工業(yè)分析化學(xué)（第二版）第七章 金屬材料分析.pptVIP

目錄,第一節(jié) 鋼鐵分析 第二節(jié) 鋁及鋁合金分析,鐵礦石和焦炭、石灰石按一定比例配合，經(jīng)過高溫煅燒、冶煉，則鐵礦石被焦炭還原，生成粗制的鐵，含碳量2.5%-4%，稱生鐵。,第一節(jié) 鋼鐵分析,1.1 概述,金屬材料分為黑色金屬材料(鐵、鉻、錳及其合金，即鋼鐵)和有色金屬材料。鋼鐵是鐵和碳的合金，其化學(xué)成分中主要元素是鐵，還含有碳、硅、錳、磷、硫等五大元素及其它合金元素和雜質(zhì)元素。,1.1.1 鋼鐵的分類,（1）生鐵,通常按用途(碳的存在形式)分為煉鋼生鐵(白口鐵)和鑄造生鐵(灰口鐵)。 煉鋼生鐵(白口鐵) ：含硅低而含硫高，多用于煉鋼；碳以化合態(tài)存在。 鑄造生鐵(灰口鐵)：含硅高而含硫低，多用于鑄造；碳以游離態(tài)存在。,鑄鐵也是含碳量2%的鐵碳合金。 按化學(xué)成分，分為普通鑄鐵和合金鑄鐵；按斷口顏色，分為灰口鑄鐵、白口鑄鐵和麻口鑄鐵；按組織、性能不同，分為普通灰口鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和特殊性能鑄鐵。,（2）鐵合金,指含有煉鋼時(shí)所需的各種合金元素的特種生鐵，用作煉鋼時(shí)的脫氧劑或合金元素的添加劑。 按所含元素分為：硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵、鈮鐵、鈦鐵、硅錳合金、稀土合金等。用量最大的是硅鐵、錳鐵和鉻鐵。,（3）鑄鐵,鋼是含碳量低于2%的鐵碳合金，其成分除鐵碳外，還有硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)元素，合金鋼中還有其他的合金元素。一般工業(yè)鋼中含碳量不超過1.4%。 按化學(xué)成分，鋼鐵材料分為碳素鋼和合金鋼兩種。,（4）鋼,碳是鋼鐵的主要成分之一，它直接影響著鋼鐵的性能。碳是區(qū)別鐵與鋼，決定鋼號、品級的主要標(biāo)志。 碳是對鋼性能起決定作用的元素。碳在鋼中可作為硬化劑和加強(qiáng)劑，正是由于碳的存在，才能用熱處理的方法來調(diào)節(jié)和改善其機(jī)械性能。 對存在狀態(tài)的影響： 灰口生鐵 石墨C多，軟而韌 白口生鐵 化合物C多，硬而脆,1.1.2 各元素在鋼中的形態(tài)和作用,（1）碳,主要由焦炭或原料礦石引入，以MnS或FeS狀態(tài)存在。,硫的存在，使鋼產(chǎn)生“熱脆性”，屬有害成分，產(chǎn)生熱脆性的原因是FeS的熔點(diǎn)較低，最后凝固，夾雜于鋼鐵的晶格之間。當(dāng)加熱壓制鋼鐵時(shí)，F(xiàn)eS熔融，鋼鐵的晶粒失去連接作用而脆裂。,（2）硫,磷由原料中引入，有時(shí)也為特殊需要而有意加入，以Fe2P或Fe3P狀態(tài)存在。 磷化鐵硬度較強(qiáng)，以至鋼鐵難于加工，并使鋼鐵產(chǎn)生“冷脆性”，但P 流動(dòng)性易鑄造，并可避免在軋鋼時(shí)軋輥與壓件粘合，在特殊情況下常有意加入一定量P達(dá)此目的。 生鐵 P0.3%，一般碳素鋼0.06%，優(yōu)質(zhì)鋼0.03% 特殊用途：軋輥鋼高達(dá) 0.4%0.5%。 煉鋼或鑄鋼用的磷鐵 15%-20%之間。,（3）磷,硅由原料礦石引入或在脫氧及有特殊需要時(shí)加入。主要以硅化物形式存在：FeSi、MnSi、FeMnSi。 在高硅鋼中，一部分以SiC存在，也有時(shí)形成固熔體或硅酸鹽。 作用： 增強(qiáng)鋼的硬度、彈性及強(qiáng)度，提高抗氧化能力及耐酸性。 促使C以游離態(tài)石墨狀態(tài)存在，使鋼有較高的流動(dòng)性，易于鑄造。