CN104897764B - 一种同时测定镁和锌含量的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于合金成分分析技术领域，具体公开了一种同时测定镁和锌含量的方法及其应用。该方法以EDTA二钠盐为滴定剂，以钙离子选择性电极或银环镀汞电极为指示电极，根据镁、锌络合物络合常数的不同，电位滴定连续测定样品中的镁和锌含量。在测定过程中，无需加入指示剂和置换剂，另外，在滴定完一种离子之后，不需调节溶液pH值就可以连续滴定另外一种离子，加入试剂少，中间环节少，分析速度快。本发明的测定方法操作简单，避免了人为操作误差，样品数量大时，成效显著。该方法适用性强，重现性好。对样品没有特殊要求，适用于镁‑锌合金中镁和锌含量的分析测定。

Description

一种同时测定镁和锌含量的方法及其应用

【技术领域】

本发明属于合金成分分析技术领域，特别涉及一种同时测定镁和锌含量的方法及其应用。

【背景技术】

纯镁不能用作结构材料，必须通过合金化和工艺优化来进行改性。作为镁合金的两大主要合金化元素之一，锌元素对镁合金的强化作用十分显著。Zn对镁合金的主要影响有：（1）Zn能固溶于镁合金中，对镁合金起到固溶强化作用，加入的Zn也可同时增加镁合金中其它元素的固溶度，进而提高其它元素的固溶强化作用。（2）Zn在镁合金中与其它元素形成高熔点化合物，可改善镁合金的高温力学性能，尤其是抗蠕变性能。（3）Zn的加入能够去除镁合金中的某些杂质，提高镁合金的耐腐蚀性能。

锌具有与镁相同的晶体结构(hcp)，原子半径相近，易形成连续固溶体，同时镁-锌合金熔点低，锌可作为镁电解工艺中的液态阴极，实现镁-锌合金的低能耗、低成本熔盐电解。锌含量的不同对合金性能影响很大，因此快速准确测定合金中的镁、锌等成分的含量对合金制备具有重要意义。

目前，样品中镁、锌的含量测定，主要采用加指示剂的络合滴定法，有时在滴定之前需进行分离操作。《EDTA滴定法测定镁-锌-钇三元合金成分》（冶金分析，2010，30(4)：69-72）一文中报道了合金成分的分析方法，控制溶液pH值为5.0-5.5，先以EDTA滴定镁-锌-钇三元合金中的锌、钇总量，再在pH值为9.0-9.4时，通过氨水沉淀分离钇后滴定锌的含量，滴定前加入三乙醇胺掩蔽主要干扰元素铁。《硫酸锌中锌与镁同时络合滴定方法的研究》（湖南冶金，1994，(6)：47-49）一文中报道了锌、镁的连续滴定方法，在pH5.5-6.0的缓冲体系中，加入2.5g/L二甲酚橙指示剂0.1mL，经EDTA（二钠盐）溶液络合滴定锌后，调pH至10，加入缓冲液，加入2.5g/L铬黑T指示剂2mL，继续进行EDTA络合滴定镁，可对硫酸锌中的锌、镁进行连续滴定。《铜离子选择电极络合滴定法分步滴定锌和镁》（中南民族大学学报(自然科学版)，2010,29(1)：32-35）一文报导了锌、镁的连续滴定方法，以EDTA为滴定剂，Cu-EDTA为置换剂，铜离子选择电极为指示电极，通过控制氨的用量来调节锌-氨络合，可对镁、锌进行分步电位滴定。以上滴定方法中都加入了指示剂或置换剂，另外，在滴定完一种离子之后，需要调节pH值，才能继续滴定另外一种离子。在分析的过程中，加入的试剂较多，需要的分析时间较长。

镁和锌也可以采用ICP法测定，但该法适用于微量分析，用于常量分析时，误差较大。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种同时测定镁和锌含量的方法。

本发明的另一目的在于提供所述同时测定镁和锌含量的方法的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种同时测定镁和锌含量的方法，包括：

精确移取5-10mL试样，加入10mL NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液，以EDTA二钠盐为滴定剂，以钙离子选择性电极或银环镀汞电极为指示电极，根据镁、锌络合物络合常数的不同，电位滴定连续测定样品中的镁、锌，电位滴定过程中会出现两个电位突跃，按出现的顺序依次为Zn²⁺、Mg²⁺的滴定终点，记录两个电位突跃时消耗的EDTA二钠盐的体积V₁、V₂；通过如下公式分别计算试样中镁和锌的含量；

其中：M-----EDTA二钠盐的浓度，mol/L；

V₁----Zn离子滴定终点时消耗EDTA溶液的体积，mL；

V₂----滴定完成时消耗EDTA溶液的体积，mL；

m-----移取样品的质量，g；

所述试样中含有Mg²⁺和Zn²⁺总质量为0.5-25mg。

所述滴定优选在自动电位滴定仪中进行。

所述试样优选采用以下方法进行处理：称取镁-锌合金，用溶剂溶解后转移至容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。

所述镁-锌合金与溶剂的摩尔比优选为1:2-1:2.5。

所述溶剂优选为体积比为1：1的盐酸水溶液或去离子水。

所述NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液优选为pH＝10的NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液。

