CN103412027A - 一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于合金高量元素分析技术，涉及一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法。本发明采用加入25ml盐酸、5ml硝酸，加入15ml高氯酸挥铬，再加入5ml高氯酸，5ml磷酸，蒸发至冒高氯酸烟处理试样，在冒高氯酸时加入盐酸使铬元素挥发掉，彻底消除铬的干扰。本发明以最基本、简单易行的挥发铬的方法，消除了铬对钴的干扰。通过进行干扰实验，找到了干扰元素，彻底消除了铬元素对钴测量的干扰，提高了测量的准确度；方法测定范围宽，测量下线为30.0%，测量上限为60.0%，相差30%；本申请方法测量快速，操作简便，节约了大量人力和物力。

Description

一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法

技术领域

本发明属于合金高量元素分析技术，涉及一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法。

背景技术

高温合金是指以铁、镍、钴为基体，能在600℃以上的高温以及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。由于其具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性、塑性等综合性能，从研制开始就主要应用于航空发动机、火箭发动机及燃气轮机高温热端部件材料。

合金中由于添加元素不同对合金性能影响也不同。铬元素是一个非常重要的抗热腐蚀元素其含量对抗热性起关键作用，当含量超过15%或更高时抗热腐蚀性更好；钴对抗热腐蚀性能基本无影响，但钴基合金较镍基高温合金抗热腐蚀能力强。另外，钴基合金常在高温下使用，需要较好的抗氧化性和具有更高的高温强度，还需加人适量的抗氧化和固溶强化元素，如铬和钨、钼等[2]。钴的抗氧化性能较差，但钴的抗热腐蚀能力比镍好；钴基高温合金的高温强度、抗热腐蚀性能、热疲劳性能和抗蠕变性能也比镍基高温合金好铌和钽对改善金属功能材料材质的作用，越来越引起人们的关注，特别是航空航天材料加入较高含量的钽，可以提高高温合金的性能。

电位滴定法是众多化学分析手段中的一种。它是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法，它是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。电位滴定法根据使用的指示电极不同可分别进行酸碱滴定、氧化还原滴定、配位滴定和沉淀滴定。电位滴定法进行钴的分析采用铂为指示电极属于氧化还原滴定。

钴元素测量的手段通常有比色法、ICP-AES法(电感耦合等离子体原子发射光谱法)、电位滴定法。比色法分析范围为：0.1%-20.0%，如分析50%的钴需采用差示比色法即基体匹配的情况下，采用低含量点做参比溶液进行比色，实验数据表明分析结果不稳定；对于高量钴的测定如果采用ICP-AES法进行分析，由于含量高，需进行一次以上的移取，因而会造成一定的测量误差，同时对试验设备稳定性要求高；电位滴定法中钴分析范围为：3%-30.0%，分析范围窄，不适用高铬高温合金中钴元素的分析。

发明内容

本发明的目的是：提出一种分析元素含量高、范围宽、能够精确进行高量钴分析的测定高铬高温合金中钴元素的分析方法。

本发明的技术方案是：采用电位滴定法，附有铂复合电极或铂电极、钨电极进行高量钴元素的测定；

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）、盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）、硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）、磷酸，ρ1.69g/mL；优级纯；

（1.4）、氨水：ρ0.90g/mL；优级纯；

（1.5）、高氯酸：ρ1.67g/mL；优级纯；

（1.6）、硝酸：1+1；

（1.7）、硫酸铵溶液：250g/L；

（1.8）、柠檬酸铵溶液：300g/L；

（1.9）、硫酸钴标准滴定溶液：0.02mol/L；分别称取5.6g硫酸钴和50g硫酸铵，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀；

（1.10）、钴标准溶液：2.00mg/mL；称取2.0000g；＞99.9%金属钴，置于250mL烧杯中，加入20mL硝酸，微热至钴完全溶解；冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀；

（1.11）、铁氰化钾标准溶液：0.08mol/L；称取26.4g铁氰化钾［K₃Fe(CN)₆］，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀，贮存于棕色瓶中；

铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数的确定方法如下：

在三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL硫酸铵溶液、90mL氨水，用水稀释至350mL；烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，铁氰化钾标准溶液的加入量根据试样中的钴含量确定，1毫升铁氰化钾标准溶液相当于4毫克钴，并应过量5mL～10mL，将电极插入烧杯中，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液滴定于铁氰化钾溶液，直至电位突跃最大，测试仪器自动显示滴定体积为止，记录滴定液的读数；在三份溶液所消耗硫酸钴标准滴定溶液毫升数的极差值不超过0.05mL的情况下，取其平均值；

按公式(1)计算铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数Ｋ；

$K=\frac{V_1}{V_2}---\left(1\right)$

式中：

V₁──所取铁氰化钾标准溶液体积，单位为毫升；

V₂──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液体积的平均值，单位为毫升；

（1.12）、铁氰化钾标准溶液对钴滴定度的确定方法如下：

在三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，再各准确加入15mL～25mL的钴标准溶液，进行电位滴定操作；

按公式(2)计算铁氰化钾标准液对钴的滴定度Ｔ：

$T=\frac{m_1}{V_3-V_{4}K}---\left(2\right)$

式中：

m₁──所取钴的标准溶液中的含钴量，单位为毫克；

V₃──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升；

V₄──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积的平均值，单位为毫升；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数；

（2）、取样和制样；分析用的试样按照HB/Z205的要求进行取样和制样；

（3）、分析前准备

共存元素干扰，镍45毫克-85毫克、铬5毫克-30毫克、钼小于20毫克、钛小于15毫克、钽小于10毫克、铪小于10毫克、钽小于10毫克、钨小于15毫克、锰钽小于7毫克；

铁氰化钾标准溶液加入顺序，准确加入15mL～25mL铁氰化钾标准溶液，在不断搅拌下，将溶液沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4）、分析步骤如下：

（4.1）、试料：称取含钴40mg～60mg的0.10g试样，精确到0.0001g；

（4.2）、制备试样溶液：将分析步骤（4.1）的试料置于150mL烧杯中，加入20mL～30mL盐酸、3mL～5mL硝酸，在电热板上微热至试料完全溶解；从电热板上取下稍冷，加入15mL高氯酸将电炉电压调至220V，加热蒸发至冒出白色高氯酸烟，滴加盐酸此时将有黄色烟冒出，继续加热，再次冒出白烟，滴加盐酸黄色烟变淡，反复滴加盐酸，直至黄烟赶净；稍冷，再加入5mL高氯酸、5mL硝酸、5mL磷酸，继续加热蒸发冒高氯酸烟至液面平静，磷酸烟从液面出现，立即从电热板上取下，稍冷，加入约50mL水，煮沸溶解盐类；冷却试液至室温；

（4.3）于500mL烧杯中，加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL硫酸铵溶液、90mL氨水，用水稀释至300mL；烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，在不断搅拌下，将溶液沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4.4）、滴定

将电极插入烧杯中，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，测试仪器自动显示滴定体积为止，记录消耗滴定液的读数；

（5）、计算测量结果，得到钴含量；

按下式(3)计算钴元素的百分含量：

$w=\frac{(V_5-V_{6}K)T}{m}\×100---\left(3\right)$

式中：

V₅──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升；

V₆──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积，单位为毫升；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数；

T──铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度，单位为毫克每毫升；

m──称样量，单位为毫克。

所述的试液温度从滴定开始至滴定结束一致。

所述的制备试样溶液，加入高氯酸，加热蒸发至冒高氯酸烟，反复滴加盐酸进行挥铬，直至黄烟赶净。

所述的确定铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度时，钴标准溶液的加入量应尽量使滴定度的含钴量与试样含钴量相近。

所述的插入烧杯中的电极为铂复合电极或铂电极、钨电极，使用铂电极、钨电极时，铂电极为指示电极，钨电极为参比电极。

本发明优点是：

1）本发明采用加入25mL盐酸、5mL硝酸，加入15mL高氯酸挥铬，再加入5mL高氯酸，5mL磷酸，蒸发至冒高氯酸烟处理试样，在冒高氯酸时加入盐酸使铬元素挥发掉，彻底消除铬的干扰。本发明以最基本、简单易行的挥发铬的方法，消除了铬对钴的干扰。

