CN106841154A - 一种荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，属于化学分析技术领域。其经过原料称取和溶解、过滤、试剂调节和滴定测得镍钙合金中钙含量。本发明用于荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，采用上述技术方案，本发明可以定量检测镍钙合金试样中金属钙含量范围在4~15%。本发明将盛有试液的烧杯装入下黑桶内，为整个试液制造了一个完整的黑色包裹背景，使得整个试液的绿色荧光颜色清晰且上下一致；两黑桶可上下移动，方便试验人员放入或取出不同体积的烧杯；在所用到的黑桶侧面留有尺寸相同且重合的观察窗，方便试验人员观察。在荧光滴定时，溶液中少量的铁离子可通过形成沉淀或加掩蔽剂掩蔽而分离。荧光滴定法大大缩短了分析周期，简化了分析步骤，同时提供了检测方法的精密度和准确度。

Description

一种荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法
技术领域
本发明涉及一种荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，属于化学分析技术领域。
背景技术
镍钙合金在镍基高温合金冶炼和硅电极复合材料制备中有重要应用，主要成分为Ca为4％-15％，C<0.3％，Fe<0.5％，Cu<0.25，Si<1，其余为Ni。高温合金中Ca，镍合金中加入适量的钙，主要起脱氧、脱硫和脱磷以及球化分散一次碳化物的作用；也可以细化晶粒，防止晶粒长大，能显著地改善铸造性能、力学性能及热塑性。对于镍钙合金中的钙含量的测定，目前还没有相关的国家或行业的标准分析方法。高含量钙的测定主要以钙羧酸为指示剂的EDTA滴定法。但当镍、钙共存时，钙和镍都能与EDTA进行络合反应，且络合稳定常数较近。为了准确测定镍钙合金中钙，需要选择合适的掩蔽剂或沉淀剂来消除镍基体对钙在滴定过程中的干扰。
荧光滴定法主要是运用荧光指示剂与待测离子反应发出荧光，通过观察溶液荧光的的发生、消失或者改变等现象，以判断滴定反应的滴定终点。在化学分析中，荧光滴定法是一种常用的离子检测方法，具有灵敏度高、专一性强等多种特点。荧光滴定法广泛应用于冶金原辅料的检测，如萤石中氟化钙、耐火材料中氧化钙等的测定。但是，荧光滴定法在运用过程中，对滴定结果影响最大的是滴定终点的观察和判断。如在《GB/T5195.1-2006萤石氟化钙的测定》检测方法中，用黑色纸垫在烧杯的下面做黑色背景，而黑色纸只贴在烧杯底部，因此试液只在烧杯底部产出明显的光差，即产生明显的绿色荧光，而试液中上部绿色荧光较模糊；在滴定过程中，随着待测离子的减少，绿色荧光从试液底部逐渐向上消失；而当试液上部荧光模糊时，当滴定到近终点时，就很难观察到溶液上部绿色荧光的变化，即造成无法准确判断滴定终点，给滴定结果造成一定的误差。为了满足对试样快速准确分析的要求，需要发明一种测定镍钙合金中金属钙含量的方法。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法。
本发明的技术方案，一种荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，步骤为：
(1)原料称取和溶解：准确称取0.1～0.5g镍钙合金试样于烧杯中，加入10～50mL体积浓度为6％～18％盐酸，滴加1～5mL体积浓度为47％氢氟酸，1～3mL质量浓度为98％硫酸，1～2g硼酸，加热溶解；
(2)过滤：以浓度为10g/L的氢氧化钠溶液调节步骤(1)所得溶液pH至7～8，边搅拌边加入10～20mL浓度为10～50g/L的铜铁试剂，摇匀，静置30～60min；采用中速滤纸过滤于烧杯中，以质量浓度为0.1％～1％铜试剂洗液洗涤烧杯及沉淀3～5次，保留滤液；
