CN102288727A - 一种钒氮合金中钒的测定方法 - Google Patents

Abstract

一种钒氮合金中钒的测定方法，属于分析化学技术领域。本方法的优点在于测定过程中使用的试剂种类少、时间短、操作简便，具有较高的精度和准确度，特别适合大量样品的分析。本发明采用混酸溶解样品，在12％～25％的酸度下，加过硫酸铵将钒(Ⅳ)氧化至五价，以N-苯基代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定。铬、锰、铈不干扰测定。

Description

一种钒氮合金中钒的测定方法

一、技术领域

本发明属于分析化学技术领域，涉及一种钒氮合金中钒的定量分析技术。

二、背景技术

目前，钒氮合金中钒的测定已有国标(GB20567-2006-T)，但该方法存在测定过程中使用试剂种类较多，分析流程较长等缺点和不足。针对上述问题，通过实验提供一种准确、快速、操作简便、试剂少、流程短的测定钒氮合金中钒的方法，是必要的、有意义的事情。

三、发明内容

本发明的目的在于公开一种钒氮合金中钒含量的测定方法，利用该方法可准确测定钒氮合金中钒的含量。

首先，通过实验来确定相关参数的取值范围和对测定方法的影响因素。

1、称样量的确定

分别称取0.2000g、0.1000g含钒氮合金样品，按实验方法进行测定，结果见表1。

表1：称样量对测定结果的影响

结果表明：称样量为0.2000g、0.1000g均能获得准确结果。由于称样量为0.2000g时，滴定体积太大，操作较繁，本方法定为0.1000g。

2、溶样酸的确定

分别称0.1000g钒氮合金样品两份于锥形瓶中，其中一份加入硫酸-磷酸-硝酸混合酸40mL；另一份加入50mL(2+3)硫酸-磷酸混酸并滴加硝酸氧化；按实验方法进行测定，结果见表2。

表2：溶样酸的确定％

结果表明：两种混合酸均能溶解样品。本方法溶样酸确定为硫酸-磷酸-硝酸混合酸。

3、酸度的影响

分别称0.1000g钒氮合金样品及钒铁标准样品若干份于锥形瓶中，由于钒氮合金中锰、铬，的含量均小于1％，铈的含量更低，因此分别加入1mg的锰、铬，0.5mg的铈，再分别加入不同量的硫酸-磷酸-硝酸混合酸，按实验方法进行测定，结果见表3。

表3：酸度的影响

结果表明：硫酸-磷酸-硝酸混合酸加入量在35mL～50mL范围内，锰、铬、铈不干扰钒的测定

4、过硫酸铵量的影响

分别称0.1000g钒氮合金样品及钒铁标准样品若干份于锥形瓶中，加入40mL硫酸-磷酸-硝酸混合酸溶解样品，驱尽氮氧化物后，取下。以水稀至90mL，加入不同量的过硫酸铵溶液(25％)，按实验方法进行测定，结果见表4。

表4：过硫酸铵量的影响

结果表明：过硫酸铵溶液(25％)的加入量在15mL～25mL范围内，均能准确测定钒氮合金中钒的含量。

5、精密度、准确度的测定

分别配制不同含量的含钒氮合金样品和钒氮合金样品进行精密度试验，结果见表5。

表5：方法的精密度％

称3份钒氮合金样品，一份称0.0500g样品补加0.0500g的纯铁。另两份，一份不加钒标准溶液，另一份加入一定量钒标准溶液，进行回收率实验，结果见表6。

表6：回收率％

根据上述实验取得的结果，将确定的有关参数应用于钒氮合金中钒的测定。该钒氮合金中钒的测定方法是这样的，将检测样品粉碎后过170目筛，称取

0.1000g试样于500mL锥形瓶中，加40mL硫酸-磷酸-硝酸混合液，加热溶解，驱尽氮氧化物后，取下。以水稀至90mL，加20mL过硫酸铵溶液(25％)，煮沸至冒大泡后，再煮沸1-2min，取下冷却，加3滴N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液指示剂，立即以硫酸亚铁铵标准溶液滴至紫红色变亮绿色为终点。

