滴定分析在铬铝合金中铬含量测定的应用

（贵州医科大学药学院，贵州 贵阳 550025）

摘  要：不确定度测定指的是合理表征测量值分散性，和测量结果结合的参数。使火焰原子吸收光谱法应用到铝合金铬含量测定中，能够使火焰院子吸收光谱应用到铝合金铬含量测定中合理测定结果的合理高置信水平区间宽度，本文利用滴定分析铬铝合金的铬含量。

关键词：滴定分析；铬铝合金；铬含量

铝合金被广泛应用到现代建筑结构与工业中，自身的密度比较低，并且可塑性较强，实现各种型材的加工，在受力构件、五金门窗材料和建筑装饰中使用。铬为钢与合金铸铁的重要元素，实现各种型材的加工，具有明显的抗氧化作用，提高钢的机械性能与耐磨性，使抗张力、硬度、弹性与抗磁性得到增加。铬Cr元素的形成(CrMn)Al12和(CrFe)Al7等金属间化合物，阻碍到再结晶形核和长大中出现阻碍，强化合金，改善合金的韧性，降低应力腐蚀开裂的敏感性。在铝合金添加过程中，铬含量小于0.35%。铬在铝合金中方式较为复杂，与铁结合是通过化合物的方式存在。在测定铬的过程中，都是通过铬氧化还原特性实现创建的亚铁滴定法、火焰院子吸收光谱法等。以此，本文就对铬铝合金中铬含量测定进行分析。

有多种因素会影响到实验结果，比如取样过程、基体效应、元素干扰和环境条件。由于铝合金的铝量比较大，在配置标准溶液的过程中要对大量铝对于实验结果影响进行考虑。在化学分析过程中，测试结果精准度为全部测试人员关注的重点。以响应标准规定，在检测结果为产品质量标准临界值，判断被检产品不合格的时候，得到测量将诶过的不确定度。在对新方法确定的时候，要得到此方法的准确度、精密度和不确定度，对此方法精准性进行确定。

1 试验分析

1.1 仪器和试剂

使用WFX-IC2型原子吸收光谱仪。

铬标准溶液：称取0.1000g的铬粉放置到200ml的烧杯中，添加盐酸（1+2）20ml溶解、冷却，在100ml容量瓶中转移，将水稀释到刻度之后摇匀，使用铬标准储备溶液配置成为500mg.L-1标准工作溶液。

铝溶液：称取10g纯铝放置到1L烧杯中，盖上表面皿。缓慢添加盐酸（1+2）400ml，在停止剧烈反应之后加热后溶解比较完全，添加适当过氧化氢并且加热，对过氧化氢分解并且冷却，使溶液在250ml容量瓶中转移，利用水稀释到刻度之后均匀的摇晃。

1.2 仪器工作环境

测定铬用空气-乙炔富燃火焰，由于空气-乙炔富燃火焰具有大量的CH基、原子碳、其他含碳化学物质。在此火焰中，氧原子的浓度比较低，能够生成难溶氧化物元素的原子化。波长、灯电流、燃烧被的高度分别为357.9nm、3mA、4mm，光谱通带宽度设置为0.4nm，乙炔流量1.4L.min-1，空气流量5L.min-1。

1.3 样品分析步骤

称取0.2000g铝合金试样放置到200ml烧杯中，添加盐酸（1+2）20ml，进行加热之后溶解试验，滴入过氧化氢，对过氧化氢加热煮沸冷却。在50ml容量瓶中转移，添加100g.L-1氧化锶溶液5ml，使用水稀释到刻度，摇晃均匀。如果瓶底有沉淀物就要进行过滤，以仪器的工作情况测定铝合金中的铬。

