CN103063669A - 一种无汞滴定铁的容量分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无汞滴定铁的容量分析方法，是以常规方法溶解含铁试样，使用氯化亚锡将Fe³⁺定量还原为Fe²⁺，再用亚甲基蓝溶液氧化过量的氯化亚锡，在硫磷混酸酸性环境下，添加对氨基苯磺酸消去亚甲基蓝的淡蓝色，以二苯胺磺酸钠为指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定Fe²⁺，至出现稳定的紫红色为终点，计算含铁试样中铁的质量分数。本发明方法避免了使用剧毒氯化汞试剂，减少了污染，且分析方法操作简单，准确度高，适用于铁矿石、铁粉中常量组分铁含量的测定。

Description

一种无汞滴定铁的容量分析方法

技术领域

本发明涉及一种铁的分析方法，特别是涉及一种以无汞试剂作为还原滴定剂，滴定测定铁含量的容量分析方法。

背景技术

铁是地球上分布最广的金属元素之一，铁矿石中铁的含量较高，一般在20～70%之间。铁矿石常规分析中，全铁含量的测定是一个重要的测定项目。经典的分析方法有氯化亚锡－氯化汞－重铬酸钾容量法、氯化亚锡－氯化汞－硫酸铈容量法。其基本原理是：在热、浓盐酸介质中，用氯化亚锡将试液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，过量的氯化亚锡以氯化汞氧化除去，在硫酸－磷酸混合酸存在下，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液或硫酸铈标准溶液滴定生成Fe²⁺，至溶液呈现稳定的紫色为终点，以重铬酸钾标准溶液或硫酸铈标准溶液的消耗量来计算出试样中铁的含量。以上两种方法由于使用了剧毒的氯化汞，有害物质污染环境。因此，无汞盐测铁含量一直是容量法测铁的研究内容之一。

近年来研究的无汞测铁方法主要有：根据盐酸羟胺能在酸性溶液中将Fe³⁺定量还原为F^e2+，过量还原剂又易于除去的特点，改用盐酸羟胺代替氯化亚锡的方法；也有使用二氯化锡-氯化钛-重铬酸钾体系测定铁矿石中全铁含量的方法；有以钨酸钠为指示剂，用三氯化钛将高价铁还原成低价至生成“钨兰”，再以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至蓝色消失，以此测定铁含量的方法。以上这些方法有的准确度不高，不太完善；有的还原剂纯度不高，且含有微量铁，测定结果不太理想；有的还原剂价格昂贵，实验室较少使用。

发明内容

本发明的目的是避免使用剧毒的氯化汞试剂，提供一种以无汞试剂还原滴定铁的容量分析方法，来满足工业生产和生活的需要。

本发明的无汞滴定铁的容量分析方法是以常规方法溶解含铁试样，使用氯化亚锡（SnCl₂）将Fe³⁺定量还原为Fe²⁺，再用亚甲基蓝（C₁₆H₁₈ClN₃S）溶液氧化过量的氯化亚锡，在硫磷混酸酸性环境下，添加对氨基苯磺酸消去亚甲基蓝的淡蓝色，以二苯胺磺酸钠为指示剂，以重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）标准溶液滴定Fe²⁺，至出现稳定的紫红色为终点，含铁试样中铁的质量分数以下式计算：

式中：

c：重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/mL；

V：重铬酸钾标准溶液的体积，mL；

M：Fe的摩尔质量，g/mol；

G：含铁试样的质量，g。

其中，优选使用新配制的加热至30～50℃的氯化亚锡溶液将Fe³⁺定量还原为Fe²⁺。

本发明容量分析方法的原理是：

2FeCl₄ ^-+SnCl₄ ^2-+2Cl^-=2FeCl₄ ^2-+SnCl₆ ^2-

SnCl₄ ^2-(剩余)+C₁₆H₁₈ClN₃S(亚甲基蓝,蓝色)→SnCl₆ ^2-+C₁₆H₁₈ClN₃S(还原亚甲基蓝,无色)

6Fe²⁺+Cr₂O₇ ^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

其中：

Fe³⁺+e=Fe²⁺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ε=0.77V

Sn⁴⁺+2e=Sn²⁺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ε=0.154V

C₁₆H₁₈ClN₃S(亚甲基蓝,蓝色)=C₁₆H₁₈ClN₃S(还原亚甲基蓝,无色)　　ε=0.532V。

由于0.77>0.154，氯化亚锡可以还原Fe³⁺；又0.532>0.154，所以氯化亚锡也可以还原亚甲基蓝。基于此，可以将过量的氯化亚锡氧化掉。

本发明提供了一种避免使用剧毒氯化汞试剂的重铬酸钾测定铁容量分析方法，该方法使用氯化亚锡作为还原剂，用亚甲基蓝溶液将过量的氯化亚锡氧化掉，避免了使用剧毒的氯化汞试剂，减少了污染。

本发明建立的分析方法使用一般实验室通用的滴定装置即可进行，操作简单，测定成本低廉，测定时间短。

本发明分析方法准确度高，相对标准偏差达到0.24%（n=11），可以满足工业生产的需要，是一种安全、可行的铁含量测定新方法，适用于铁矿石、铁粉中常量组分铁含量的测定。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述，但所述实施例仅在于说明本发明而不限制本发明。

实施例1

将含铁试样按文献方法溶解，取铁试样溶液于250mL锥形瓶中，逐滴加入新配制的氯化亚锡溶液，并加热至约30℃，慢慢摇动使其充分反应直至黄色消失，再多加一滴氯化亚锡溶液。滴加亚甲基蓝溶液，至溶液由无色变为淡蓝色为止，将剩余的氯化亚锡氧化掉。再慢慢滴加硫磷混酸，加适量的对氨基苯磺酸溶液。滴加二苯胺磺酸钠指示剂，立即用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定至稳定的紫红色为终点。

含铁试样中的铁含量（质量分数）以下式计算：

式中：

c：重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/mL；

V：重铬酸钾标准溶液的体积，mL；

M：Fe的摩尔质量，g/mol；

G：含铁试样的质量，g。

以上述方法连续测定同一含铁试样，计算分析方法的精密度，标准偏差为0.22%，相对标准偏差为0.24%，结果见表1。

实施例2

使用经典的氯化亚锡-氯化汞-重铬酸钾法和本发明方法即氯化亚锡-亚甲基蓝-重铬酸钾法，对同一含铁样品进行对照测定。测定结果如表2所示，说明本发明方法的准确度高。

Claims (2)

1.一种无汞滴定铁的容量分析方法，其特征是以常规方法溶解含铁试样，使用氯化亚锡将Fe³⁺定量还原为Fe²⁺，再用亚甲基蓝溶液氧化过量的氯化亚锡，在硫磷混酸酸性环境下，添加对氨基苯磺酸消去亚甲基蓝的淡蓝色，以二苯胺磺酸钠为指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定Fe²⁺，至出现稳定的紫红色为终点，含铁试样中铁的质量分数以下式计算：

式中：

c：重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/mL；

V：重铬酸钾标准溶液的体积，mL；

M：Fe的摩尔质量，g/mol；

G：含铁试样的质量，g。

2.根据权利要求1所述的容量分析方法，其特征是使用新配制加热至30～50℃的维生素C溶液将Fe³⁺定量还原为Fe²⁺。