酸碱滴定法快速测定硅锰铝合金中硅

Key words: Silico2manganese2alum inum alloy; hydrofluoric acid; potassium siliofluoride p recip itation; acid2
base titration; silicon
1 前言
硅锰铝合金是由硅 、锰 、铝及少量铁组成的合 金 , 合金中的硅 、锰 、铝与氧的亲和力最强 , 是硅 锰铝系合金中较好的脱氧剂 , 脱硫剂 , 具有熔点 低 、颗粒大 、容易上浮 、脱氧效果好等优点 , 使钢 中的氧降到最低 ; 同时形成含硅 、锰 、铝的复杂氧 化物易从钢液中上浮 , 纯净钢液 , 提高钢的质量和 加工性能等 。因此 , 开展测定硅锰铝合金中主量化 学元素的分析具有重要意义 。
mL 硝酸钾洗涤液 , 用塑料棒捣碎滤纸及氟硅酸钾
沉淀 , 加 10滴溴麝香草酚蓝指示剂 , 缓慢滴加氢
氧化钠标准溶液至恰呈蓝色 , 不计量但要准确 。加
100 mL 中 性 沸 水 , 搅 拌 使 滤 纸 散 开 , 搅 拌 中 用
0125 mol/L 氢氧化钠标准溶液滴定至蓝色为终点 。
按公式 1计算硅的百分含量 :
(2) 用氢氧化钠标准溶液滴定硅时 , 滴定过 程中试液温度应保持在 80～95 ℃为佳 。
(3) 在溶解试样时 , 为防止反应剧烈试样溅 失 , 加入氢氟酸时要缓慢滴加进行 。
4 结论
至今国家未研制出硅锰铝合金标准样品 , 硅锰 合金标样中的化学元素硅含量与其基本近似 , 故用 硅锰合金标样代替硅锰铝合金标准样品测定硅含 量 , 从试验结果看与标准值基本一致 , 误差完全在 国标范围内 , 方法是可行的 , 并具有操作简便 、快 速 、准确度高等优点 , 完全能满足炼钢生产的需 要。
指在重新加热煮沸后的蒸馏水中加溴麝香草酚 蓝指示剂 2滴后 , 如水呈酸性时 , 可用氢氧化钠标 准溶液滴定至浅蓝色不消失 (此时 PH 为 7～711) 为止 , 然后将其放置在低温处保持沸腾状态 。 3110 注意事项
(1) 用氢氧化钠标准溶液滴定硅终点时的蓝 色应与消除残余游离酸时的蓝色保持一致 , 否则有 误差 。
2 实验部分
211 试剂 硝酸 :ρ = 1142 g /mL; 氢氟酸 :ρ = 1115 g /mL;
硝酸钾饱和溶液 ; 过氧化氢 : 30% ; 硝酸钾洗涤 液 : 称取 100 g硝酸钾溶解于 900 mL 水中 , 加入 100 mL乙醇 , 混匀 ; 溴麝香草酚蓝为指示剂 : 1%
作者简介 : 刘兴沂 ( 1962 - ) ,女 , 1982 年毕业于莱钢技校化验专 业 ,现任品保部高级技师 ,主要从事钢铁 、原材料的检验分析工作 。
参考文献
[ 1 ] 陈寿椿 1主要无机化学反应 [M ] 1上海 : 上海科学 技术出版社 , 19631
[ 2 ] 赵乃成 1铁合金生产实用技术手册 [M ] 1北京 : 冶 金工业出版社 , 20031
[ 3 ] 鄢国强 1工厂实用化学分析手册 [M ] 1北京 : 机械 工业出版社 , 19951
Si % = T ×V /m ×100
(1)
T—每 mL 氢氧化钠标准溶液对硅的滴定度 ;
61
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
24156 24150 24148
18192 21180 24154
010151 010796 010207 010948 010528 012151
312 试液酸度的影响 试液酸度对氟硅酸钾沉淀的形成和溶解有较大
影响 。酸度小易形成其它氟化物共沉淀 ; 酸度大能 增加氟硅酸钾沉淀的溶解度 , 使测定硅结果偏低 。 氟硅酸钾沉淀形成的适宜酸度为 2～3 mol/L。 313 沉淀剂的选择
关键词 : 硅锰铝合金 氢氟酸 氟硅酸钾沉淀 酸碱滴定法 硅
Fa st D eterm ina tion of S ilicon in S ilico2manganese2a lum inum A lloy by Ac id2ba se titra tion
L iu Xingyi
( The Quality A ssurance Dep t. )
Abstract: In light of the p rincip le of potassium fluosilicate, dissolved in boiling water, form ing hydrofluoric
acid, after the samp le is dissolved in nitric acid or hydrofluoric acid, silicon is translated into fluosilicic acid and
[ 4 ] 王际祥 1徐敏 1氟硅酸钾沉淀 - 酸碱滴定法测定硅铁 合金中硅含量的理论探讨 [ J ] (第七届全国高速分析 交流会论文集 ) 1深圳 : 中国兵器工业出版社 , 19981
[ 5 ] 山东机械工业理化检测协会 1工厂常用材料化学分析 操作 [M ] 1北京 : 中国标准出版社 , 20001
