EDTA滴定法测定铝铁合金中铝

刘爱坤

（山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心，山西 太原 030003）

铝铁合金作为一种新型脱氧剂，使用时需要分析其中的铝含量。铝合金中铝含量的测定主要采用EDTA滴定法［1-5］。本文采用盐酸、硝酸溶样，硫酸冒烟分解样品，以氢氧化钠沉淀分离铁等元素，采用EDTA滴定法（氟盐取代）测定铝铁合金中的铝含量。方法准确可靠。

1 实验部分

1.1 主要试剂

盐酸，1.19g/mL；硝酸，1.42g/mL；硫酸，1＋1；盐酸，1＋1；氢氧化钠溶液，500g/L；EDTA 标准滴定溶液，0.2mol/L；酚酞指示剂，10g/L，乙醇溶液；二甲酚橙指示剂，2g/L，用时现配；氟化钾溶液，60g/L。

乙酸-乙酸铵缓冲溶液：称取300g乙酸铵溶于500mL水中，加12.3mL乙酸，用水稀释至1 000mL，混匀。

锌标准溶液，0.02mol/L、0.2mol/L。

1.2 实验方法

称取0.25g试料（精确至0.000 1g），置于400mL烧杯中，以少量水润湿试料，加入10mL盐酸（1.19g/mL）、5mL 硝酸（1.42g/mL），低温加热分解，稍冷后缓慢加入15mL硫酸（1＋1）。加热至刚冒硫酸烟，取下稍冷，用水冲洗杯壁。再继续加热至硫酸冒烟，取下稍冷，用水冲洗杯壁。加5mL盐酸（1.19g/mL ）、30mL水，加热溶解盐类。

将溶液调整体积至80mL～120mL，用氢氧化钠溶液（500g/L）调至沉淀产生，再用盐酸（1＋1）调至沉淀溶解，并过量10mL，煮沸1min～2min，取下稍冷。在不断搅拌下一次性加入40mL氢氧化钠溶液（500g/L），煮沸3min～5min，取下，冷却至室温，转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。待沉淀下沉后，用双层中速滤纸干过滤，弃去最初滤液。

准确移取50.00mL滤液于500mL锥形瓶中，加EDTA 溶液（0.2mol/L）10mL（比理论计算值过量约5mL），加入1滴～2滴酚酞指示剂（10g/L），用盐酸（1＋1）调至溶液出现红色再消失（至中性），并过量1滴～2滴。煮沸3min，冷却，加入10mL乙酸-乙酸铵缓冲溶液，加入5滴～6滴二甲酚橙（2g/L），用锌标准溶液（0.2mol/L）滴至近终点，再用锌标准溶液（0.02mol/L）滴至红色（不记读数）。加入 25mL 氟化钾溶液 （60g/L），煮沸3min，取下冷却，用锌标准溶液（0.02mol/L）滴至红色（2次滴定终点颜色一致），记下读数。

2 结果与讨论

2.1 滴定条件的确定

对滴定第1次煮沸时间进行实验。实验结果显示，煮沸时间为2min～5min，测定结果稳定。若加热煮沸时间不够，铝与EDTA不能完全络合，测定结果会偏低。

对滴定第2次煮沸时间进行实验。实验结果显示，煮沸时间为2min～5min，测定结果稳定。若加热煮沸时间不够，与铝络合的EDTA不能完全被氟离子置换出来，会导致测定结果偏低。

本法选择2次煮沸时间均为3min。

2.2 EDTA溶液加入量的确定

准确移取1组（6个）20.00mL铝标准溶液（1mg/mL），置于250mL三角瓶中，加水后分别加EDTA溶液2、5、10、15、20、25mL，按实验方法进行测定。测定结果见表1。

表1 EDTA溶液加入量

由表1测定结果可知，EDTA加入量在5mL～25mL，测定结果基本一致，只是回滴锌盐体积不同。所以，本方法选择加入EDTA溶液10mL。

理论计算可得，1mg铝需要消耗EDTA溶液（0.2mol/L）0.2mL，20mg（0.02g）铝需要消耗EDTA溶液（0.2mol/L）为4mL。EDTA 的加入量根据铝含量的高低而定，一般过量5mL为宜，故选择加入EDTA溶液9mL～10mL。但是，EDTA过量太多，会导致回滴时消耗锌盐太多。

2.3 氟化钾溶液加入量

准确移取1组（6个）20.00mL铝标准溶液（1mg/mL），置于250mL三角瓶中，按照实验方法进行测定。测定结果见表2。

表2 氟化钾溶液加入量

氟化物置换比例关系为1Al-1EDTA-6F。通过计算，本实验选择氟化钾加入量为15mL～30mL，均可以完全置换，且测定结果稳定。

2.4 共存离子干扰及消除

铝铁合金主要的基体元素为铁和铝，本实验主要为验证基体及共存元素对铝的测定干扰。本法经盐酸、硝酸、氢氟酸分解样品，硫酸冒烟，可消除硅和氟离子的影响。硫酸冒烟操作也可以去除氟离子。氟离子必须除尽，否则铝的滴定结果会偏低。

通过加入过量氢氧化钠进行沉淀分离，在大量氢氧化钠存在（pH＞12）时，Fe、Mn、Mg等会形成氢氧化物沉淀。而铝为两性元素，在强碱存在情况下形成偏铝酸根而存在于溶液中，与上述元素进行分离。采用氟化物置换，进一步消除了干扰离子对铝的测定影响。

2.4 精密度实验

按照实验方法对所选取的2个铝铁样品进行测定，分别测定6次，结果见表3。

表3 精密度实验结果

2.5 准确度实验

选取1＃铝铁样品，分别委托中钢吉林铁合金、中信锦州金属股份有限公司、鞍钢技术中心进行测定。测定结果见表4。

表4 样品测定结果 %

按实验方法称取铝铁样品3＃（原测定值8.4%）5份于400mL烧杯中，分别准确加入不同量的铝标准溶液，按试样分析方法处理并滴定。实验结果见表5。

表5 加标回收测定结果

由表4、表5可见，本法测定结果与多家实验室的测定结果相符；采用加标回收实验，铝的回收率在99.0%～101.0%，分析结果准确可靠。

3 结语

本方法简便快捷，精密度和准确度良好，可以满足相关分析检测的要求。

［1］ 鞍钢钢铁研究所，沈阳钢铁研究所.实用冶金分析［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1990.

［2］ 曹宏燕.冶金材料分析技术与应用［M］.北京：冶金工业出版社，2008.

［3］ 北京钢铁研究总院.GB/T 223.8-2000 钢铁及合金化学分析方法：氟化钠分离-EDTA滴定法测定铝含量［S］.北京：中国标准出版社，2000：1-5.

［4］ 中钢集团吉林铁合金股份有限公司.GB/T 4701.6-2008 钛铁铝含量的测定EDTA滴定法［S］.北京：中国标准出版社，2008：1-4.

［5］ 黄仁彬.EDTA滴定法测定硅钡合金中铝和钙［J］.冶金分析，2004，24（2）：80-81.