(3)试剂调节：在步骤(2)所得滤液中投入刚果红试纸，以体积浓度为5％～15％氢氧化铵调节至刚果红试纸呈红色，加0.1～1g酒石酸铵、5～10mL体积浓度为49％的三乙醇胺，10～30mL 100～300g/L氢氧化钠溶液，以及0.1～0.5g混合荧光指示剂；
(4)滴定：将烧杯放入黑桶内，并将整个装置放在电热磁力搅拌器上均匀搅拌，将加入0.01～0.03mol/L EGTA标准溶液的滴定管的尖嘴穿过黑桶上部的小圆孔，打开滴定管开始滴定，从黑桶预留的观察窗观察试液的荧光颜色变化，直至待测液中荧光全部消失为终点，计算出镍钙合金中钙的质量分数。
所述实验仪器包括烧杯(3)、电热磁力搅拌器(4)、聚四氟乙烯磁子(5)、待测液(6)、滴定液(7)、滴定管(8)和铁架台(11)；所述滴定管(8)固定于铁架台(12)上，铁架台(12)一侧设置电热磁力搅拌器(4)，电热磁力搅拌器(4)上放置烧杯(3)，烧杯(3)内设有聚四氟乙烯磁子(5)；所述滴定管(8)内设有滴定液(7)，烧杯(3)内设有待测液(6)；还包括黑盖桶(1)和下黑桶(2)；所述黑盖桶(1)顶部开有圆孔(9)，黑盖桶(1)自下而上还开有第一观察窗(10)；所述下黑桶(2)自上而下同样开有第二观察窗(11)。
步骤(2)中所述铜铁试剂和铜试剂需现用现配制；铜铁试剂溶液：10～50g/L，称取10.0～50.0g铜铁试剂溶于1000mL水中，混匀；铜试剂洗液：0.1％～1％，配置称取0.1～1g的铜试剂溶于1000mL水中，混匀。
步骤(3)中所述混合荧光指示剂由0.25～0.5g钙黄绿素、0.15～0.5g百里香酚酞和25g无水硫酸钾研匀而成。
步骤(4)中滴定管为半自动或酸式滴定管，可根据待测物含量选择体积范围为25～100mL。
步骤(3)所述刚果红试纸大小为1-2mm2。
本发明的有益效果：本发明用于荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，采用上述技术方案，本发明可以定量检测镍钙合金试样中金属钙含量范围在4～15％。将盛有试液的烧杯装入下黑桶内，为整个试液制造了一个完整的黑色包裹背景，使得整个试液的绿色荧光颜色清晰且上下一致；两黑桶可上下移动，方便试验人员放入或取出不同体积的烧杯；在所用到的黑桶侧面留有尺寸相同且重合的观察窗，方便试验人员观察。在荧光滴定时，溶液中少量的铁离子可通过形成沉淀或加掩蔽剂掩蔽而分离。荧光滴定法大大缩短了分析周期，简化了分析步骤，同时提供了检测方法的精密度和准确度。
附图说明
图1是本发明实施例实验装置结构示意图。
附图标记说明：1、黑盖桶；2、下黑桶；3、烧杯；4、电热磁力搅拌器；5、聚四氟乙烯磁子；6、待测液；7、滴定液；8、滴定管；9、圆孔；10、第一观察窗；11、第二观察窗；12、铁架台。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
实验设备具体如图1所示，实验仪器包括烧杯3、电热磁力搅拌器4、聚四氟乙烯磁子5、待测液6、滴定液7、滴定管8和铁架台11；所述滴定管8固定于铁架台12上，铁架台12一侧设置电热磁力搅拌器4，电热磁力搅拌器4上放置烧杯3，烧杯3内设有聚四氟乙烯磁子5；所述滴定管8内设有滴定液7，烧杯3内设有待测液6；还包括黑盖桶1和下黑桶2；所述黑盖桶1顶部开有圆孔9，黑盖桶1自下而上还开有第一观察窗10；所述下黑桶2自上而下同样开有第二观察窗11。
实施例2
采用实施例1所述设备进行镍钙合金中钙的质量分数测定。
(1)原料称取和溶解：准确称取0.2500g镍钙合金试样于烧杯中，加入20mL体积浓度为10％盐酸，滴加2mL体积浓度为47％的氢氟酸，3mL 98％硫酸，1g硼酸，加热溶解；
(2)过滤：以10g/L的氢氧化钠调节pH至7～8，边搅拌边加入20mL 50g/L铜铁试剂，摇匀，放置30min，中速滤纸过滤于烧杯中，以0.5％铜试剂洗液洗涤烧杯及沉淀3～5次，保留滤液。
