CN101413898B - 一种高铬合金中钒的定量分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高铬合金中钒的定量分析方法，尤其是储氢合金中钒的定量分析方法，属于分析化学领域。本发明所解决的技术问题是消除铬的干扰，准确定量分析高钒铬合金中钒的含量。本发明分析方法采用硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液溶解高铬合金后以乙醇为掩蔽剂，用硫酸亚铁铵进行滴定分析钒的含量；其中所述硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液是指硫酸∶硝酸∶盐酸∶水＝4～6∶2～3∶4～6∶10～15。采用本发明分析方法操作简便，易于掌握，消除了铬干扰，扩大了现有硫酸亚铁铵容量法测定钒方法的适用范围，为定量分析高钒铬合金，尤其储氢合金中的钒含量提供了一种新的方法。

Description

一种高铬合金中钒的定量分析方法

技术领域

本发明涉及一种高铬合金中钒的定量分析方法，尤其是储氢合金中钒的定量分析方法，属于分析化学领域。

技术背景

针对高铬高钒含量样品进行定量分析，对试样的分解一般采用过氧化钠碱熔，或采用酸溶回渣，操作均比较繁琐【高铬矿中铜的分析方法，《色金属》2004年11月.第56卷.第4期；铅盐中性分离EDTA滴定法测定铬矿中氧化钙和氧化镁.《冶金分析》.2004年6月.第24卷.第3期】。采用过氧化钠碱熔再酸化方法比酸溶回渣操作相对要简便一些，参照国家标准GB/T 7315.1-1987和行业标准YB/T 547.1-1995硫酸亚铁铵滴定法测定五氧化二钒方法；但实际分析中，存在两个问题：一、采用过氧化钠碱熔的过程中，试样易发生爆炸、对刚玉坩埚腐蚀非常严重，常常检测一次需要反复熔样好几次，需消耗几个坩埚，而且由于易爆炸，操作十分危险；二、采用硫酸亚铁铵滴定法测定钒的操作中，用高锰酸钾氧化钒，部分铬也同时被氧化，干扰钒的测定，影响测定的准确度，由于钒和铬的性质非常相似，很难将钒和铬进行分离。尤其目前针对储氢合金，钒量在40～70％之间；铬量在10～30％之间，需要一种分析方法简单，安全又能准确分析高铬样品中钒的含量的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分析方法简单，安全又能消除铬的干扰，定量分析高钒铬合金中的钒含量。

本发明的技术方案：用硫酸亚铁铵进行滴定分析高铬合金中钒的含量时以乙醇为掩蔽剂，消除铬的干扰。

进一步地，高铬合金采用硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液溶解后以乙醇为掩蔽剂，用硫酸亚铁铵进行滴定分析钒的含量。

其中所述硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液是指硫酸∶硝酸∶盐酸∶水＝4～6∶2～3∶4～6∶10～15。优选的是：5∶2.5∶5∶12.5。优选的是：将商品的硫酸、盐酸、硝酸分别与水配置成体积比1∶1的溶液后再混合为混合酸溶液。

所述盐酸是指商品盐酸，含质量分数37％-38％的HCl，所述硝酸是指商品硝酸，含质量分数65％以上的HNO₃。所述硫酸指商品硫酸，含质量分数98％以上的H₂SO₄。

进一步地，准确定量分析高铬合金中钒的含量的方案如下：

a、采用硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液溶解高钒铬合金；

b、然后用硫酸亚铁铵溶液还原；钒还原为四价钒、铬还原为三价铬，反应式如下：

2H₃VO₄+2Fe²⁺+6H⁺＝V₂O₂ ⁴⁺+2Fe²⁺+6H₂O；

Cr₂O₇ ^2-+6Fe²⁺+14H⁺＝2Cr³⁺+6Fe²⁺+7H₂O。

c、再用高锰酸钾溶液氧化；钒氧化为五价钒，部分铬被氧化成六价铬，反应式如下：

5V₂O₂ ⁴⁺+2MnO₄ ^-+22H₂O＝10VO₄ ^3-+2Mn²⁺+44H⁺；

10Cr³⁺+6MnO₄ ^-+11H₂O＝5Cr₂O₇ ^2-+6Mn²⁺+22H⁺。

d、用亚硝酸钠还原，再加入尿素；亚硝酸钠与过量的高锰酸钾反应，过量的亚硝酸钠与尿素反应。反应式如下：

5NO₂ ^-+3MnO₄ ^-+44H⁺＝5NO₃ ^-+3Mn²⁺+22H₂O；

2NO₂ ^-+CO(NH₂)₂+2H⁺＝3H₂O+CO₂+2N₂；

e、加入掩蔽剂乙醇放置1～2分钟，乙醇与六价铬反应生成三价铬，而与五价钒不发生反应：8H⁺+Cr₂O₇ ^2-+3C₂H₅OH→2Cr³++3C₂H₄O+7H₂O。

f、加入N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂，放置1～2分钟，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，由酒红色变为亮绿色为终点，计算得钒百分含量：