,（4）硅,一般生鐵或碳素鋼Si含量1%； 電器用硅鋼的Si含量可達(dá)4%； 特殊用途的硅鐵、硅鋼等合金，Si含量高達(dá)12%-95%，如： 含Si 12%-14%的鐵合金稱硅鐵； 含Si 12%、Mn 20%的鐵合金稱硅鏡鐵，主要用于煉鋼作脫氧劑。,錳少量來源于原料礦石中，主要是在冶煉鋼鐵過程中作為脫硫脫氧劑有意加入。在鋼鐵中主要以MnS狀態(tài)存在，如S含量較低，過量的錳可能組成MnC、MnSi、FeMnSi等，成固熔體狀態(tài)存在。 錳能增強(qiáng)鋼的硬度，減弱延展性。 生鐵 Mn 0.5% - 6% 錳鋼 Mn0.8% 碳素鋼 Mn 0.3%-0.8% 高錳鋼 13% - 14%,（5）錳,含錳0.8%-14%為各種型號的高錳鋼，具有良好的彈性及耐腐蝕性。用于制造彈簧、齒輪、轉(zhuǎn)軸、鐵路道岔等。 含Mn12%-20%的鐵合金為鏡鐵，含Mn60%-80%的鐵合金為錳鐵，均主要用于煉鋼做脫硫劑。,各元素在鋼中的形態(tài)和作用表：,綜上所述，C量確定鋼鐵型號及用途主要指標(biāo)； Si、Mn直接影響鋼鐵性能(有益的)控制一定量； S、P是有害成分 必須嚴(yán)格降至一定量。 因此，對于生鐵和碳素鋼，C、Si、Mn、S、P等五種元素的含量是影響鋼鐵質(zhì)量的主要成分，是鋼鐵生產(chǎn)的控制項(xiàng)目，也是鋼鐵分析的必測項(xiàng)目。,1.1.3 鋼鐵分析的特點(diǎn)及分析內(nèi)容,（1）分析內(nèi)容,全分析：即系統(tǒng)分析 分析項(xiàng)目按該鋼材種類牌號的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 重點(diǎn)成分分析： C、Si、Mn、S、P五種元素及相應(yīng)鋼材的特定功能元素。 情況不明材料分析： 先定性或半定量分析，再確定所需分析項(xiàng)目。,樣品制備較簡單：分布相對均勻 分解較容易：酸溶 定量分析方法較簡單：多用分光光度法，只有少數(shù)用滴定法。許多項(xiàng)目用自動(dòng)分析儀。如金屬材料元素一體化分析儀是綜合性元素分析儀，該儀器可滿足鋼、鐵、合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、瑪鋼、耐磨鋼等材料中元素的測定。儀器通過電弧燃燒爐燃燒樣品，紅外分析法測定C、S元素的含量，通過光電比色法測定Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Mg、稀土總量等元素的含量。,（2）分析特點(diǎn),鐵在地殼中的豐度大約為5%，在豐度表中居氧、硅、鋁之后，排位第四位。 鐵在各類巖漿巖中的平均含量為：超基性巖9.64%；基性巖 8.61%；中性巖 3.67%(正長巖)，5.85%(閃長巖)；酸性巖 2.80%(富鈣巖)，1.42%(貧鈣巖)。 鐵是廣泛存在的最普通元素之一，它和所有元素都可以共生，含鐵礦物也可伴生眾多元素，其中較為密切的是與鐵同周期的過渡元素和鉑族元素，此外還有鎂、鋁及一些常見非金屬元素。,1.2 鋼鐵冶煉原料鐵礦石分析,1.2.1 鐵在自然界的存在,主要礦石類型：赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等。 磁鐵礦：FeOFe2O3，具強(qiáng)磁性。 赤鐵礦：Fe2O3，無磁性。 褐鐵礦：mFe2O3nH2O。 菱鐵礦：FeCO3。 黃鐵礦：FeS2。 此外還有釩鈦鐵礦、鉻鐵礦等。,1.2.2 鐵礦石類型,鐵的氧化物均可溶于酸；鐵鹽、亞鐵鹽與堿作用生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀：Fe(OH)3沉淀完全的pH4.1，F(xiàn)e(OH)2沉淀完全的pH9.7(有銨鹽存在時(shí)可能沉淀不完全)。 