，以热水洗净坩埚和盖，取出。用硫酸（1+1）溶液酸化至澄清后，用氢氧化钠溶液调pH值为7，搅拌加入8 mL硫酸（1+1）溶液，于电炉上煮沸2～3 min，取下冷却至室温，转移至200 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。

分取10 mL溶液两份于100 mL容量瓶中，补加10 mL水，滴加高锰酸钾溶液数滴，放置10 min至稳定的紫红色不褪去，滴加亚硫酸钠溶液至紫红色刚好褪去。

参比液：一份加入10 mL草酸，5 mL钼酸铵溶液混匀后，加入5 mL硫酸亚铁铵溶液，以水稀释至刻度，混匀。

显色液：另一份则加入5 mL钼酸铵溶液混匀后，于沸水浴中加热30 s，取下立即用流水冷至室温，加入10 mL草酸，混匀后立即加入5 mL硫酸亚铁铵溶液，以水稀释至刻度，混匀。

于分光光度计波长680 nm处，用3 cm比色皿测量其吸光度。

2.4 校准曲线的绘制

移取 0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL，0.1 mg/mL硅标准溶液，分别置于1组100 mL容量瓶中，加10 mL钒底液（按称样量0.200 0 g，样品中钒含量80%模拟基体），以零浓度硅标准溶液为参比，于分光光度计波长680 nm处，用3 cm比色皿测量其吸光度。以硅量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制校准工作曲线。

按下式计算Si的百分含量：

式中：m1为从工作曲线上查得的硅量，g；V0为试液总体积，mL；V1为分取试液体积，mL；m0为试样量，g。

3 结果与讨论

3.1 溶样条件的选择

实验对钒氮合金溶样方法进行了选择，直接采用酸溶解试样，样品不易溶解，有少量残渣；采用酸溶后再用碱融回收残渣［3］，样品能够完全溶解，但步骤较为繁琐。本方法采用氢氧化钠溶样，硫酸酸化，调节适当酸度，样品测定结果稳定可靠。

3.2 方法准确度实验

对两个钒氮合金标准样品按照本方法测定硅含量，验证方法的准确度，结果如表1所示。

表1 测定结果及相对误差 %

由表1可知：测定值和标准值的相对误差均＜±5%，符合质量检测要求。

3.3 方法精密度实验

选择两个钒氮合金标准样品，按照本方法测定其中的硅含量，进行8次平行测定，计算相对标准偏差，测定结果见表2。

由表2可知，RSD为1.5%和2.0%，方法的精密度较高，能够满足测定要求。

4 结 语

硅钼蓝分光光度法测定钒氮合金中硅含量，采用氢氧化钠溶解试样，试样溶解完全，操作简便，改进了重量法的繁琐性。本方法具有分析周期短，灵敏度高，稳定性好，重现性好等特点。

表2 测定结果及相对标准偏差 %