CN101949859B - 一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，其主要技术特征是先将亚硝酸钠、硝酸钾混合盐试样溶液加热到一定温度、在适度酸度下用高锰酸钾标准溶液滴定，利用亚硝酸钠与高锰酸钾标准溶液的定量反应，计算试样溶液中亚硝酸钠的含量；再将试样溶液酸化，加入过量硫酸亚铁铵标准溶液，加热至沸腾并保持2～4分钟，冷却至常温后依次加入水、磷酸溶液和二苯胺磺酸钠指示液，用高锰酸钾标准溶液滴定，得出试样溶液消耗高锰酸钾标准溶液的体积，同时做空白试验，得出空白试验消耗高锰酸钾标准溶液的体积，从而计算出试样溶液中硝酸钾的含量。该方法可检测分析盐浴成分的变化情况，避免盐浴成分产生“老化”现象，具有方法简单，快捷，成本低，准确度高等特点。

Description

一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法

技术领域

本发明涉及一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，属化学分析方法领域，它特别适用于钢铁件等温冷却、分级冷却和回火加热时对硝盐盐浴成分的测定。

背景技术

热处理盐浴加热是利用盐熔融后形成的液态介质加热工件，其加热速度快，工作温度范围宽，可实现工件的无氧化腐蚀和无脱碳加热。采用亚硝酸钠和硝酸钾混合盐进行盐浴时，由于在工作一段时间后，其盐浴成分会发生变化，产生“老化”现象，影响产品热处理质量，这就需要对盐浴成分进行检测并及时补充调整。背景技术中，目前国内尚没有公开发表的亚硝酸钠和硝酸钾混合盐的检测方法，为及时检测分析淬火液主要成分变化情况，保障产品热处理质量和促进产品性能提高，对盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法进行了研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，它通过将高锰酸钾标准溶液、硫酸亚铁铵标准溶液与由亚硝酸钠、硝酸钾试样配制的溶液反应，计算测定亚硝酸钠和硝酸钾的含量，其检测方便快速，结果准确一致。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1、试样溶液制备

称取研细的亚硝酸钠、硝酸钾混合盐均匀试样置于烧杯中，用水溶解后进行干过滤，弃去起始溶液。

2、计算试样溶液中亚硝酸钠含量

用试样溶液滴定定量的五分之一高锰酸钾标准溶液，直至溶液红色消失为终点，高锰酸钾标准溶液与亚硝酸钠反应，计算试样溶液中亚硝酸钠的含量，其化学反应的离子方程式为：

2MnO₄ ^-+5NO₂ ^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃ ^-+3H₂O

滴定前，在五分之一高锰酸钾标准溶液中加入H₂SO₄（1+1）溶液并摇匀，使高锰酸钾标准溶液的酸度保持在C(H⁺)=2.0～2.5mol/L，同时将高锰酸钾标准溶液加热至70～75℃；

亚硝酸钠的质量分数按下式计算：

X（NaNO₂%）=                                                

式中：c —高锰酸钾标准溶液的实际浓度，mol/L；

V —消耗试样溶液体积，ml；

m—试样的质量，g；

34.50—亚硝酸钠摩尔质量的二分之一，g/mol。

3、试样溶液酸化

在反应完的试样溶液中加入一定量浓硫酸，将试样溶液酸化。

4、计算试样溶液中硝酸钾含量

将经过酸化的试样溶液置于锥形瓶中，加入过量的硫酸亚铁铵标准溶液，摇匀，加热至沸腾并保持2～4分钟，取下，冷却至常温，依次加入水，磷酸溶液（1+1），二苯胺磺酸钠指示液，用高锰酸钾标准溶液进行滴定，直至溶液变为紫红色为终点，得出试样溶液消耗高锰酸钾标准溶液的体积V ₁ ，同时做空白试验。

空白试验：以水取代试样溶液置于锥形瓶中，加入过量的硫酸亚铁铵标准溶液，摇匀，加入浓硫酸，加热至沸腾并保持2～4分钟，取下，冷却至常温，依次加入水、磷酸溶液（1+1）、二苯胺磺酸钠指示液，用高锰酸钾标准溶液进行滴定，直至溶液变为紫红色为终点，得出空白试验消耗高锰酸钾标准溶液的体积V ₀。

硫酸亚铁铵标准溶液和试样溶液反应，其化学反应的离子方程式为：

NO₃ ^-+3Fe²⁺+4H⁺=NO↑+3Fe³⁺+2H₂O

硝酸钾的质量分数按下式计算：

X（KNO₃%）=

式中：c —高锰酸钾标准溶液的实际浓度，mol/L；

V ₀—空白试验消耗高锰酸钾标准溶液的体积，ml；

V ₁ —试样溶液消耗高锰酸钾标准溶液的体积，ml；

V— 测定亚硝酸钠含量中消耗试样溶液的体积，ml；

m— 试样的质量，g；

33.70—硝酸钾摩尔质量的三分之一，g/mol；

1.4653—硝酸钾与亚硝酸钠的摩尔质量比；

NaNO₂(%)—混合盐中亚硝酸钠的质量分数。

本发明同背景技术相比所产生的有益效果：

1、本发明提供了一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，可准确检测分析硝盐盐浴成分的变化情况，并及时进行调整和补充，避免盐浴成分产生“老化”现象，保障产品热处理质量和产品性能提高。