新沉淀的Fe(OH)3 與強(qiáng)堿作用形成可溶性鐵酸鹽： Fe(OH)3 + OH-FeO2- + 2H2O pH 14 而 Fe(OH)2 + 2OH-Fe(OH)42- pH 13,1.2.3 鐵的分析化學(xué)性質(zhì),（1）鐵化合物酸堿性質(zhì),鐵鹽在水溶解中容易發(fā)生水解，強(qiáng)酸鐵鹽在水溶液中水解能釋放出質(zhì)子： Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ Fe(OH)+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ 2Fe3+ + 2H2O Fe2(OH)24+ + 2H+ 另，F(xiàn)e3+與堿金屬碳酸鹽作用不形成碳酸鹽而生成氫氧化物，就是因?yàn)樘妓徼F在水溶液中水解。,鐵的價(jià)態(tài)有0、+2、+3和+6，F(xiàn)e3+比Fe2+穩(wěn)定。 在研磨試樣時(shí)試樣中的Fe()和溶液中的Fe2+可能被氧化。提高酸度或使Fe2+形成穩(wěn)定絡(luò)合物有利于其穩(wěn)定性增加。 Fe3+是弱氧化劑，只有較強(qiáng)的還原劑如SnCl2、TiCl3、鹽酸羥胺等才能將它還原。 鐵的氧化還原性質(zhì)是建立鐵的測定方法的依據(jù)。,（2）鐵的氧化還原性質(zhì),重鉻酸鉀法是主要測定方法。 預(yù)處理： 有汞法：試樣用酸分解后，加稍過量的SnCl2將Fe3+全部還原為Fe2+，過量的SnCl2用HgCl2除去： SnCl42- + HgCl2 SnCl62- + Hg2Cl2 無汞法：試樣分解后用SnCl2將大部分Fe3+還原為Fe2+，再用TiCl3將剩余的Fe3+還原，用Na2WO4為指示劑W()無色 W()藍(lán)色，再用K2Cr2O7將過量的TiCl3還原至鎢藍(lán)消失。,1.2.4 鐵的測定方法,（1）滴定法,氧化過量的TiCl3，也可在Cu2+的催化下，利用空氣中的O2進(jìn)行，使鎢藍(lán)褪色。 滴定： 向預(yù)處理完的試液加硫磷混酸，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。 高錳酸鉀法、間接碘量法和EDTA絡(luò)合滴定法也能用于鐵的測定。,低品位原礦石及選礦尾礦中的鐵含量較低，可選用光度法和AAS法等儀器分析方法，以AAS法為佳。 光度法主要有磺基水楊酸法和鄰菲啰啉法。原子吸收分光光度法的靈敏度不高，不如鄰菲啰啉光度法。,（2）光度法和AAS法,如組成復(fù)雜，含有機(jī)物等雜質(zhì)，通常采用CO2氣體保護(hù)滴定法： 礦樣研磨至過100目篩，不烘，風(fēng)干；預(yù)先在試樣中加入NaHCO3或大理石，加HCl使產(chǎn)生CO2 ，并在錐瓶上加NaHCO3保護(hù)裝置，加熱使試樣分解，冷卻后再用K2Cr2O7法測定。,NaHCO3飽和溶液,1.2.5 Fe()的測定,主要來源于試樣的制備過程。如試樣中不含強(qiáng)磁性礦物時(shí)，可用磁鐵分離出金屬鐵。 在試樣中加入CuSO4溶液，發(fā)生置換反應(yīng)： CuSO4 + Fe Cu + FeSO4 金屬鐵變成Fe2+而進(jìn)入溶液，過濾，用K2Cr2O7法或磺基水楊酸光度法測定。 為消除CuSO4顏色對終點(diǎn)的干擾，在滴定前加入Al片使Cu2+沉淀。如不加Al片，可加HNO3使Fe2+氧化為Fe3+，再加氨水使形成Fe(OH)3，過濾后用HCl重新溶液后測定。 試樣中如含F(xiàn)eO，通常會使測定結(jié)果偏高。,1.2.6 金屬鐵的測定,在計(jì)算含有金屬鐵的試樣中各組分含量時(shí)，均應(yīng)考慮金屬鐵的影響，予以校正。 對鐵以外項(xiàng)目的校正： A%：某組分實(shí)際含量； a%：該組分的測定值； Fe%：金屬鐵的含量。