2）通过进行干扰实验，找到了干扰元素，彻底消除了铬元素对钴测量的干扰，提高了测量的准确度；

3）方法测定范围宽，测量下线为30.0%，测量上限为60.0%，相差30%；

4）本申请方法测量快速，操作简便，节约了大量人力和物力。

具体实施方式

实施例一

测定L605高温合金中钴含量，采用电位滴定法，附有铂复合电极进行高量钴元素的测定。

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）、盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）、硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）、磷酸，ρ1.69g/mL；优级纯；

（1.4）、氨水：ρ0.90g/mL；优级纯；

（1.5）、高氯酸：ρ1.67g/mL；优级纯；

（1.6）、硝酸：1+3；

（1.7）、硫酸铵溶液：250g/L；

（1.8）、柠檬酸铵溶液：300g/L；

（1.9）、硫酸钴标准滴定溶液：0.02mol/L；分别称取5.6g硫酸钴和50g硫酸铵，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀。

（1.10）、钴标准溶液：2.00mg/mL；称取2.0000g；＞99.9%金属钴，置于250mL烧杯中，加入35mL硝酸(1.6)，微热至钴完全溶解。冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀；

（1.11）、铁氰化钾标准溶液：0.08mol/L；称取26.4g铁氰化钾［K₃Fe(CN)₆］，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀，贮存于棕色瓶中。

铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数的确定方法如下：

于三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液(1.8)、25mL硫酸铵溶液(1.7)、90mL氨水(1.4)，用水稀释至约350mL。冷却至25℃以下，准确加入一定量的铁氰化钾标准溶液(1.11)（铁氰化钾标准溶液的加入量，应根据试样的含钴量确定，1mL铁氰化钾标准溶液相当于4mg钴，并应过量5mL～10mL），以铂电极为指示电极，钨电极为参比电极，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液(1.9)滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，仪器自动显示滴定体积为止，记录滴定液的读数。在三份溶液所消耗硫酸钴标准滴定溶液毫升数的极差值不超过0.05mL的情况下，取其平均值。

按公式(1)计算铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数Ｋ；

$K=\frac{V_1}{V_2}---\left(1\right)$

式中：

V₁──所取铁氰化钾标准溶液体积，单位为毫升（mL）；

V₂──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液体积的平均值，单位为毫升（mL）。

（1.12）、铁氰化钾标准溶液对钴滴定度的确定方法如下：

于三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液(1.8)、25mL硫酸铵溶液(1.7)、90mL氨水(1.4)，用水稀释至约350mL。冷却至25℃以下，各准确加入25.00mL铁氰化钾标准溶液（1.11），再各准确加入一定量的钴标准溶液[确定铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度时，钴标准溶液的加入量应尽量使其中的含钴量与试样含钴量相近]，进行电位滴定操作。

按公式(2)计算铁氰化钾标准液对钴的滴定度Ｔ：

$T=\frac{m_1}{V_3-V_{4}K}---\left(2\right)$

式中：

m₁──所取钴的标准溶液中的含钴量，单位为毫克（mg）；

V₃──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升（mL）；

V₄──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积的平均值，单位为毫升（mL）；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数。

（2）、取样和制样；分析用的试样按照HB/Z205的要求进行取样和制样；

（3）、分析前准备

共存元素干扰，镍45毫克-85毫克、铬5毫克-30毫克、钼小于20毫克、钛小于15毫克、钽小于10毫克、铪小于10毫克、钽小于10毫克、钨小于15毫克、锰钽小于7毫克；

铁氰化钾标准溶液加入顺序，准确加入铁氰化钾标准溶液(1.11)，在不断搅拌下，将溶液(3.2)沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4）、分析步骤如下：

（4.1）、试料：称取含钴40mg～60mg的0.10g试样，精确到0.0001g；

（4.2）、制备试样溶液：将分析步骤（4.1）的试料置于150mL烧杯中，加入20mL～30mL盐酸、3mL～5mL硝酸，在电热板上微热至试料完全溶解；从电热板上取下稍冷，加入15mL高氯酸将电炉电压调至220V，加热蒸发至冒出白色高氯酸烟，滴加盐酸此时将有黄色烟冒出，继续加热，再次冒出白烟，滴加盐酸黄色烟变淡，反复滴加盐酸，直至黄烟赶净；稍冷，再加入5mL高氯酸、5mL硝酸、5mL磷酸，继续加热蒸发冒高氯酸烟至液面平静，磷酸烟从液面出现，立即从电热板上取下，稍冷，加入约50mL水，煮沸溶解盐类；冷却试液至室温；