按下式计算得出样品中钒的含量：

$W\left(V\right)\%=\frac{C\×V\×50.94}{1000\×m}\×100$

式中W(V)-钒的质量分数，％

C-硫酸亚铁铵标准溶液浓度，mol/L；

V-滴定硫酸亚铁铵标准溶液体积，mL；

m-称取试样质量，g；

50.94-钒的摩尔质量，g/mol。

本发明的注意点如下：

1)、氮氧化物必须完全除尽，否则终点返回，结果偏高。

2)、酸度是本方法的关键，当小于12％时，锰、铬、铈有干扰；当大于25％时，结果偏低。因此溶液的总体积应控制在110mL～130mL为宜。

本发明突出优点是检测范围宽，V的质量百分数为：40.00％～90.00％，试剂种类少，操作简便、快速，准确。

四、具体实施方式：

将样品破碎、研磨至样品全部通过170目筛。

所用药品及试剂如下：

过硫酸铵溶液(25％)，

硫酸亚铁铵标准溶液(约0.05mol/L)，

硫酸磷酸硝酸混合酸：于500mL水中，徐徐加入500mL硫酸，冷后加100mL磷酸，加60mL硝酸，混匀；

N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液(0.2％)：称取0.2g苯基代邻氨基苯甲酸溶液，溶于100mL碳酸钠溶液(2g/L)中。

结合实施例对本发明方法作进一步详细的说明。

实施例1

称取0.1000g钒氮合金1^#样品于500mL锥形瓶中，加40mL硫酸-磷酸-硝酸混合液，加热溶解，驱尽氮氧化物后，取下。以水稀至90mL，加20mL过硫酸铵溶液(25％)，煮沸至冒大泡后，再煮沸2min，取下冷却，加3滴N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液指示剂，立即以硫酸亚铁铵标准溶液滴至紫红色变亮绿色为终点。计算得出样品中钒的含量，结果见表7。

钒的质量百分数按下式计算：

$w\left(V\right)\%=\frac{C\×V\×50.94}{1000\×m}\×100$

式中w(V)-钒的质量分数，％

C-硫酸亚铁铵标准溶液浓度，mol/L。

V-滴定硫酸亚铁铵标准溶液体积，mL。

m-称取试样质量，g。

50.94---钒的摩尔质量，g/mol。

实施例2

称取0.1000g钒氮合金2^#样品于500mL锥形瓶中，加40mL硫酸-磷酸-硝酸混合液，加热溶解，驱尽氮氧化物后，取下。以水稀至90mL，加20mL过硫酸铵溶液(25％)，煮沸至冒大泡后，再煮沸2min，取下冷却，加3滴N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液指示剂，立即以硫酸亚铁铵标准溶液滴至紫红色变亮绿色为终点。计算得出样品中钒的含量，计算公式与实施例1相同，结果见表7。

实施例3：

称取0.1000g钒铁标样3^#样品于500mL锥形瓶中，加40mL硫酸-磷酸-硝酸混合液，加热溶解，驱尽氮氧化物后，取下。以水稀至90mL，加20mL过硫酸铵溶液(25％)，煮沸至冒大泡后，再煮沸2min，取下冷却，加3滴N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液指示剂，立即以硫酸亚铁铵标准溶液滴至紫红色变亮绿色为终点。计算得出样品中钒的含量，计算公式与实施例1相同，结果见表7。

实施例4：

称取0.1000g钒铁标样1^#样品于500mL锥形瓶中，加40mL硫酸-磷酸-硝酸混合液，加热溶解，驱尽氮氧化物后，取下。以水稀至90mL，加20mL过硫酸铵溶液(25％)，煮沸至冒大泡后，再煮沸2min，取下冷却，加3滴N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液指示剂，立即以硫酸亚铁铵标准溶液滴至紫红色变亮绿色为终点。计算得出样品中钒的含量，计算公式与实施例1相同，结果见表7。