,選擇依據(jù)：礦石特點(diǎn)；分析項(xiàng)目；測定要求；干擾元素； 單獨(dú)測定全鐵：多采用酸溶，以HCl為佳。如不能全分解，可用硫磷混酸分解，但須注意加熱時(shí)間不能過長，冒白煙1-3min即可，否則會生成焦磷酸鹽，使結(jié)果偏低。 測定鐵礦石中的Al2O3：用NaOH熔融分解。 測定S和P：Na2CO3-ZnO半熔法。 鐵礦石全分析：Na2O2或NaOH熔融分解。,1.2.7 鐵礦石分析,（1）試樣分解,TFe、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、 P2O5、SO3、As；有時(shí)加FeO和金屬Fe。 SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Mn、P、S的測定方法可參照硅酸鹽分析中的方法，As一般用原子吸收分光光度法測定。,（2）全分析項(xiàng)目,1.3.1 采樣、制樣原則 1.3.2 試樣的采集和制備 （1） 采樣工具 鋼制長柄勺；鑄模；取樣槍 （2） 采集方法 （3） 制樣方法,1.3 鋼鐵試樣的采集、制備及分解,鋼鐵試樣主要采用酸分解法，常用的有鹽酸、硫酸和硝酸。三種酸可單獨(dú)或混合使用，分解鋼鐵樣品時(shí)，若單獨(dú)使用時(shí)一種酸，往往分解不夠徹底，故更多是混合使用。 此外可用來分解鋼鐵樣品的還有磷酸和高氯酸，主要起助溶作用。 某些難分解試樣，也可使用堿熔法分解。,1.3.3 試樣的分解,測定各種形態(tài)的碳屬于相分析；碳在鋼鐵中主要以兩種形式存在：游離碳和化合碳。游離碳一般不與酸作用，而化合碳能溶解于酸。 在成分分析中，一般鋼樣只測定總碳量；而生鐵試樣除測定總碳量外，常分別測定游離碳和化合碳的含量。 總碳量的測定方法方法有很多，但通常都是將試樣置于高溫氧氣流中燃燒，使之轉(zhuǎn)化為二氧化碳再用適當(dāng)方法測定。具體的測定該當(dāng)有氣體容量法、吸收重量法、非水滴定法、光度法、色譜法和多種電分析化學(xué)法。,1.4 主要元素分析,1.4.1 碳的測定,燃燒-氣體容積法是目前國內(nèi)外廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。本法成本低，有較高的準(zhǔn)確度。其缺點(diǎn)是要求有較熟練的操作技巧，分析時(shí)間較長，對低碳試樣測定誤差較大。 試樣在11501250的高溫O2氣流中燃燒，鋼鐵中的碳被氧化生成CO2；生成的CO2與過剩的O2經(jīng)導(dǎo)管引入量氣管，測定體積；然后通過裝有KOH溶液的吸收器，吸收其中的CO2；剩余的O2再返回量氣管中，根據(jù)吸收前后體積之差，得到CO2的體積，據(jù)此計(jì)算出試樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。,（1）燃燒-氣體容積法,將試樣通氧燃燒，產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入已調(diào)好pH值的高氯酸鋇吸收液時(shí)，會使溶液pH值降低，利用電解生成的H+使溶液的pH值回復(fù)到原值。根據(jù)法拉第定律，可求出所生成的H+的量，從而計(jì)算出碳的量。,（2）燃燒-非水滴定法,試樣在11501300的高溫氧氣流中燃燒，生成的氣體經(jīng)除硫管后，進(jìn)行乙醇乙醇胺介質(zhì)中被吸收，以百里酚酞-甲基紅為指示劑，用乙醇鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈穩(wěn)定的深藍(lán)色。