强碱分离铬天青S光度法测定硅铁合金中的铝

马增敏

(北京北方车辆集团有限公司计量理化中心，北京 100072)

强碱分离铬天青S光度法测定硅铁合金中的铝

马增敏

(北京北方车辆集团有限公司计量理化中心，北京 100072)

采用强碱分离铁、钒等干扰金属元素，在pH 5.5左右，铝与铬天青S形成稳定的紫红色配合物，在波长545 nm进行光度分析，用标准加入法定量，提高了方法的选择性和灵敏度。用于硅铁合金中铝含量的测定，回收率为97.4%～101.3%，测量结果的相对标准偏差为0.5%～1.5%。

铝 硅铁 各天青S 光度法 标准加入法

硅铁合金是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的合金。硅和氧很容易化合成二氧化硅，而二氧化硅生成时放出大量的热，在脱氧的同时，对提高钢水温度也是有利的，因此硅铁合金常用于炼钢时作脱氧剂。硅铁合金还可作为合金元素加入剂，广泛应用于低合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中，在铁合金生产及化学工业中常用作还原剂，在铸造工业及其它工业生产中也有大量应用。硅铁合金中铝元素主要是炼钢的脱氧剂、去气剂和致密剂［1］，当前硅铁中铝含量流行测定法主要是EDTA容量法和铬天青S光度法，其中EDTA容量法测定铝时，一般采用返滴定法，但硅铁中含量不高，消耗的滴定液较少，滴定误差较大，过程较繁琐;铬天青S光度法一般先加入铜铁试剂分离，然后再进行铜铁试剂分解后进行显色［2］，操作步骤较多;笔者采用强碱分离干扰离子，操作简便快捷，适用于硅铁中铝含量的测定。

1 实验部分

1.1 方法原理

硅铁合金试样以硝酸和氢氟酸溶解，高氯酸冒烟，将铬、钒等氧化至高价态离子，加入氢氧化钠溶液使铝与铁、钒等干扰元素分离，定容后分取部分滤液，以六次甲基四胺为缓冲溶液，在pH 5.5左右，铝与铬天青S生成紫红色络合物，用分光光度计于545 nm波长处测量其吸光度进行定量。

1.2 主要仪器与试剂

分光光度计：723型，上海精密科学仪器有限公司;

氢氟酸：分析纯，质量分数为40%;

高氯酸：分析纯，质量分数为70%;

氢氧化钠：分析纯;

酚酞指示剂：10 g/L(乙醇溶液);

六次甲基四胺缓冲溶液：pH 5.7。称取40 g六次甲基四胺溶于100 mL水中，加20 mL盐酸溶液(1+1)混匀;

铬天青S乙醇溶液：2 g/L。以乙醇水溶液(1+1)配制;

铝标准溶液：0.1 mg/mL。称取1.759 g硫酸铝钾［KAl(SO4)2·12H2O］，溶于水，加10 mL硫酸溶液(质量分数为25%)，移入1000 mL容量瓶中，定容。使用时稀释成2 μg/mL。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

称取0.1000 g硅铁合金试样，置于铂坩埚(或聚乙烯烧杯)中，依次加入10 mL硝酸溶液(1+1)、5 mL氢氟酸，低温溶解，试样溶解完全后加入10 mL高氯酸继续加热至冒烟，蒸发至体积约5 mL，冷却，移至250 mL烧杯中，加水至100 mL，加热至溶液约50℃，在搅拌下加入2 g氢氧化钠，煮沸5 min，取下冷却至室温，移入250 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，待沉淀完全后干过滤，得硅铁合金试样溶液。随同试样做空白试验。

1.3.2 显色溶液的配制

分取硅铁试样溶液2 mL于100 mL量瓶中，加入1滴酚酞指示剂，用盐酸溶液(1+5)调节至红色消失并过量2滴，加入约50 mL水，摇匀，用移液管依次加入5 mL铬天青S溶液、5 mL六次甲基四胺缓冲溶液，每加一种溶液后均须摇匀。放置20 min，于545 nm波长处测量吸光度。每一显色液，取20 mL加入5滴氟化铵溶液(质量分数为1%)，退色后作为参比溶液。