沉淀氟硅酸钾时 , 加少量滤纸浆使沉淀中有空 隙易过滤 。洗涤液在沉淀表面停留时间长 , 能使沉 淀溶解度增加 , 故洗涤操作应严格控制 , 尽量用较 少的洗液 , 过滤或抽干后再洗涤下一次 。 318 游离酸干扰的消除
有时未洗涤净的残余游离酸会使氢氧化钠标准 溶液消耗量明显增加 , 致使测定硅结果偏高 , 本方 法采取提前扣除的方法 , 可有效地消除其干扰 。 319 中性沸水
表 1 标样试验硅结果对照
%
标样编号
标准值 本法测定 ( n = 6) 平均值
标准 偏差
RSD
北钢研 2020号 YSBC25616 - 97
BH 0311 - 2
18197 21188 24162
18190 18194 18192
18192 18194 18192 21182 21180 21182 21179 21177 21182 24162 24156 24150
本文选择的钾盐洗涤溶液 , 可有效地降低氟硅 酸钾沉淀在洗涤过程中的溶解度 , 使测定硅结果稳 定性更好 ; 由于有乙醇的存在 , 可加快洗涤速度 。 316 试液中干扰元素的消除
试样中 A l、 Ti、Nb等元素易与 F元素形成络 合物沉淀 , 尤其是 A l、 Ti元素干扰严重 , 使硅测 定结果偏高 , 本方法采取加过氧化氢配位的方式来 消除干扰 。溶解试样时产生的氮氧化物如果不除尽 时 , 会干扰溴麝香草酚蓝指示剂终点的颜色变化 , 故采取加尿素分解的方法消除氮氧化物的干扰 。 317 洗涤过程的选择
摇动 30 s, 放置 2 m in, 加 2 g氯化钾 , 加 20 mL 硝
酸钾饱和溶液 , 加少许滤纸浆 , 搅拌匀 , , 放置 12
m in, 使氟硅酸钾沉淀完全 。
在垫有一层脱脂棉的塑料漏斗内再铺放一张快
速滤纸过滤或抽滤 , 用硝酸钾洗涤液洗 6 ～7 次 。
将洗后的沉淀及滤纸移入 250 mL 烧杯中 , 加 15
刘兴沂 பைடு நூலகம் 酸碱滴定法快速测定硅锰铝合金中硅 第 4期 (总第 130期 )
V —滴定所消耗氢氧化钠标准溶液的体积 , mL; m —试样量 , g。
3 结果与讨论
311 方法的准确度和精密度
用硅锰铁合金标样试验硅结果 , 并计算标准偏
差和相对标准偏差 (表 1) 。
为了满足形成较好的氟硅酸钾沉淀的要求 , 在 选择沉淀剂时 , 考虑到同离子效应的原理 , 选择加 入氯化钾 2 g后 , 再加入饱和硝酸钾溶液 , 在保证 氟硅酸钾沉淀完全的同时 , 可避免产生盐效应 。 314 静置陈化条件的选择
沉淀放置应于 15～20 ℃时 (一般为冷水浴中 为佳 ) 静置 12 m in 以上 , 但时间不宜过长 , 超过 30 m in后会使测定硅结果偏低 , 可能是随着时间的 延长 , 部分氟硅酸钾沉淀溶解的缘故 。一般应控制 在 12～15 m in之间 , 且标样与试样放置的时间应 保持一致 。 315 钾盐洗涤液的选择
莱钢科技 2007年 8月
酸碱滴定法快速测定硅锰铝合金中硅
刘兴沂 (品质保证部 )
摘 要 : 利用氟硅酸钾溶解于沸水中生成氢氟酸的原理 。试样以硝酸 、氢氟酸溶解 , 硅转化为硅氟 酸 , 加入硝酸钾生成氟硅酸钾沉淀 。经过滤 、洗涤沉淀中的游离酸后 , 溶解于中性沸水中 , 生成氢氟酸 , 以溴麝香草酚蓝为指示剂 , 用氢氧化钠标准溶液滴定游离出的氢氟酸 , 借此测定硅锰铝合金中硅含量 , 其 相对标准偏差小于 010796%。
的乙醇溶液 ; 尿素 : 固体 ; 氯化钾 : 固体 ; 氢氧化
钠标准溶液 : 0125 mol/mL。
212 实验方法
称取 012000 g试样于 200 mL 塑料杯中 , 加 10
mL 硝酸 , 缓慢滴加 5mL 氢氟酸 , 摇动均匀 , 在室
温下溶解 1 m in后 , 加 1 g尿素 , 加 2 mL 过氧化氢
potassium nitrate is added to form potassium siliofluoride p recip itation, which, after dissociate acid is filtrated and
washed, dissolves in neutral boiling water to form hydrofluoric acid, w ith brom ine thymol blueness as an indicator,
the standard sodium hydroxide solution is used to titrate the dissociated hydrofluoric acid, by which the silicon con2
tent in silico2m anganese2alum inum alloy is determ inated, w ith a relative standard deviation less than 010996%.
特邀编辑 : 王际祥
62
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net