,（3）燃燒-庫侖法,在特定的電導(dǎo)池中裝入一定量的能夠吸收CO2的電解質(zhì)溶液，當(dāng)溶液吸收CO2后，電導(dǎo)率即發(fā)生改變，其改變量與CO2的量成正比，據(jù)此可求出CO2的量。該法測定誤差大，很少使用。,（4）碳硫分析儀,又分為容量法碳硫分析儀、庫侖碳硫分析儀、和紅外碳硫分析儀。 燃燒系統(tǒng)：管式爐、電弧爐、高頻爐。 測量范圍：0.01-6.00%（可擴(kuò)展） 測定時(shí)間：0.5-1.5min,（5）電導(dǎo)法,將鋼鐵試樣于12501300的高溫下通氧燃燒，使硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，將生成的混合氣體經(jīng)除塵管后進(jìn)入淀粉溶液，二氧化硫被吸收后生成亞硫酸，可用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。,1.4.2 硫的測定,硫的測定方法很多。經(jīng)典的硫酸鋇重量法用于測定高硫試樣。燃燒滴定法具有簡單、快速、準(zhǔn)確及適應(yīng)面廣的特點(diǎn)，被廣泛采用，它也是國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)方法；而紅外碳硫分析儀是測量微量硫的良好方法。,（1）燃燒碘酸鉀滴定法,本法采用雙氧水溶液作為吸收劑吸收二氧化硫，生成的H2SO3被氧化為H2SO4，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，即可求出SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 吸收：SO2 + H2O = H2SO3 H2SO3 + H2O2 = H2SO4+H2O 滴定：2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O 本法克服了SO2在吸收器中逃逸的現(xiàn)象，對滴定速度沒有要求，尤其適合于碳硫的聯(lián)合測定。該法終點(diǎn)敏銳，操作方便；燃燒過程中即使有SO3產(chǎn)生也能被滴定，不影響測定結(jié)果。,（2）燃燒酸堿滴定法,主要分為燃燒-容量法碳硫分析儀和紅外碳硫分析儀。 燃燒系統(tǒng)：管式爐、電弧爐、高頻爐。 測量范圍：0.0005-2.00%（可擴(kuò)展） 測定時(shí)間：0.5-1.5min,（3）碳硫分析儀,重量法有磷鉬酸銨法、磷酸鎂銨法、磷鉬酸喹啉法、8-羥基喹啉法等。重量法用于高磷試樣的測定。,1.4.3 磷的測定,鋼鐵中磷的測定方法有重量法、滴定法、光度法。一般是使磷轉(zhuǎn)化為磷酸，在與鉬酸銨反應(yīng)生成磷鉬酸，在此基礎(chǔ)上可用重量法、酸堿滴定法、磷鉬藍(lán)光度法進(jìn)行測定。 試樣用硝酸分解后生成正磷酸和亞磷酸，再用高錳酸鉀處理成正磷酸，再與相應(yīng)試劑作用進(jìn)行測定。,（1）重量法,磷鉬酸銨法：在硝酸介質(zhì)中，磷酸與鉬酸銨生成磷鉬酸銨： H3PO4 + 2MoO43- + 2NH4+ + 22H+ (NH4)2HPO412MoO3H2O + 11H2O 沉淀干燥或灼燒后稱重。 磷鉬酸喹啉法是國家標(biāo)準(zhǔn)仲裁方法：在硝酸介質(zhì)中，正磷酸與鉬酸鹽、喹啉作用生成黃色的磷鉬酸喹啉沉淀： H3PO4 + 12MoO42- + 3C9H7N + 24H+ (C9H7N)3H3(PO412MoO3)H2O + 11H2O 沉淀用過濾坩堝過濾，置于180恒溫干燥箱中干燥至恒重，冷卻至室溫后稱重。,將前面重量法所得到的磷鉬酸喹啉沉淀溶于一定過量的堿標(biāo)準(zhǔn)溶液中： (C9H7N)3H3(PO412MoO3)H2O + 26NaOH Na2HPO4 + 12Na2MoO4 + 3C9H7N + 15H2O 再用硝酸標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴剩余的堿。 