2、该方法检测方法简单，检测过程方便快速，费用成本低，检测结果准确一致。

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，它所采用的技术方案包括以下具体步骤：

1、试样溶液制备

称取研细的亚硝酸钠、硝酸钾混合盐均匀试样2.50克置于100毫升烧杯中，用水溶解后移入250毫升容量瓶中，用水稀释至最大刻度，摇匀，干过滤，弃去5～10毫升起始溶液。

2、计算试样溶液中亚硝酸钠含量

吸取10.00毫升浓度为0.1～0.2mol/L的五分之一高锰酸钾标准溶液置于250毫升锥形瓶中，加入20毫升水，5毫升硫酸溶液（1+1），摇匀，使高锰酸钾标准溶液呈酸性，溶液酸度保持在C(H⁺)=2.0～2.5mol/L，并将溶液加热至70℃～75℃。如溶液的酸度过低，则MnO₄ ^-会部分还原为MnO₂，出现棕色沉淀，酸度过高又会促使亚硝酸钠分解；如温度过低，反应的速度缓慢，温度过高则亚硝酸钠在酸性溶液中会发生分解。

将制备的试样溶液加入一定温度和酸性的高锰酸钾标准溶液，对定量高锰酸钾标准溶液进行滴定，直至溶液红色消失为终点，高锰酸钾标准溶液与亚硝酸钠反应，计算试样溶液中亚硝酸钠的含量，其化学反应的离子方程式为：

2MnO₄ ^-+5NO₂ ^-+6H⁺=2Mn²⁺+5NO₃ ^-+3H₂O

亚硝酸钠的质量分数按下式计算：

X（NaNO₂%）=

式中：c —高锰酸钾标准溶液的实际浓度，mol/L；

V —消耗试样溶液体积，ml；

m—试样的质量，g；

34.50—亚硝酸钠摩尔质量的二分之一，g/mol。

3、试样溶液酸化

在反应完的溶液中加入28-32毫升浓硫酸，将试样溶液酸化。

4、计算试样溶液中硝酸钾含量

将经过酸化的试样溶液置于250毫升锥形瓶中，加入25.00毫升浓度为0.2～0.3mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液，摇匀，加热至沸腾并保持2～4分钟，取下，稍冷，依次加入20毫升水，5毫升磷酸溶液（1+1），3滴浓度为5g/L二苯胺磺酸钠指示液，用浓度为0.1～0.2mol/L的高锰酸钾标准溶液进行滴定，直至溶液变为紫红色为终点，得出试样溶液消耗高锰酸钾标准溶液的体积V ₁ ，同时做空白试验。

空白试验：以水取代试样溶液置于250毫升锥形瓶中，加入25.00毫升浓度为0.2～0.3mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液，摇匀，加入28-32毫升浓硫酸进行酸化，加热至沸腾并保持2～4分钟，取下，稍冷，依次加入20毫升水，5毫升磷酸溶液（1+1），3滴浓度为5g/L二苯胺磺酸钠指示液，用浓度为0.1～0.2mol/L的高锰酸钾标准溶液进行滴定，直至溶液变为紫红色为终点，得出空白试验消耗高锰酸钾标准溶液的体积V ₀。

加入5毫升磷酸溶液（1+1）的作用是：与Fe³⁺络合生成无色[Fe（PO₄）₂]^3-，降低了φ（Fe³⁺/Fe²⁺）的电位，使滴定终点易于观察，避免生成MnO₂沉淀，防止生成低价氧化物及滴定时的重氧化。

硫酸亚铁铵标准溶液和试样溶液反应，其化学反应的离子方程式为：

NO₃ ^-+3Fe²⁺+4H⁺=NO↑+3Fe³⁺+2H₂O

硝酸钾的质量分数按下式计算：

X（KNO₃%）=

式中：c —高锰酸钾标准溶液的实际浓度，mol/L；

V ₀—空白试验消耗高锰酸钾标准溶液的体积，ml；

V ₁ —试样溶液消耗高锰酸钾标准溶液的体积，ml；

V— 测定亚硝酸钠含量中消耗试样溶液的体积，ml；

m— 试样的质量，g；

33.70—硝酸钾摩尔质量的三分之一，g/mol；

1.4653—硝酸钾与亚硝酸钠的摩尔质量比；

NaNO₂(%)—混合盐中亚硝酸钠的质量分数。

Claims (6)