$V\%=\frac{C\·V}{m\×1000}\×50.94\×100$

其中，V％为钒百分含量，m为样品质量(g)，C为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(moL/L)，V为硫酸亚铁铵标准溶液的体积(mL)。

本发明分析方法的适用范围为：样品中铬含量最好不高于30％，因为，铬量越高，需要加入的乙醇量越多，可能会引起其它不利因素。

本发明方法是基于在常温下，乙醇与六价铬反应生成三价铬，而与五价钒不发生反应，再用硫酸亚铁铵滴定五价钒时，乙醇不反应，从而消除了铬对钒测定的干扰。

本发明方法的有益效果：提供了一种高铬试样中，硫酸亚铁铵测定钒消除铬干扰的方法，操作简便，易于掌握，扩大了现有硫酸亚铁铵容量法测定钒方法的适用范围，为定量分析高钒铬合金，尤其储氢合金中钒含量提供了一种新的方法。

以下结合实施例对本发明作进一步阐述，实施例仅用于说明本发明，而不是用任何方式来限制本发明。

具体实施方式

实施例1储氢合金中钒(V％)的测定

混合酸的配制：硫酸∶硝酸∶盐酸∶水＝5∶2.5∶5∶12.5

将硫酸(1+1)100mL、硝酸(1+1)50mL、盐酸(1+1)100mL混合。

三个储氢合金试样：1#、2#、3#号样品中铬的含量分别为：21.22％、21.98％、12.95％。

分别取1#、2#、3#试样各0.1000g。采用配制的混合酸溶液25ml，溶解高钒铬合金。然后用10mL浓度为100g/L硫酸亚铁铵溶液还原放置5min，再加入浓度为20g/L高锰酸钾溶液氧化3～5min，至溶液呈红色再过量2滴；加入尿素，用亚硝酸钠还原，加入10ml乙醇掩蔽剂放置1～2分钟，加入3滴2g/L N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂，放置1分钟，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定(C≈0.05moL/L，准确值必须进行标定)，由酒红色变为亮绿色即为终点，计算得钒百分含量：

$V\%=\frac{C\·V}{m\×1000}\×50.94\×100$

其中，V％为钒百分含量，m为样品质量(g)，C为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(moL/L)，V为硫酸亚铁铵标准溶液的体积(ml)。

另分别取上述储氢合金试样1#、2#、3#试样各0.1000g。采取与上述相同的方法分析，唯不同的是不加入乙醇作为对照，分析结果见表1。

表1储氢合金样品钒(V％)分析结果

从表1可见，加入乙醇所测定的结果重现性好；未加入乙醇所测定的结果重现性差，测定值普遍高于加入乙醇后的测定值，而且有铬含量越高，影响越大的趋势。

实施例2：钒铁标样中钒含量的分析，考察铬对钒测定的干扰

采用钒铁标样加入相应的铬标液配制出与该储氢合金相似的样品，采用实施例1的方式进行分析，加入和不加入乙醇进行对照试验，所得结果见表2。

表2钒铁标准样品中钒(V％)的分析结果：

从表2可见，铬对钒测定存在一定的干扰，加入乙醇后，测定结果和标准值吻合非常好，表明能消除其干扰。

Claims (5)

1.一种高铬合金中钒的定量分析方法，其特征在于：高铬合金采用硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液溶解后，以乙醇为掩蔽剂，用硫酸亚铁铵进行滴定分析高铬合金中钒的含量，消除铬的干扰；其中所述硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液是指硫酸∶硝酸∶盐酸∶水＝4～6∶2～3∶4～6∶10～15；所述高铬合金中钒量在40～70％之间；铬量在10～30％之间。

2.根据权利要求1所述的高铬合金中钒的定量分析方法，其特征在于：硫酸∶硝酸∶盐酸∶水＝5∶2.5∶5∶12.5。

3.根据权利要求1所述的高铬合金中钒的定量分析方法，其特征在于：将硫酸、盐酸、硝酸分别与水配置成体积比1∶1的酸水溶液，再混合为混合酸溶液。

4.根据权利要求1所述的高铬合金中钒的定量分析方法，其特征在于由以下步骤完成：

a、采用硫酸、硝酸、盐酸混合酸溶液溶解高铬合金；

b、然后用硫酸亚铁铵溶液还原；

c、再用高锰酸钾溶液氧化；

d、用亚硝酸钠还原，再加入尿素；

e、加入掩蔽剂乙醇放置1～2分钟；

f、加入N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂，放置1～2分钟，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，由酒红色变为亮绿色为终点，计算得钒百分含量：

$V\%=\frac{C\·V}{m\×1000}\×50.94\×100$

其中，V％为钒百分含量，m为样品质量，单位g，C为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，单位moL/L，V为硫酸亚铁铵标准溶液的体积，单位mL。

5.根据权利要求1～4所述的高铬合金中钒的定量分析方法，其特征在于：所述高铬合金是储氢合金。