磷鉬酸銨沉淀同樣可溶解于強(qiáng)堿標(biāo)液中，再用強(qiáng)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的堿： (NH4)2HPO412MoO3H2O + 24OH- 2NH4+ + HPO42- + 12MoO42- + 13H2O 常量及微量的磷均可用滴定法測定。,（2）酸堿滴定法,在0.6-1.7mol/L HNO3介質(zhì)中，磷酸與鉬酸銨、偏釩酸銨形成黃色的磷釩鉬雜多酸： 2H3PO4+22MoO43- + 2NH4VO3 + 46HNO3 P2O5V2O522MoO3nH2O + 46NH4NO3 + (26-n)H2O max380nm，max2.6103，由于顯色劑的 max360nm，故實(shí)際工作中的測定波長一般為420nm，此波長下1.3103。室溫下30min顯色完全，可穩(wěn)定一天。,（3）光度法,磷釩鉬黃光度法,在酸性溶液中，磷酸與鉬酸銨形成黃色的磷鉬雜多酸，可被硫酸亞鐵、抗壞血酸、硫酸肼、氯化亞錫等還原為藍(lán)色的磷鉬藍(lán)，max905nm，max5.34104，故實(shí)際工作中的測定波長一般為660nm，此波長下1.3104。 影響顯色反應(yīng)的主要因素是酸度、鉬酸銨的濃度及還原劑的用量。酸度應(yīng)控制在0.8-1.1mol/L；鉬酸銨的濃度應(yīng)在0.1-0.2%之間；顯色反應(yīng)在煮沸數(shù)分鐘后可完成，也可加Bi()、Sb()作催化劑，室溫下15min可顯色完全。 鐵、硅、砷的存在對測定在干擾。,磷鉬藍(lán)光度法,先使磷與鉬酸和釩酸形成磷釩鉬雜多酸，用異戊醇萃取(分離過量的鉬)，直接用有機(jī)相在原子吸收分光光度計(jì)上測定。 分析線331.3nm，鉬與磷的計(jì)量關(guān)系為22:1，靈敏度可達(dá)0.006/mL(異戊醇相)。磷含量高時(shí)可改用次靈敏線317.0nm、376.4nm和386.4nm來測定。,（4）原子吸收分光光度法,鋼鐵中硅的測定方法有很多，可根據(jù)含量的不同來選擇適當(dāng)?shù)姆椒ā?常量測定有SiO2重量法和K2SiF6容量法。重量法是最經(jīng)典的測定方法，具有準(zhǔn)確、適用范圍廣等特點(diǎn)。 微量分析一般用光度法，具有簡單、快速、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，是目前實(shí)際應(yīng)用最廣泛的方法。而其中應(yīng)用最多的是硅鉬藍(lán)光度法，下面主要介紹還原型硅鉬酸鹽光度法測定。,1.4.4 硅的測定,試樣用酸溶解后，使硅轉(zhuǎn)化為可溶性硅酸， 加高錳酸鉀氧化碳化物，再加亞硝酸鈉還原過量的高錳酸鉀，在弱酸性溶液中，加入鉬酸與H4SiO4反應(yīng)生成氧化型的黃色硅鉬雜多酸(硅鉬黃)，在草酸的作用下，用硫酸亞鐵銨將其還原為硅鉬藍(lán)， max 810nm，一般在660nm處測定吸光度。,光度法常用高碘酸鉀將錳氧化成七價(jià)后，進(jìn)行光度測定。,1.4.5 錳的測定,鋼鐵中錳含量的分析通常采用滴定法、光度法和原子吸收分光光度法。,（1）滴定法,滴定法可用過硫酸銨將錳氧化成七價(jià)，以亞砷酸鈉-亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。還可以用硝酸銀(酸性條件)定量將錳氧化成三價(jià)，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。,（2）光度法,含量高用銀鹽-過硫酸銨氧化滴定法測定；含量低用二苯碳酰二肼光度法測定。 