重铬酸钾滴定法测定铝合金中的铁含量

2022-03-22张兴梅隋广奇

黑龙江科学 2022年4期

关键词：重铬酸钾氟化指示剂

张兴梅，周兵，隋广奇

(1.哈尔滨工程大学，哈尔滨 150001； 2.东北轻合金有限责任公司，哈尔滨 150060；3.黑龙江众合鑫成新材料有限公司，黑龙江绥化 152002)

铁含量大于3.5%的铝合金主要有4019、8019、8022等型号，在《GB/T 27677-2017铝中间合金》中有5个牌号，最高含量为64%。滴定法适合于高含量的测定，所以将重铬酸钾滴定法测定铝合金中铁含量的范围定为3.5%～65%。

1 试验部分

1.1 方法

硫磷混合酸溶解样品，以氟化铵为助溶剂，过滤，弃去没有溶解的物质。在酸性溶液中，以重铬酸钾标准溶液直接滴定Fe2+，当全部的Fe2+都与重铬酸钾反应后，过量的重铬酸钾与二苯胺磺酸钠指示剂反应，生成紫色的化合物，即为滴定终点，以消耗重铬酸钾的量计算样品中铁的质量分数。

1.2 试剂

氟化铵溶液(100 g/L)，氯化亚锡溶液(40 g/L)，硫酸-磷酸混合酸：于300 mL硫酸(1+3)中，缓慢加入10 mL磷酸(ρ=1.69 g/mL)，混匀。重铬酸钾标准滴定溶液(c=0.015 mol/L)，二苯胺磺酸钠指示剂溶液(4 g/L)。除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室三级水。

1.3 试验

称取屑状试样0.500 0 g±0.000 1 g，置于400 mL广口烧杯中，加15 mL氟化铵溶液、30 mL硫酸-磷酸混合酸，加热，至试料完全溶解，冷却。将样品溶液用滤纸(或脱脂棉)过滤于500 mL锥形烧杯中，洗涤沉淀6～7次，稀释样品溶液至约150 mL。加2～4 滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至溶液呈稳定的紫色，即为终点。记录消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积。

式中：c——重铬酸钾标准溶液的浓度(mol/L)；V——滴定消耗重铬酸钾标准溶液的体积(mL)；55.84——铁的摩尔质量(g/mol)；m——样品量克(g)。

2 结果与讨论

2.1 溶解样品方法试验

称取两份0.500 0 g某标准样品置于400 mL广口烧杯中，一份加入15 mL氟化铵溶液，一份不加入氟化铵溶液，两份都加入30 mL混合酸，其余按相同操作方法进行。试验现象和数据表明，不加入氟化铵时，样品溶解速度非常慢，试验失败。但助溶剂氟化铵的存在可以加快硫磷混酸溶解样品的速度，所以选择“氟化铵和硫磷混合酸”共同溶解样品。

2.2 酸度试验

称取0.500 g精铝，代替样品，再加入铁标准溶液，分别加入不同量的混合酸，按操作方法进行试验。重铬酸钾滴定铁时，硫磷混酸要保持一定的酸度(大约0.5 mol/L)，过低的酸度铁会形成沉淀，过高的酸度可能影响指示剂变色。结合试验结果，决定采用30 mL硫磷混酸溶解样品。

2.3 氟化铵加入量试验

氟离子能够与铁生成络合物，氟化铵加入量大于30 mL时，试验数据表明，氟离子结合了少量的铁，使其不再与重铬酸钾反应，致使分析结果偏低。同时，氟离子还可与铝生成络合物，也将消耗一部分氟化铵，若氟化铵加入量低于10 mL时，则助溶的效果不明显，不能显著提高反应速度，所以采用15 mL氟化铵溶液助溶，既可以保证反应速度，又不干扰铁的测定。