（4.3）于500mL烧杯中，加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL硫酸铵溶液、90mL氨水，用水稀释至300mL；烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，在不断搅拌下，将溶液沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4.4）、滴定

将电极插入烧杯中，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，测试仪器自动显示滴定体积为止，记录消耗滴定液的读数；

（5）、计算测量结果，得到钴含量；

按下式(3)计算钴元素的百分含量：

$w=\frac{(V_5-V_{6}K)T}{m}\×100---\left(3\right)$

式中：

V₅──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升；

V₆──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积，单位为毫升；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数；

T──铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度，单位为毫克每毫升；

m──称样量，单位为毫克。

（6）、计算测量结果，得到钴含量；钴的含量为49.50%。

实施例二

测定IARM208B高温合金中钴含量，采用电位滴定法，附有铂复合电极进行高量钴元素的测定。

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）、盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）、硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）、磷酸，ρ1.69g/mL；优级纯；

（1.4）、氨水：ρ0.90g/mL；优级纯；

（1.5）、高氯酸：ρ1.67g/mL；优级纯；

（1.6）、硝酸：1+3；

（1.7）、硫酸铵溶液：250g/L；

（1.8）、柠檬酸铵溶液：300g/L；

（1.9）、硫酸钴标准滴定溶液：0.02mol/L；分别称取5.6g硫酸钴和50g硫酸铵，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀。

（1.10）、钴标准溶液：2.00mg/mL；称取2.0000g；＞99.9%金属钴，置于250mL烧杯中，加入35mL硝酸(1.6)，微热至钴完全溶解。冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀；

（1.11）、铁氰化钾标准溶液：0.08mol/L；称取26.4g铁氰化钾［K₃Fe(CN)₆］，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀，贮存于棕色瓶中。

铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数的确定方法如下：

于三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液(1.8)、25mL硫酸铵溶液(1.7)、90mL氨水(1.4)，用水稀释至约350mL。冷却至25℃以下，准确加入一定量的铁氰化钾标准溶液(1.11)（铁氰化钾标准溶液的加入量，应根据试样的含钴量确定，1mL铁氰化钾标准溶液相当于4mg钴，并应过量5mL～10mL），以铂电极为指示电极，钨电极为参比电极，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液(1.9)滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，仪器自动显示滴定体积为止，记录滴定液的读数。在三份溶液所消耗硫酸钴标准滴定溶液毫升数的极差值不超过0.05mL的情况下，取其平均值。

按公式(1)计算铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数Ｋ；

$K=\frac{V_1}{V_2}---\left(1\right)$

式中：

V₁──所取铁氰化钾标准溶液体积，单位为毫升（mL）；

V₂──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液体积的平均值，单位为毫升（mL）。

（1.12）、铁氰化钾标准溶液对钴滴定度的确定方法如下：

于三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液(1.8)、25mL硫酸铵溶液(1.7)、90mL氨水(1.4)，用水稀释至约350mL。冷却至25℃以下，各准确加入25.00mL铁氰化钾标准溶液（1.11），再各准确加入一定量的钴标准溶液[确定铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度时，钴标准溶液的加入量应尽量使其中的含钴量与试样含钴量相近]，进行电位滴定操作。

按公式(2)计算铁氰化钾标准液对钴的滴定度Ｔ：

$T=\frac{m_1}{V_3-V_{4}K}---\left(2\right)$

式中：

m₁──所取钴的标准溶液中的含钴量，单位为毫克（mg）；

V₃──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升（mL）；

V₄──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积的平均值，单位为毫升（mL）；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数。

（2）、取样和制样；分析用的试样按照HB/Z205的要求进行取样和制样；

（3）、分析前准备

共存元素干扰，镍45毫克-85毫克、铬5毫克-30毫克、钼小于20毫克、钛小于15毫克、钽小于10毫克、铪小于10毫克、钽小于10毫克、钨小于15毫克、锰钽小于7毫克；