1.3.3 标准工作曲线的绘制

分别移取 0、2、4、6、8 mL 的 2 μg/mL 铝标准溶液于一组100 mL容量瓶中，照1.3.2显色溶液配制方法制得系列铝标准溶液，以样品空白为参比溶液，于5 nm波长处测量吸光度。以铝标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准工作曲线。

1.3.4 校正曲线

分别移取2 mL硅铁合金试样溶液于一组6份100 mL 容量瓶中，分别加入 0、1、2、3、4、5 mL 的 2 μg/mL铝标准溶液，照1.3.2显色溶液配制方法制得系列样品溶液，以样品空白为参比溶液，于545 nm波长处测量吸光度。以加入的铝量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校正曲线。

2 结果与讨论

2.1 实验条件选择

(1)氢氧化钠的用量

分别使用1.5～2.5 g氢氧化钠分离样品，对测定结果无明显影响，故实验采用2.0 g氢氧化钠。

(2)显色剂用量

分别使用3～5 mL显色剂显色，对测定结果无明显影响，本实验选用 5 mL［3］。

(3)缓冲溶液的用量

为了控制溶液的酸度，常用的缓冲溶液有乙酸铵、乙酸钠、六次甲基四胺等，以六次甲基四胺效果最好［1］，本实验选用 5 mL［3］。

2.2 标准工作曲线与校正曲线的绘制

标准加入法分析结果的准确性直接依赖于标准溶液系列与被分析样品组成的精确匹配，在实际分析中要找到完全与被分析样品组成相匹配的标准物质是不容易的，而标准加入法正好能满足这方面的要求。标准加入法是在几份等量的被分析试样中分别加入 0、c1、c2、c3、c4、c5等不同量的被测元素的标准溶液，依次在标准条件下测定它们的吸光度值A0、A1、A2、A3、A4、A5，建立吸光度 Ai对加入量 ci的校正曲线，因为基体组成是相同的，可以自动补偿样品基体的物理干扰和化学干扰，提高测定的准确度，校正曲线不通过原点，其截距的大小相当于试样中被测元素含量产生的响应，因此，将校正曲线外延与横坐标(c)相交，原点至交点的距离即为试样中被测元素的含量cx。

2.3 回收试验

对硅铁合金标准样品(试样重量为1.065 5 g，其中铝的质量分数为1.04%)进行试验测定，测定结果列于表1。采用校准工作曲线法，加入铝标准溶液2 mL，测得回收率，测定结果列于表2。由表2可知，回收率为97.0%～98.0%。

表1 硅铁合金标准样品测定结果

表2 试样测定结果

2.4 样品测定

按1.3实验方法，对两个硅铁合金样品进行测定，结果列于表3。由表3可知，本方法测定结果精密度良好。

表3 样品测定结果

3 结论

本实验方法与GB/T 4333.4-2007相比具有简单、快速的优点，测试结果具有较高的精密度和准确度，能满足日常分析工作的需要。

［1］杨学桐，等.化学分析［M］，北京：中国计量出版社.2008：110-116.

［2］GB/T 4333.4-2007硅铁 铝含量的测定 铬天青S分光光度法［J］.

［3］鞍钢钢铁研究所，沈阳钢铁研究所.实用冶金分析-方法与基础［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社.1990：358-361.

DETERMINATION OF ALUMINUM IN FERROSILLICON BY CHROMAZUROL'S SPECTROPHOTOMETRIC METHOD AFTER SEPERATION WITH SODIUM HIDROXIDE

Ma Zengmin
(Metrology ＆ Testing Center，NVGC，Beijing 100072，China)

After seperated from Iron and Vanadium with alkali，a stable red colored complex of Aluminium-Chromazurol S was formed in an hexamethylenetetramine buffer medium of pH 5.5.Spectrophotometric method was used to determine aluminium in ferrosilicon.The selectivity and sensitivity were enhanced by using standard addition method with the recovery of 97.4%-101.3%and RSD of the determination results of 0.5%-1.5%，respectively.

aluminum，ferrosilicon，chromazurol S，spectrophotometric method，standard addition method

2011-10-10