铈、锆、铝含量的联合测定

赵志敏，陈泽民，2，周建科

（1河北大学化学与环境科学学院，河北 保定 071002；2廊坊食品工程学校，河北廊坊065000）

铈、锆、铝含量的联合测定

赵志敏1，陈泽民1，2，周建科1

（1河北大学化学与环境科学学院，河北 保定 071002；2廊坊食品工程学校，河北廊坊065000）

为了测量成膜剂中主要成分的含量，采用氧化还原滴定与配位滴定相结合的方法，先利用Ce4+的氧化性测其含量，再利用Zr4+与Ce3+、Al3+分别与EDTA形成的配合物稳定常数差值较大，通过控制酸度分步滴定。操作方便、快速，结果准确。

氧化还原；配位滴定；联合测定

目前对于金属表面转化膜工艺的研究比较多，但对其中各成分消耗规律的研究较少。为了找出各成分的消耗规律，并制备校正液，在处理过程中需定期测量成膜剂中各成分的含量。为了找出自制成膜剂在处理过程中铈、锆、铝的消耗规律，探讨了铈、锆、铝的测定方法[1～11]，研究出联合测定铈、锆、铝的方法。

1 实验部分

1.1 实验原理

在酸性溶液中，Ce4+有强氧化性，可与过量的Fe2+定量完全反应，再用K2Cr2O7返滴定剩余的Fe2+。lgKZry=29.50，lgKCey=15.98，lgKAly=16.30，可通过控制酸度pH在0.5～1时先滴定Zr4+，在调节pH＝5测定Ce4+、Al3+总量，并从其中扣除Ce4+的量，即是铝的含量。

1.2 主要仪器和试剂

FA1604N分析天平，KDM型调温电热套，50mL酸碱滴定管。

0.01 moL/L K2Cr2O7标准溶液，0.05 moL/L Fe(NH4)2(SO4)2标准溶液：用K2Cr2O7标定，0.02 moL/L EDTA标准溶液：用基准ZnO标定，0.02moL/LZnSO4标准溶液，0.5%二苯胺磺酸钠，10%盐酸羟胺，0.2%二甲酚橙，ZrOCl2·4H2O（分析纯），KAl（SO4）2·12H2O（分析纯），CeSO4（分析纯）。

1.3 试验方法

1.3.1 Ce4+的测定

准确量取5mL成膜剂溶液，加入3mLH2SO4（1∶2），加入25.00mLFe（NH4）2（SO4）2溶液，摇匀，静置5min，加入2滴二苯胺磺酸钠指示剂，用K2Cr2O7标准液滴定至由无色到紫色。根据Fe2+和K2Cr2O7消耗量，计算Ce4+的含量。

1.3.2 Zr4+的测定

准确移取5mL成膜剂溶液，加入1.2mLH2SO4（1∶2），5mL 盐酸羟胺溶液，煮沸 1min，加 2 滴二甲酚橙，趁热用EDTA滴定至溶液由紫红变为亮黄色（煮沸无返红）。根据EDTA的消耗量计算Zr的含量。

1.3.3 Al3+的测定

继续往上液中加入35mLEDTA，煮沸2min，加入3g六次甲基四胺，使溶液pH值约等于5，煮沸2min，再加2滴二甲酚橙，用ZnSO4标准溶液滴定至由黄色变为橙色。

2 结果与讨论

2.1 Ce4+的测定

测定中不能用磷酸，因磷酸可与锆铝等生成磷酸盐沉淀，影响测定。Fe（NH4）2（SO4）2应新鲜配制，用时标定，因Fe2+易被氧化，不能久存。

2.2 Zr4+的测定

测定Zr4+时Ce4+会产生干扰，必须先将其还原为Ce3+再测定。实验表明，用盐酸羟胺还原效果较好，无混浊且变色明显；而用过氧化氢还原时，滴定过程中会产生难溶物，用ZnSO4进一步滴定时变色不明显。

锆即使在酸性溶液中也易形成羟基络合物，所以硫酸酸度不能太低；用EDTA滴定时滴速不能太快，否则局部酸度偏低，部分锆形成羟基络合物，结果误差较大。

2.3 Al3+的测定

因铝与EDTA络合速度较慢，且易形成羟基络合物，所以调酸度前先加入过量EDTA并煮沸2min，再调pH到5左右再煮沸2min，使铝反应完全。

2.4 实验结果的精密度与回收率

配制已知准确含量的Zr4+、Ce4+、Al3+混合溶液，按试验方法进行测定，结果见表1。

表1

3 结论

采用氧化还原滴定与配位滴定相结合的方法，能够较准确、快速的分别测定样液中Zr4+、Ce4+、Al3+三种离子的含量，能满足小型实验室和生产的需要。

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Combined determination of Cerium,Zirconium and Aluminum

ZHAO Zhi-min,CHEN Ze-min,ZHOU Jian-ke
(1.Hebei University of Chemistry and Environmental Science Institute,Hebei Baoding 071002 2.Langfang Teachers College of Chemistry and Materials Science Institute,Hebei Langfang 065000)

In order to determine the content of main components of filmogen treating metal surface,using Redox Titration and Complexometry,first using the oxidation of Ce4+to determine its content,then successive determine content of Zr4+、Ce3+、Al3+by controlling the pH.The result is tested to be accurate and reliable.

Redox Titration;Complexometry;joint determination

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.03.019

O655.29

A

1008-1267（2010）03-051-02

2009-10-28

赵志敏（1979-），女，讲师，在职硕士；陈泽民（1956-），男，教授，研究生导师，从事金属表面处理方面研究工作和教学工作。