铁氰化钾标准溶液加入顺序，准确加入铁氰化钾标准溶液(1.11)，在不断搅拌下，将溶液(3.2)沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4）、分析步骤如下：

（4.1）、试料：称取含钴40mg～60mg的0.10g试样，精确到0.0001g；

（4.2）、制备试样溶液：将分析步骤（4.1）的试料置于150mL烧杯中，加入20mL～30mL盐酸、3mL～5mL硝酸，在电热板上微热至试料完全溶解；从电热板上取下稍冷，加入15mL高氯酸将电炉电压调至220V，加热蒸发至冒出白色高氯酸烟，滴加盐酸此时将有黄色烟冒出，继续加热，再次冒出白烟，滴加盐酸黄色烟变淡，反复滴加盐酸，直至黄烟赶净；稍冷，再加入5mL高氯酸、5mL硝酸、5mL磷酸，继续加热蒸发冒高氯酸烟至液面平静，磷酸烟从液面出现，立即从电热板上取下，稍冷，加入约50mL水，煮沸溶解盐类；冷却试液至室温；

（4.3）于500mL烧杯中，加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL硫酸铵溶液、90mL氨水，用水稀释至300mL；烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，在不断搅拌下，将溶液沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4.4）、滴定

将电极插入烧杯中，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，测试仪器自动显示滴定体积为止，记录消耗滴定液的读数；

（5）、计算测量结果，得到钴含量；

按下式(3)计算钴元素的百分含量：

$w=\frac{(V_5-V_{6}K)T}{m}\×100---\left(3\right)$

式中：

V₅──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升；

V₆──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积，单位为毫升；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数；

T──铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度，单位为毫克每毫升；

m──称样量，单位为毫克。

（6）、计算测量结果，得到钴含量；钴的含量为60.05%。

实施例三

测定IARM207A高温合金中钴含量，采用电位滴定法，附有铂复合电极进行高量钴元素的测定。

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）、盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）、硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）、磷酸，ρ1.69g/mL；优级纯；

（1.4）、氨水：ρ0.90g/mL；优级纯；

（1.5）、高氯酸：ρ1.67g/mL；优级纯；

（1.6）、硝酸：1+3；

（1.7）、硫酸铵溶液：250g/L；

（1.8）、柠檬酸铵溶液：300g/L；

（1.9）、硫酸钴标准滴定溶液：0.02mol/L；分别称取5.6g硫酸钴和50g硫酸铵，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀。

（1.10）、钴标准溶液：2.00mg/mL；称取2.0000g；＞99.9%金属钴，置于250mL烧杯中，加入35mL硝酸(1.6)，微热至钴完全溶解。冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀；

（1.11）、铁氰化钾标准溶液：0.08mol/L；称取26.4g铁氰化钾［K₃Fe(CN)₆］，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀，贮存于棕色瓶中。

铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数的确定方法如下：

于三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液(1.8)、25mL硫酸铵溶液(1.7)、90mL氨水(1.4)，用水稀释至约350mL。冷却至25℃以下，准确加入一定量的铁氰化钾标准溶液(1.11)（铁氰化钾标准溶液的加入量，应根据试样的含钴量确定，1mL铁氰化钾标准溶液相当于4mg钴，并应过量5mL～10mL），以铂电极为指示电极，钨电极为参比电极，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液(1.9)滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，仪器自动显示滴定体积为止，记录滴定液的读数。在三份溶液所消耗硫酸钴标准滴定溶液毫升数的极差值不超过0.05mL的情况下，取其平均值。

按公式(1)计算铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数Ｋ；

$K=\frac{V_1}{V_2}---\left(1\right)$

式中：

V₁──所取铁氰化钾标准溶液体积，单位为毫升（mL）；

V₂──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液体积的平均值，单位为毫升（mL）。

（1.12）、铁氰化钾标准溶液对钴滴定度的确定方法如下：

于三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液(1.8)、25mL硫酸铵溶液(1.7)、90mL氨水(1.4)，用水稀释至约350mL。冷却至25℃以下，各准确加入25.00mL铁氰化钾标准溶液（1.11），再各准确加入一定量的钴标准溶液[确定铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度时，钴标准溶液的加入量应尽量使其中的含钴量与试样含钴量相近]，进行电位滴定操作。

