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如何准确测定钛的含量?

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果氨水加得太多,会使钛(Ⅳ)与抗坏血酸形成络合物,加盐酸调节也难以完全破坏和溶解,会导致测定结果偏低。3)在显色过程中,自调节酸度开始至加入变色酸溶液为止,中间不宜停顿,因钛在低酸度条件下极易水解而导致测定结果偏低。

如何准确测定钛的含量?

1.变色酸光度法

(1)方法提要 试样用氢氧化钠溶液溶解,用硫硝混合酸酸化,用抗坏血酸还原铁(Ⅲ),在pH=3左右,变色酸(1,8-二羟基萘-3,6-二磺酸二钠盐)与钛(Ⅳ)形成橙红色络合物,以此进行光度法测定钛。

(2)主要试剂

1)变色酸溶液(3%):称取3g变色酸,加少量水调成糊状,加1g亚硫酸钠,以水稀释至100mL,过滤,储存于棕色瓶中。

2)硫硝混合酸:在600mL水中,缓慢加入300mL硫酸、250mL硝酸,用水稀释至1500mL。

(3)分析步骤 称取0.2500g试样,置于150mL锥形瓶中,加10mL氢氧化钠溶液(20%),待作用完毕后加入15mL硫硝混合酸酸化,加热使盐类溶解完全并驱尽黄烟,移入50mL容量瓶中,用水稀释至刻度。另按同样步骤配制试剂空白一份。

移取5mL试液及试剂空白液,分别置于50mL容量瓶中,加20mL水、5mL抗坏血酸溶液(1%)、1滴溴酚蓝指示剂(0.1%),用氨水(1+4)调节至溶液恰呈蓝色,随即用盐酸(1+1)调节至溶液恰呈黄色并过量1滴,加3mL冰乙酸(此时溶液pH值约为3),准确加入2mL变色酸溶液(3%),以水稀释至刻度。

用3cm比色皿,在波长500nm处,以试剂空白液为参比溶液,测量吸光度。

(4)校准曲线的绘制 在6只50mL容量瓶中,依次加入钛标准溶液(10μg/mL)0mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL,按分析步骤显色、测量吸光度,并绘制校准曲线。

(5)附注

1)本方法适用于测定铝合金中的钛含量,测定范围为0.02%~0.2%(质量分数)。钛的质量分数大于0.2%时,可称取0.1000g试样,按分析步骤操作。

2)用氨水(1+4)调节酸度时,调至恰呈蓝色为好。如果氨水加得太多,会使钛(Ⅳ)与抗坏血酸形成络合物,加盐酸调节也难以完全破坏和溶解,会导致测定结果偏低。

3)在显色过程中,自调节酸度开始至加入变色酸溶液为止,中间不宜停顿,因钛在低酸度条件下极易水解而导致测定结果偏低。

2.二安替比林甲烷光度法

(1)方法提要 试样用氢氧化钠溶解,用硝酸酸化,在c(HCl)=2mol/L的盐酸介质中,加入二安替比林甲烷与钛(Ⅳ)形成稳定的黄色络合物,以此进行光度法测定钛。

本方法主要干扰元素为铁(Ⅲ),可加入抗坏血酸,将铁(Ⅲ)还原至二价,即可消除干扰。分析硅的质量分数大于5%的铝合金时,由于有大量硅酸盐存在,能使二安替比林甲烷析出,使溶液出现浑浊,可加入适量乙醇以避免此现象出现。

(2)主要试剂(www.xing528.com)

1)二安替比林甲烷溶液(简称DAM溶液)(5%):称取5g二安替比林甲烷,溶于95mL盐酸(1+11)中。

2)抗坏血酸溶液(10%):当日配制。

(3)分析步骤 称取0.4000g试样,置于400mL聚四氟乙烯烧杯中,加4g氢氧化钠、5mL水,待剧烈反应停止后,滴加过氧化氢(30%)数次并加热蒸发至近似浆状,稍冷,用水冲洗杯盖及烧杯内壁,加35mL硝酸(1+1),加热使盐类溶解[若有二氧化锰沉淀析出,滴加亚硝酸钠溶液(0.5%)数滴使其溶解],加入脲少许,冷却,移入200mL容量瓶中,用水稀释至刻度。另按同样步骤配制试剂空白一份。