所述EDTA二钠盐标准溶液的浓度为0.01-0.05mol/L。

在测定过程中，如果试样含有Fe³⁺、Al³⁺等重金属离子，则会对测定结果产生干扰。为获得准确结果，干扰离子总量在0.5mg以下时，滴定前可加入5mL体积比为1：1的三乙醇胺溶液掩蔽来消除重金属离子的影响；干扰离子总量大于0.5mg时，需要在测定前进行干扰离子的分离。

所述的同时测定镁和锌含量的方法应用于镁和锌的微量分析和常量分析。

所述的同时测定镁和锌含量的方法应用于测定镁-锌合金中镁和锌含量。

本发明的发明机理：本发明根据镁、锌络合物络合常数的不同，电位滴定连续测定样品中的镁、锌含量，电位滴定过程中会出现两个电位突跃。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：

（1）以EDTA二钠盐为滴定剂，以钙离子选择性电极或银环镀汞电极为指示电极，根据镁、锌络合物络合常数的不同，电位滴定连续测定样品中的镁和锌的含量，无需加入指示剂和置换剂，另外，在滴定完一种离子之后，不需调节溶液pH值就可以连续滴定另外一种离子，加入试剂少，中间环节少，分析速度快。

（2）本发明的测定方法操作简单，避免了人为操作误差，样品数量大时，成效显著。该方法适用性强，重现性好。对样品没有特殊要求，尤其适用于镁-锌合金中镁和锌含量的分析测定。

【具体实施方式】

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

称取1.1032g镁-锌合金，逐滴加入体积比为1：1的盐酸水溶液1mL，使其完全溶解后，加热搅拌至微沸，过滤，取滤液转移至200mL容量瓶，用去离子水稀释至刻度，摇匀，得到试样。准确移取5mL的试样，加入10mLNH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液，以银环镀汞电极为指示电极，用自动电位滴定仪滴定至终点，记录两个电位突跃时消耗的EDTA二钠盐的体积V₁:0.41mL、V₂:21.53mL，则：

M-----EDTA二钠盐的浓度，mol/L；

V₁-----Zn离子滴定终点时消耗EDTA溶液的体积，mL；

V₂-----滴定完成时消耗EDTA溶液的体积，mL；

m------移取样品的质量，g。

实施例2

称取1.9879g氯化锌与氯化镁的混合物，用30mL去离子水溶解后，转移至200mL容量瓶，用去离子水稀释到刻度，摇匀，得到试样。准确移取5mL的试样，加入10mL NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液，以钙离子选择性电极为指示电极，用自动电位滴定仪滴定至终点，记录两个电位突跃时消耗的EDTA二钠盐的体积V₁:9.43mL、V₂:12.74mL，则：

M-----EDTA二钠盐的浓度，mol/L；

V₁-----Zn离子滴定终点时消耗EDTA溶液的体积，mL；

V₂-----滴定完成时消耗EDTA溶液的体积，mL；

m------移取样品的质量，g。

实施例3

称取2.0130g硫酸锌与硫酸镁的混合物，用30mL去离子水溶解后，转移至200mL容量瓶，用去离子水稀释至刻度，摇匀，得到试样。准确移取10mL的试样，加入10mL NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液，以银环镀汞电极为指示电极，用自动电位滴定仪滴定至终点，记录两个电位突跃时消耗的EDTA二钠盐的体积V₁：6.32mL、V₂：26.48mL，则

M-----EDTA二钠盐的浓度，mol/L；

V₁-----Zn离子滴定终点时消耗EDTA溶液的体积，mL；

V₂-----滴定完成时消耗EDTA溶液的体积，mL；

m------移取样品的质量，g。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种同时测定镁和锌含量的方法，其特征在于，包括：

精确移取5-10mL试样，加入10mL NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液，以EDTA二钠盐为滴定剂，以钙离子选择性电极或银环镀汞电极为指示电极，根据镁、锌络合物络合常数的不同，电位滴定连续测定样品中的镁、锌，电位滴定过程中会出现两个电位突跃，按出现的顺序依次为Zn²⁺、Mg²⁺的滴定终点，记录两个电位突跃时消耗的EDTA二钠盐的体积V₁、V₂；通过如下公式分别计算试样中镁和锌的含量：

${\mathrm{Zn}}^{2+}\left(\%\right)=\frac{M\×V_1\×65.39}{1000m}\×100\%$

${\mathrm{Mg}}^{2+}\left(\%\right)=\frac{M\×(V_2-V_1)\×24.305}{1000m}\×100\%$

其中：M-----EDTA二钠盐的浓度，mol/L；

V₁----Zn离子滴定终点时消耗EDTA溶液的体积，mL；

V₂----滴定完成时消耗EDTA溶液的体积，mL；

m-----移取样品的质量，g；

所述试样中含有Mg²⁺和Zn²⁺总质量为0.5-25mg；

所述滴定在自动电位滴定仪中进行。

2.根据权利要求1所述的同时测定镁和锌含量的方法，其特征在于，所述溶剂为体积比为1：1的盐酸或去离子水。

3.根据权利要求1所述的同时测定镁和锌含量的方法，其特征在于，所述NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液为pH＝10的NH₄Cl-NH₃·H₂O缓冲溶液。

4.根据权利要求1所述的同时测定镁和锌含量的方法，其特征在于，所述EDTA二钠盐为EDTA二钠盐标准溶液。

5.权利要求1-4任一项所述的同时测定镁和锌含量的方法应用于镁和锌的微量分析和常量分析。