实施例5：

称取0.1000g钒铁标样2^#样品于500mL锥形瓶中，加40mL硫酸-磷酸-硝酸混合液，加热溶解，驱尽氮氧化物后，取下。以水稀至90mL，加20mL过硫酸铵溶液(25％)，煮沸至冒大泡后，再煮沸1-2min，取下冷却，加3滴N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液指示剂，立即以硫酸亚铁铵标准溶液滴至紫红色变亮绿色为终点。计算得出样品中钒的含量，计算公式与实施例1相同，结果见表7。

表7

本方法与国标的比较：

(1)试剂种类少：

本方法所用试剂为：硫酸-磷酸-硝酸溶解样品→过硫酸铵溶液(25％)→指示剂→硫酸亚铁铵标准溶液。

国标所用试剂为：硫酸-磷酸-硝酸溶解样品→硫酸亚铁铵(50g/L)→高锰酸钾→尿素→亚硝酸钠→指示剂→硫酸亚铁铵标准溶液。

(2)分析时间短：

本方法所用时间：样品溶解2min～3min；从样品溶解至滴定前的冷却时间约7min～10min。

国标所用时间：加硝酸溶解2min～3min，加硫酸到冒硫酸烟取下冷却，约7min～10min；加磷酸、加水微热溶解盐类，再煮沸1min取下冷却，约3min～5min；加硫酸亚铁铵溶液放置2min，滴加高锰酸钾溶液至稳定紫红色放置5min，加尿素溶液，加亚硝酸钠至紫红色消失放置3min，即从样品溶解至滴定前的冷却时间约30min～40min。

Claims (7)

1.一种钒氮合金中钒的测定方法，将分析样品粉碎后过170目筛，其特征在于先称取0.1000g试样于500mL锥形瓶中，加38～50mL硫酸-磷酸-硝酸混合液，加热溶解，驱尽氮氧化物后，取下，以水稀至90mL，加18～22mL过硫酸铵溶液，煮沸至冒大泡后，再煮沸1-2min，取下冷却，加3滴N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液指示剂，立即以硫酸亚铁铵标准溶液滴至紫红色变亮绿色为终点，钒的质量分数按下式计算：

$W\left(V\right)\%=\frac{C\×V\×50.94}{1000\×m}\×100$

式中W(V)-钒的质量分数，％；

C---硫酸亚铁铵标准溶液浓度，mol/L；

V-滴定硫酸亚铁铵标准溶液体积，mL；

m-称取试样质量，g；

50.94---钒的摩尔质量，g/mol；

2.根据权利要求1所述的一种钒氮合金中钒的测定方法，其特征在于钒氮合金粉末样品的粒度为170目。

3.根据权利要求1所述的一种钒氮合金中钒的测定方法，其特征在于硫酸亚铁铵标准溶液的浓度为0.05mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种钒氮合金中钒的测定方法，其特征在于硫酸-磷酸-硝酸混合液的配制方法为：于500mL水中，徐徐加入500mL浓硫酸，待其冷却后再顺序加入100mL浓磷酸和60mL浓硝酸，混匀。

5.根据权利要求1所述的一种钒氮合金中钒的测定方法，其特征在于过硫酸铵溶液的浓度为25％。

6.根据权利要求1所述的一种钒氮合金中钒的测定方法，其特征在于浓度为0.2％的N-苯基代邻氨基苯甲酸溶液的制法为：称取0.2g苯基代邻氨基苯甲酸溶液，溶于100mL浓度为2g/L的碳酸钠溶液中。

7.根据权利要求1所述的一种钒氮合金中钒的测定方法，其特征在于钒的检测范围为40.00％～90.00％。