1)钛的质量分数为0.01%~2%试样的分析步骤:移取5~25mL试液及试剂空白液,分别置于50mL容量瓶中,加入6~8mL盐酸、3mL抗坏血酸溶液(10%),放置1~2min后加入5mL乙醇、10mLDAM溶液(5%),用水稀释至刻度,待10~20min后,用1~3cm比色皿,在波长420nm处,以试剂空白为参比,测量吸光度。

2)钛的质量分数大于2%试样的分析步骤:移取2~5mL试液,置于100mL容量瓶中,加16mL盐酸、3mL抗坏血酸溶液(10%),放置1~2min后,加20mLDAM溶液(5%),用水稀释至刻度,待10~20min后,用1cm比色皿,在波长420nm处,以试剂空白为参比,测量吸光度。

(4)校准曲线的绘制

1)钛含量为5~50μg试样的校准曲线的绘制:移取钛标准溶液(5μg/mL)0mL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL,分别置于50mL容量瓶中,各加8mL盐酸、3mL抗坏血酸溶液(10%)、5mL乙醇、10mLDAM溶液(5%),用水稀释至刻度,待10~20min后,用3cm比色皿,在波长420nm处,以试剂空白为参比,测量吸光度。

2)钛含量为20~200μg试样的校准曲线的绘制:移取钛标准溶液(40μg/mL)0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL,分别置于50mL容量瓶中,按上述方法显色并测量吸光度(钛含量为10~100μg时用2cm比色皿,钛含量为20~200μg时用1cm比色皿)。

3)钛含量为40~400μg/mL试样的校准曲线的绘制:移取钛标准溶液(40μg/mL)0mL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL,分别置于100mL容量瓶中,各加16mL盐酸、3mL抗坏血酸溶液(10%)、20mLDAM溶液(5%),用水稀释至刻度,待10~20min后,用1cm比色皿,在波长420nm处,以试剂空白为参比,测量吸光度。

(5)附注

1)如果试样中因其他共存离子较多而使底液有明显的吸收时,应另做底液空白,即取同样量的试液加入除DAM溶液外的各种试剂后稀释至规定体积,以水作参比测量吸光度,并将此读数从试样的吸光度中减去。

2)显色的适宜酸度范围较宽,在c(H+)=0.5~4mol/L的盐酸或盐酸、硫酸混合酸介质中均可得到一致的测量结果。但太高的酸度会给操作带来不便,而太低的酸度又容易引起钛的水解。硝酸根的存在对钛显色不干扰。

3)室温在15~20℃时,需10min才能显色完全;室温大于30℃时,只需2min即可。有的方法中介绍,在沸水浴中加热2min来加速显色反应,但测定结果的重复性不如室温显色时好。

4)DAM试剂在显色溶液体积的浓度大于2×10-4mol/L时,才能保证钛(Ⅳ)显色完全。因此,本方法中当显色溶液的体积为50mL时,应加10mLDAM溶液(5%)。

5)磷酸的存在使钛(Ⅳ)的显色速度大大降低,需约45min才能显色完全。氟离子也因能与钛(Ⅳ)络合而抑制其显色。

6)钛的质量分数小于0.01%时,操作方法为:称取0.5000g试样,置于400mL聚四氟乙烯烧杯中,加6mL氢氧化钠溶液(20%),温热溶解完全,稍冷,加25mL盐酸(1+1),加热使盐类溶解完全,滴加数滴硝酸,煮沸并将溶液蒸缩至25mL左右,移入50mL容量瓶中,加5mL抗坏血酸溶液(10%),放置1~2min后,加5mL乙醇、10mLDAM溶液(5%),用水稀释至刻度,用3cm比色皿,在波长420nm处,以试剂空白作参比,测量吸光度。

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