1.一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，其特征在于它通过以下步骤实现：

a、试样溶液制备：

称取研细的亚硝酸钠、硝酸钾混合盐均匀试样2.50克置于100毫升烧杯中，用水溶解后移入250毫升容量瓶中，用水稀释至最大刻度，摇匀，干过滤，弃去5～10毫升起始溶液；

b、计算试样溶液中亚硝酸钠含量：

在五分之一高锰酸钾标准溶液中加入1+1H₂SO₄溶液并摇匀，使五分之一高锰酸钾标准溶液呈酸性，同时加热五分之一高锰酸钾标准溶液；

吸取10.00毫升浓度为0.1～0.2mol/L的五分之一高锰酸钾标准溶液置于250毫升锥形瓶中，加入20毫升水，5毫升1+1硫酸溶液，摇匀，使五分之一高锰酸钾标准溶液呈酸性，用试样溶液滴定定量的五分之一高锰酸钾标准溶液，直至溶液红色消失为终点，由五分之一高锰酸钾标准溶液与试样溶液中亚硝酸钠反应的等量关系，计算试样溶液中亚硝酸钠的含量；

亚硝酸钠的质量分数按下式计算：

$X(\mathrm{NaN}{O}_2\%)=\frac{c\×10.00\×34.50}{\frac{m}{250}\×V\×1000}\×100$

式中：c-五分之一高锰酸钾标准溶液的实际浓度，mol/L；

V-消耗试样溶液体积，ml；

m-试样的质量，g；

10.00-定量移取五分之一高锰酸钾标准溶液的体积，ml；

250-试样溶解定溶到250毫升的容量瓶中；

34.50-亚硝酸钠摩尔质量的二分之一，g/mol；

c、试样溶液酸化：

在反应完的试样溶液中加入一定量浓硫酸，将试样溶液酸化；

d、计算试样溶液中硝酸钾含量：

将经过酸化的试样溶液置于锥形瓶中，加入过量的硫酸亚铁铵标准溶液，摇匀，持续加热并保持一定时间，取下，冷却至常温，依次加入水、按1∶1比例稀释的磷酸溶液和二苯胺磺酸钠指示液，用五分之一高锰酸钾标准溶液进行滴定，直至溶液变为紫红色为终点，得出试样溶液消耗五分之一高锰酸钾标准溶液的体积V₁，同时做空白试验；

空白试验：以水取代试样溶液置于锥形瓶中，加入过量的硫酸亚铁铵标准溶液，摇匀，加入浓硫酸，持续加热并保持一定时间，取下，冷却至常温，依次加入水、按1∶1比例稀释的磷酸溶液和二苯胺磺酸钠指示液，用五分之一高锰酸钾标准溶液进行滴定，直至溶液变为紫红色为终点，得出空白试验消耗五分之一高锰酸钾标准溶液的体积V₀；

硝酸钾的质量分数按下式计算：

$X(\mathrm{KN}{O}_3\%)=\frac{c\×(V_0-V_1)\×33.70}{\frac{m}{250}\×V\×1000}\×100-1.4653{\mathrm{NaNO}}_2(\%)$

式中：c-五分之一高锰酸钾标准溶液的实际浓度，mol/L；

V₀-空白试验消耗五分之一高锰酸钾标准溶液的体积，ml；

V₁-试样溶液消耗五分之一高锰酸钾标准溶液的体积，ml；

V-测定亚硝酸钠含量中消耗试样溶液的体积；ml；

m-试样的质量，g；

250-试样溶解定溶到250毫升的容量瓶中；

33.70-硝酸钾摩尔质量的三分之一，g/mol；

1.4653-硝酸钾与亚硝酸钠的摩尔质量比；

NaNO₂(％)-混合盐中亚硝酸钠的质量分数；

2.根据权利要求1所述的一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，其特征在于计算试样溶液中亚硝酸钠的含量时，五分之一高锰酸钾标准溶液中加入按1∶1比例稀释的硫酸溶液后，五分之一高锰酸钾标准溶液的酸度保持在C(H⁺)＝2.0～2.5mol/L，五分之一高锰酸钾标准溶液的加热温度为70～75℃。

3.根据权利要求1所述的一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，其特征在于计算试样溶液中硝酸钾含量时，试样溶液中加入过量的硫酸亚铁铵标准溶液后形成的混合溶液须加热至沸腾并保持2～4分钟。

4.根据权利要求1所述的一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，其特征在于所述的五分之一高锰酸钾标准溶液的浓度为0.1～0.2mol/L。

5.根据权利要求1所述的一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，其特征在于所述的硫酸亚铁铵标准溶液的浓度为0.2～0.3mol/L。

6.根据权利要求1所述的一种盐浴亚硝酸钠、硝酸钾混合盐的连续测定方法，其特征在于所述的二苯胺磺酸钠指示液的浓度为5g/L。