1.4 测量结果的计算公式

铝合金样品中的Cr元素含量计算公式为：

公式中的样品Cr质量分数通过W表示，c是指样品溶液Zn质量浓度，V指的是试液体积，m指的是试料质量。

2 分析结果和讨论

2.1 不确定度分析

2.1.1 测量结果重复性

在同个铝合金中，以相同测量程序实现独立运行，表1为测量结果和标准偏差。在本文测量时，利用重复性的测量结果导致的不确定度与铝合金铬含量的测量结果平均值表示为0.003。

表1  测量结果和标准偏差

2.1.2样品溶液中的Cr浓度

工作校准曲线各标准点浓度详见表2，在开展测量前要对曲线进行矫正，利用水实现吸光度调零，通过零度点和标准点进行线性拟合之后得到标准曲线方程：。对样品溶液重复测量，测量吸光度值0.1738、0.1740、0.1738，以平均吸光度值的标准曲线方程得到出样品中的溶液Cr浓度为5.35ml。

表2  工作校准曲线各标准点浓度

2.2 准确度分析

使用铬铁合金标样作为参考，国标方法允许的误差范围就是铬合金测定结果，针对同个样品实现多次测量，对相对标准偏差进行计算。称取0.2g试样和0.2000铬铁合金标样，使用试样溶样方法实现前处理，测定并且对回收率进行计算。对不同含量标准样品的铬测定，具有良好的准确度，此方法重复性良好，能够使生产需求得到满足。

2.3 氧化剂使用控制

氧化剂过硫酸铵过量添加，利用过量的过硫酸铵煮沸后使氧化铬分解后取出，要不然就会消耗硫酸亚铁铵标液，使分析结果得到提高。过滤酸铵在添加之后要煮沸十分钟，取出过量的过硫酸铵。假如补加过硫酸盐要使煮沸时间得到延长，保证彻底清除。

过氧酸铵对于铬氧化反应和试液酸度设置为2.0-4.0mol/L，酸度过大会延缓氧化速度，导致高锰酸为红色时间比较长，并且铬不容易完全氧化，导致结果偏低。在添加氧化钠溶液之后使高锰酸还原速度加快，褪去红色。使高锰酸与酸度的还原速度得到降低，控制酸度为3moll左右。

将氯化钠煮沸还能够褪去高锰酸的红色和银盐，避免出现催化。避免煮沸时间过短和过长，要不然就会使试液过多的蒸发，酸度变大，Cr被还原。另外，还能够补加水，使试液体积保持在300ml，褪色后煮沸五分钟。

2.4 样品分解温度                                      

磷酸能够分解铬铁，具有较强的配合能力，能够通过大量的金属创建可溶性配合物。高温时的磷酸具有较强的分解试样能力，在磷酸受热后逐渐的缩合，脱水构成聚磷酸、焦磷酸和聚偏磷酸。在缩合到焦磷酸80%之前看不到P2O2白烟。磷酸溶液不仅包括酸效应，还包括聚偏磷酸、磷酸、焦磷酸和聚磷酸等阳离子配合的作用。随着温度的持续增加，试样能力也有所增强，但是聚磷酸与聚偏磷酸能够溶解试样，还会腐蚀玻璃，生成白色沉淀物。一般，在溶样刚开始冒白眼的时候溶样温度低，完全分解试样的时间长，一般为20分钟。没有明显的冒磷酸微烟情况，但是会出现粘底，影响下一步的操作。溶样具有高温，导致焦磷酸盐。溶样时间短，无法实现试样的完全分解。控制温度为300-350℃，在冒磷酸微烟15分钟时温度适当，分解时无法完全粘底。                          

3 结束语                                  

本文方法在实验过程中将铝基体溶液添加，保证试样过程中的氯元素含量时使是一样的，避免存在机体元素干扰。对于使用全新的方法，在实验扩项时要讨论此方法的不确定度、准确度和精密度，对新方法进行确认，指导试验的过程，方便纠正试验方法与操作。本文对此方法的不确定度、精密度和准确度进行讨论，表示此方法准确可行。

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       来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972   2022年第12期   在线投稿  >>