銀鹽-過硫酸銨氧化滴定法： 在硫磷混酸介質(zhì)中，以硝酸銀為催化劑，用過硫酸銨將Cr()氧化為Cr()，然后以N-苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液剛好呈亮綠色為終點(diǎn)。,1.5 鋼鐵中合金元素的測定,1.5.1 鉻的測定,在pH=8-9的氨性溶液中，丁二酮肟與鎳發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，產(chǎn)生紅色沉淀。氨性溶液pH值過小，沉淀易溶解；pH值過高，易形成Ni(NH3)42+，同樣增加沉淀的溶解度。沉淀經(jīng)過濾、洗滌，在120下烘干恒重。 Fe3+、Cu2+、Cr2+等在氨水中也生成沉淀，有干擾，可加入檸檬酸或酒石酸掩蔽。,1.5.2 鎳的測定,高含量 丁二酮肟重量法 低含量 丁二酮肟光度法或原子吸收法,（1）重量法,介質(zhì)：三羥甲基胺基甲烷-HAc緩沖溶液(pH-8) 波長： 279.5 空氣：乙炔火焰,（2）光度法,在強(qiáng)堿性介質(zhì)中和氧化劑存在下，鎳與丁二酮肟生成可溶性的酒紅色絡(luò)合物，可在分光光度計(jì)上波長530nm處測量吸光度。干擾離子同樣可用酒石酸掩蔽。,（3）原子吸收法,試樣用氧化性酸分解后，在室溫條件下加入硫酸亞鐵溶液將釩、鉻及可能存在的氧化物質(zhì)還原為低價(jià)；再用高錳酸鉀(或過硫酸銨)將釩氧化到五價(jià)，此時(shí)鉻不被氧化。過量的高錳酸鉀可用尿素分解，而過量的尿素不影響釩的測定。以N-苯代鄰氨基甲酸為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)闇\綠色或淺黃綠色為終點(diǎn)。,1.5.3 釩的測定,釩的測定有滴定法、光度法和原子吸收法。,（1）氧化-Fe2+滴定法,試樣用氧化性酸分解后，用高錳酸鉀(或過硫酸銨)將釩氧化到五價(jià)。在酸性溶液中和H2O2存在下，V()與5-Br-PADAP及H2O2形成藍(lán)綠色的三元絡(luò)合物，在波長605nm處測定其吸光度。 該法靈敏度和選擇性都很高，但大量的鐵對顯色有干擾，可加EDTA-檸檬酸銨處理。,（2）5-Br-PADAP-H2O2光度法,在硫酸或鹽酸介質(zhì)中，N-鄰甲苯甲酰-N-鄰甲苯羥胺與鉬生成螯合物沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、烘干后稱重。 該法選擇性良好。,1.5.4 鉬的測定,鉬的測定有重量法和光度法。,（1）重量法,-安息香肟重量法,酸性溶液中，低溫(10)條件下，-安息香肟與鉬反應(yīng)形成白色沉淀，過濾、洗滌、灼燒后分解成MoO3，稱重。, N-鄰甲苯甲酰-N-鄰甲苯羥胺重量法,在有還原劑存在的酸性溶液中，鉬與硫氰酸鹽形成橙紅色絡(luò)合物，在470nm處測定其吸光度。釩對測定有干擾，1%釩相當(dāng)于0.01%鉬，可在計(jì)算時(shí)減去。 硫氰酸鹽顯色劑：硫酸鈦溶液20mL 15%硫酸鈦320mL(1+1)H2SO4-10%硫氰酸鈉-10%氯化亞錫溶液-水等體積混合而成。,（2）光度法,硫氰酸鹽直接光度法,硫氰酸鹽-羅丹明B光度法,樣品用鹽硝混酸處理并蒸發(fā)，再加鹽酸可形成鎢酸沉淀，過濾、洗滌、灼燒分解成稱重。 如加入鹽酸硅寧，沉淀更完全，灼燒后同樣為WO3。 試樣分解后也可用8-羥基喹啉沉淀鎢，沉淀經(jīng)過濾、洗滌、烘干后稱重。共存的鐵、錳、鈷、鎳、鉻等在草酸介質(zhì)中加氯化鈉和氫氧化鈉分離，鉬用鹽酸羥胺還原后加EDTA掩蔽。,1.5.5 鎢的測定,鎢的測定有重量法、滴定法和光度法。,（1）重量法,有硫氰酸鹽直接光度法、二硫酚萃取光度法和對苯二酚直接光度法等，廣泛使用的是后者。 