硫酸亚铁铵容量法测定高锰酸钾含量

徐小平，　皇甫琴，　金　欢，　张湘丁，　徐　源

(中国南方航空工业(集团)有限公司，湖南 株洲　412002)



硫酸亚铁铵容量法测定高锰酸钾含量

徐小平，皇甫琴，金欢，张湘丁，徐源

(中国南方航空工业(集团)有限公司，湖南 株洲412002)

摘要：建立了硫酸亚铁铵容量法测定氧化物处理槽液中高锰酸钾含量的分析方法，进行了指示剂选择、精密度和加标回收率等条件实验。实验结果表明，相对标准偏差均小1.0%(n=7)，加标回收率为99.49%～100.61%。此方法的精密度好、准确度高。

关键词:硫酸亚铁铵； 容量法； 高锰酸钾； 氧化物处理液

Determination of Potassium Permanganate Content by

Ammonium Ferrous Sulfate Volumetric Method

XU Xiaoping, HUANGFU Qin, JIN Huan, ZHANG Xiangding, XU Yuan

(China National South Aviation Industry CO.LTD,Zhu zhou 412002,china)

Abstract:This paper proposed an ammonium ferrous sulfate volumetric method to determine the potassium permanganate content in oxide processing solution.The experiments for indicator selection，precision and standard addition recovery were carried out.The results indicated that all RSD values were less than 1.0% (n=7) and the values of standard addition recoveries were in the range from 99.49% to 100.61%.This method had good precision and high accuracy.

Keyword: ammonium ferrous sulfate;volumetric method;potassium permanganate;oxide processing solution

引言

飞行过程中在高温的工作环境下，航空发动机的高温部件表面会产生积碳和金属氧化物。为去除积碳和金属氧化物，在发动机返厂修理分解后,需要配制处理槽液，对零件的表面积碳和金属氧化物进行处理[1]。本文涉及的氧化物处理槽液是一个强碱性高锰酸钾溶液，主要成分是氢氧化钠和高锰酸钾。在日常生产中，通过分析它们的含量可以调整槽液,本文仅讨论高锰酸钾的分析方法。曾有文献资料中用碘量法来测定高锰酸钾，碘量法测定的弊端如下：1)碘量法是用过量的KI与高锰酸钾反应生成I2，再用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定I2，该方法生成中间物质I2，而I2容易挥发，影响结果的准确度；2)碘量法在滴定过程中对酸度控制比较严格，需在pH 3～4的条件下方能进行反应。

本文提出用硫酸亚铁铵容量法测定氧化物处理槽液中高锰酸钾，操作过程简便、易于控制、快速及测定结果准确。

1分析原理

在硫酸、磷酸介质中，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液还原高锰酸钾，以N-苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，溶液颜色由紫红突变为无色为终点[2]。化学反应方程为：

2KMnO4+10FeSO4+9H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+2KHSO4+8H2O

2实验部分

2.1试剂

体积分数为50%的H2SO4溶液；体积分数为50%的磷酸溶液；0.1mol/L硫酸亚铁铵标准滴定溶液(因为硫酸亚铁铵标准滴定溶液容易分解，所以应及时标定)；1.00g/L高锰酸钾标准溶液；0.1% N-苯代邻氨基苯甲酸[3]。

2.2实验方法

过滤样品，移取10.00mL样品于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，再摇匀。移取稀释好的样品10.00mL于250mL烧杯中，加入50～60mL蒸馏水，再添加10mL50%的H2SO4溶液和10mL50%的H3PO4溶液。用0.1mol/L硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行滴定至微红色，加入2滴N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂，再滴定至溶液颜色由微红色变成无色为滴定终点，记录滴定数V1[2]。

2.3计算

高锰酸钾质量浓度的计算如下：

ρ(KMnO4)(g/L)=31.5×c1V1

式中：c1为硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，mol/L；V1为滴定消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL；31.5为与1.00mL硫酸亚铁铵标准滴定溶液c[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.1mol/L相当的高锰酸钾的质量，g。

3实验条件的讨论

3.1样品的前处理

氧化物处理槽液是一种强氧化剂，主要成分是氢氧化钠和高锰酸钾。在处理钢铁零件时，会对铁元素进行氧化，并还原生成二氧化锰沉淀；测定高锰酸钾是在硫酸、磷酸混酸的条件下，二氧化锰会与硫酸亚铁铵进行反应，从而使分析结果偏高。为了消除干扰，化学分析前要将溶液中的二氧化锰固体沉淀过滤掉。

3.2磷酸对滴定终点的影响

在酸性条件下，高锰酸钾与还原性较强的硫酸亚铁铵反应，加入磷酸可以降低铁离子的电位，从而使终点更为敏锐，结果更准确。

3.3还原剂的选择

该氧化还原反应中，起还原作用的是硫酸亚铁，但选择使用硫酸亚铁铵是因为硫酸亚铁铵其稳定性好，硫酸亚铁铵在固态状态下不易氧化，而硫酸亚铁固态下很容易氧化。

3.4指示剂的选择

该氧化还原反应中高锰酸钾生成硫酸锰，溶液由紫色变为无色，但在实际滴定中溶液变色终点不明显，加入N-苯代邻氨基苯甲酸作为指示剂，可以指示高锰酸钾是否存在，从而使反应终点明显。

3.5精密度

取两份氧化物处理槽液A和B按本方法进行7次高锰酸钾的测定，结果见表1。由表1可以看出，测定结果的相对标准偏差均小于1.0%(n=7)，表明本方法的精密度好。

表1精密度试验

样 品1234567平均值标准偏差/sRSD/%Aρ(高锰酸钾)/(g·L-1)42.0542.1042.3542.4042.1742.3342.0842.210.150.36Bρ(高锰酸钾)/(g·L-1)40.1940.4040.1340.1540.1140.3240.4240.250.130.33

3.6加标回收率

往氧化物处理槽液A中,分别加入不同量的高锰酸钾标准溶液(1.00g/L)，按本方法进行测定，做加标回收率试验，结果见表2。由表2可以看出，测定结果的加标回收率为99.49%～100.61%，表明本方法准确度高。

表2加标回收率试验

样品溶液Aρ(高锰酸钾)/(g·L-1)加 入ρ(高锰酸钾)/(g·L-1)实 测ρ(高锰酸钾)/(g·L-1)回收率/%42.231.0043.25100.052.0044.50100.613.0045.0099.495.0047.50100.57

4结论

硫酸亚铁铵容量法测定氧化处理槽液中的高锰酸钾含量，测定结果的相对标准偏差均小于1.0%，加标回收试验，加标回收率为99.49%~100.61%，表明分析结果的准确度高和精密度好，能够满足生产中对高锰酸钾含量的测定要求。

参考文献

[1]金欢.间接碘量法测定氧化物处理槽液中的高锰酸钾[J].电镀与精饰,2013,35(6):45-46.

[2]杨春晟，李林，宋晓辉．化学分析[M].北京：化学工业出版社，2012：7.

[3]GJB1886-94，标准溶液的制备及标定[S].

收稿日期：2015-07-22修回日期： 2015-08-28

中图分类号：TG115.31

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.01.011