按公式(2)计算铁氰化钾标准液对钴的滴定度Ｔ：

$T=\frac{m_1}{V_3-V_{4}K}---\left(2\right)$

式中：

m₁──所取钴的标准溶液中的含钴量，单位为毫克（mg）；

V₃──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升（mL）；

V₄──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积的平均值，单位为毫升（mL）；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数。

（2）、取样和制样；分析用的试样按照HB/Z205的要求进行取样和制样；

（3）、分析前准备

共存元素干扰，镍45毫克-85毫克、铬5毫克-30毫克、钼小于20毫克、钛小于15毫克、钽小于10毫克、铪小于10毫克、钽小于10毫克、钨小于15毫克、锰钽小于7毫克；

铁氰化钾标准溶液加入顺序，准确加入铁氰化钾标准溶液(1.11)，在不断搅拌下，将溶液(3.2)沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4）、分析步骤如下：

（4.1）、试料：称取含钴40mg～60mg的0.10g试样，精确到0.0001g；

（4.2）、制备试样溶液：将分析步骤（4.1）的试料置于150mL烧杯中，加入20mL～30mL盐酸、3mL～5mL硝酸，在电热板上微热至试料完全溶解；从电热板上取下稍冷，加入15mL高氯酸将电炉电压调至220V，加热蒸发至冒出白色高氯酸烟，滴加盐酸此时将有黄色烟冒出，继续加热，再次冒出白烟，滴加盐酸黄色烟变淡，反复滴加盐酸，直至黄烟赶净；稍冷，再加入5mL高氯酸、5mL硝酸、5mL磷酸，继续加热蒸发冒高氯酸烟至液面平静，磷酸烟从液面出现，立即从电热板上取下，稍冷，加入约50mL水，煮沸溶解盐类；冷却试液至室温；

（4.3）于500mL烧杯中，加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL硫酸铵溶液、90mL氨水，用水稀释至300mL；烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，在不断搅拌下，将溶液沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4.4）、滴定

将电极插入烧杯中，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，测试仪器自动显示滴定体积为止，记录消耗滴定液的读数；

（5）、计算测量结果，得到钴含量；

按下式(3)计算钴元素的百分含量：

$w=\frac{(V_5-V_{6}K)T}{m}\×100---\left(3\right)$

式中：

V₅──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升；

V₆──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积，单位为毫升；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数；

T──铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度，单位为毫克每毫升；

m──称样量，单位为毫克。

（6）、计算测量结果，得到钴含量；钴的含量为33.52%。

Claims (5)

1.一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法，其特征在于：采用电位滴定法，附有铂复合电极或铂电极、钨电极进行高量钴元素的测定；

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）、盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）、硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）、磷酸，ρ1.69g/mL；优级纯；

（1.4）、氨水：ρ0.90g/mL；优级纯；

（1.5）、高氯酸：ρ1.67g/mL；优级纯；

（1.6）、硝酸：1+1；

（1.7）、硫酸铵溶液：250g/L；

（1.8）、柠檬酸铵溶液：300g/L；

（1.9）、硫酸钴标准滴定溶液：0.02mol/L；分别称取5.6g硫酸钴和50g硫酸铵，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀；

（1.10）、钴标准溶液：2.00mg/mL；称取2.0000g；＞99.9%金属钴，置于250mL烧杯中，加入20mL硝酸，微热至钴完全溶解；冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀；

（1.11）、铁氰化钾标准溶液：0.08mol/L；称取26.4g铁氰化钾［K₃Fe(CN)₆］，溶于适量水中，用水稀释至1000mL，摇匀，贮存于棕色瓶中；

铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数的确定方法如下：

在三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL硫酸铵溶液、90mL氨水，用水稀释至350mL；烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，铁氰化钾标准溶液的加入量根据试样中的钴含量确定，1毫升铁氰化钾标准溶液相当于4毫克钴，并应过量5mL～10mL，将电极插入烧杯中，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液滴定于铁氰化钾溶液，直至电位突跃最大，测试仪器自动显示滴定体积为止，记录滴定液的读数；在三份溶液所消耗硫酸钴标准滴定溶液毫升数的极差值不超过0.05mL的情况下，取其平均值；