硫氰酸鹽直接光度法簡便快速，但釩、鈮有干擾，且基體鐵會消耗大量顯色劑。 二硫酚萃取光度法選擇性高，能連續(xù)測定鎢和鉬，但操作繁瑣。 對苯二酚直接光度法操作簡便、快速，測定范圍寬，但靈敏度較低。,（2）絡(luò)合滴定法,間接滴定法，選擇性不高，故很少用。,（3）光度法,（2）5-Cl-PADAB光度法,1.5.6 鈷的測定,鈷的測定有滴定法和光度法。滴定法可以用絡(luò)合滴定，也可以用電位滴定；光度法主要用5-Cl-PADAB光度法。,（1）滴定法,絡(luò)合滴定法干擾元素多，且滴定終點(diǎn)較難判斷。 電位滴定法是在含有硫酸銨的氨性溶液中，用鐵氰化鉀將Co()氧化為Co()。該法能較好地確定滴定終點(diǎn)，是測定常量鈷的常用方法。,鈮的測定用光度法，主要有酸性鉻藍(lán)K光度法、氯代磺酚C直接光度法、二甲酚橙光度法等，其中應(yīng)用最多的是二甲酚橙光度法。 試樣用含氫氟酸的混酸溶液分解，加Al3+掩蔽過量的F-，用抗壞血酸還原Fe( )，二甲酚橙與鈮作用生成桔紅色絡(luò)合物，在波長520nm處測定吸光度。,二甲酚橙,1.5.7 鈮的測定,主要用亞甲基藍(lán)-二氯乙烷萃取光度法。 硼酸與氫氟酸生成氟硼絡(luò)合物，再與亞甲基藍(lán)作用生成藍(lán)色絡(luò)合物，用二氯乙烷萃取，在波長660nm處測定吸光度。,1.5.8 硼的測定,硼的測定有滴定法和光度法。,（1）滴定法,加甘油、甘露醇等多羥基化合物與硼酸作用，酸性增大，再用堿標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。,（2）光度法,第二節(jié) 鋁及鋁合金分析,鋁合金通常分為鑄造用鋁合金和壓力用鋁合金，后者又叫熟合金或變形鋁合金。鑄造鋁合金分為簡單的鋁硅合金、特殊鋁合金如鋁硅鎂、鋁硅銅、鋁銅鑄造合金、鋁鎂鑄造合金、鋁鋅鑄造合金等。變形鋁合金根據(jù)其性能和用途的不同通常分為鋁、硬鋁、防銹鋁、線鋁、鍛鋁、超硬鋁、特殊鋁和耐熱鋁等。,2.1概述,2.1.1 類型,鋁是主體元素，純鋁中一般含97%以上；鑄造鋁合金含80%左右，而變形鋁合金通常在90%左右。一般純鋁中含有硅、鐵、銅等元素，各種鋁合金中常見有硅、鎂、鋅、銅、錳等元素，個(gè)別的鋁合金還含有鎳、鉻。分析方法以光度法為主。,2.1.2 分解樣品方法,鋁及其合金試樣的分解常用NaOH，不溶性的殘?jiān)儆肏NO3溶解。不直接用HNO3或濃H2SO4溶解，以免鈍化。有時(shí)也用HCl溶解，不溶性殘?jiān)儆肏NO3分解。,2.1.3 成分,純鋁中鋁的測定方法可采用EDTA滴定法。 該法在微酸性溶液中加入過量的一定量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，使鐵、鋅、銅等元素與之形成配合物 然后在乙酸存在下，煮沸使鋁全部形成配合物，以XO為指示劑，用硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴過量的EDTA。,2.2 鋁及鋁合金中元素分析,2.2.1 鋁中鋁的測定,加入氟化物使AlEDTA解蔽，釋放出與鋁等量的EDTA，再用硝酸鉛標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，由此計(jì)算鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。錫、鈦與EDTA形成的配合物，同樣被氟化物所取代，而釋放出等量的EDTA，結(jié)果偏高。但通常純鋁中的錫、鈦含量很低，可不考慮其干擾。若含量較高時(shí)，可采用堿分離進(jìn)行測定。,2.2.2 鋅的測定,在部分鋁合金(如超硬鋁合金及鑄造鋁合金)中。鋅是主要合金元素，而在其它鋁合金中鋅是雜質(zhì)成分，其含量一般不大于0.5%。 E