按公式(1)计算铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数Ｋ；

$K=\frac{V_1}{V_2}---\left(1\right)$

式中：

V₁──所取铁氰化钾标准溶液体积，单位为毫升；

V₂──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液体积的平均值，单位为毫升；

（1.12）、铁氰化钾标准溶液对钴滴定度的确定方法如下：

在三个500mL烧杯中，各加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，再各准确加入15mL～25mL的钴标准溶液，进行电位滴定操作；

按公式(2)计算铁氰化钾标准液对钴的滴定度Ｔ：

$T=\frac{m_1}{V_3-V_{4}K}---\left(2\right)$

式中：

m₁──所取钴的标准溶液中的含钴量，单位为毫克；

V₃──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升；

V₄──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积的平均值，单位为毫升；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准溶液的体积比例系数；

（2）、取样和制样；分析用的试样按照HB/Z205的要求进行取样和制样；

（3）、分析前准备

共存元素干扰，镍45毫克-85毫克、铬5毫克-30毫克、钼小于20毫克、钛小于15毫克、钽小于10毫克、铪小于10毫克、钽小于10毫克、钨小于15毫克、锰钽小于7毫克；

铁氰化钾标准溶液加入顺序，准确加入15mL～25mL铁氰化钾标准溶液，在不断搅拌下，将溶液沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4）、分析步骤如下：

（4.1）、试料：称取含钴40mg～60mg的0.10g试样，精确到0.0001g；

（4.2）、制备试样溶液：将分析步骤（4.1）的试料置于150mL烧杯中，加入20mL～30mL盐酸、3mL～5mL硝酸，在电热板上微热至试料完全溶解；从电热板上取下稍冷，加入15mL高氯酸将电炉电压调至220V，加热蒸发至冒出白色高氯酸烟，滴加盐酸此时将有黄色烟冒出，继续加热，再次冒出白烟，滴加盐酸黄色烟变淡，反复滴加盐酸，直至黄烟赶净；稍冷，再加入5mL高氯酸、5mL硝酸、5mL磷酸，继续加热蒸发冒高氯酸烟至液面平静，磷酸烟从液面出现，立即从电热板上取下，稍冷，加入约50mL水，煮沸溶解盐类；冷却试液至室温；

（4.3）于500mL烧杯中，加入50mL柠檬酸铵溶液、25mL硫酸铵溶液、90mL氨水，用水稀释至300mL；烧杯置入冰水混合物的容器中，放置30min，准确加入15mL～25mL的铁氰化钾标准溶液，在不断搅拌下，将溶液沿杯壁倾入此500mL烧杯中；

（4.4）、滴定

将电极插入烧杯中，边搅拌边用硫酸钴标准滴定溶液滴定于铁氰化钾溶液中，直至电位突跃最大，测试仪器自动显示滴定体积为止，记录消耗滴定液的读数；

（5）、计算测量结果，得到钴含量；

按下式(3)计算钴元素的百分含量：

$w=\frac{(V_5-V_{6}K)T}{m}\×100---\left(3\right)$

式中：

V₅──铁氰化钾标准溶液的加入量，单位为毫升；

V₆──滴定时所消耗硫酸钴标准滴定溶液的体积，单位为毫升；

K──铁氰化钾标准溶液与硫酸钴标准滴定溶液的体积比例系数；

T──铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度，单位为毫克每毫升；

m──称样量，单位为毫克。

2.根据权利要求1所述的一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法，其特征在于：所述的试液温度从滴定开始至滴定结束一致。

3.根据权利要求1所述的一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法，其特征在于：所述的制备试样溶液，加入高氯酸，加热蒸发至冒高氯酸烟，反复滴加盐酸进行挥铬，直至黄烟赶净。

4.根据权利要求1所述的一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法，其特征在于：所述的确定铁氰化钾标准溶液对钴的滴定度时，钴标准溶液的加入量应尽量使滴定度的含钴量与试样含钴量相近。

5.根据权利要求1所述的一种测定高铬高温合金中钴元素的分析方法，其特征在于：所述的插入烧杯中的电极为铂复合电极或铂电极、钨电极，使用铂电极、钨电极时，铂电极为指示电极，钨电极为参比电极。