(3)试剂调节：于滤液中投入一小片刚果红试纸，以体积浓度为10％的氢氧化铵调节至刚果红试纸呈红色，加0.2g酒石酸铵、10mL体积浓度为49％的三乙醇胺，20m/L 100g/L氢氧化钠，以及钙黄绿素、百里香酚酞和无水硫酸钾混合荧光指示剂；
(4)滴定：将烧杯放入黑桶内，并将整个装置放在电热磁力搅拌器上均匀搅拌，将加入0.020mol/L EGTA标准溶液的滴定管的尖嘴穿过黑桶上部的小圆孔，打开滴定管开始滴定，从黑桶预留的观察窗观察试液的荧光颜色变化，直至待测液中荧光全部消失为终点，计算出镍钙合金中钙的质量分数，具体结果如表1所示。
精密度和准确度试验对比：
按照实施例的操作，用本发明的方法平行测定6次(n＝6)，并与厂家提供的标准值进行准确度比较，将测得数据做数理统计处理，得出相对标准偏差和偏差值。
表1精密度试验结果(n＝6)
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的创造目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，其特征是步骤为：
（1）原料称取和溶解：准确称取0.1~0.5g镍钙合金试样于烧杯中，加入10~50mL体积浓度为6%~18%盐酸，滴加1~5mL体积浓度为47%氢氟酸，1~3mL质量浓度为98%硫酸，1~2g硼酸，加热溶解；
（2）过滤：以浓度为10g/L的氢氧化钠溶液调节步骤（1）所得溶液pH至7~8，边搅拌边加入10~20mL浓度为10~50g/L的铜铁试剂，摇匀，静置30~60min；采用中速滤纸过滤于烧杯中，以质量浓度为0.1%~1%铜试剂洗液洗涤烧杯及沉淀3~5次，保留滤液；
（3）试剂调节：在步骤（2）所得滤液中投入刚果红试纸，以体积浓度为5%~15%氢氧化铵调节至刚果红试纸呈红色，加0.1~1g酒石酸铵、5~10mL体积浓度为49%的三乙醇胺，10~30mL100~300g/L氢氧化钠溶液，以及0.1~0.5g混合荧光指示剂；
（4）滴定：将烧杯放入黑桶内，并将整个装置放在电热磁力搅拌器上均匀搅拌，将加入0.01~0.03mol/L EGTA标准溶液的滴定管的尖嘴穿过黑桶上部的小圆孔，打开滴定管开始滴定，从黑桶预留的观察窗观察试液的荧光颜色变化，直至待测液中荧光全部消失为终点，计算出镍钙合金中钙的质量分数。
2.如权利要求1所述荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，其特征是：所述实验仪器包括烧杯（3）、电热磁力搅拌器（4）、聚四氟乙烯磁子（5）、待测液（6）、滴定液（7）、滴定管（8）和铁架台（11）；所述滴定管（8）固定于铁架台（12）上，铁架台（12）一侧设置电热磁力搅拌器（4），电热磁力搅拌器（4）上放置烧杯（3），烧杯（3）内设有聚四氟乙烯磁子（5）；所述滴定管（8）内设有滴定液（7），烧杯（3）内设有待测液（6）；还包括黑盖桶（1）和下黑桶（2）；所述黑盖桶（1）顶部开有圆孔（9），黑盖桶（1）自下而上还开有第一观察窗（10）；所述下黑桶（2）自上而下同样开有第二观察窗（11）。
3.如权利要求1所述荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，其特征是：步骤（2）中所述铜铁试剂和铜试剂需现用现配制；铜铁试剂溶液：10~50g/L，称取10.0 ~50.0g铜铁试剂溶于1000mL水中，混匀；铜试剂洗液：0.1%~1%，配置称取0.1~1g的铜试剂溶于1000mL水中，混匀。
4.如权利要求1所述荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，其特征是：步骤（3）中所述混合荧光指示剂由0.25~0.5g钙黄绿素、0.15~0.5g百里香酚酞和25g无水硫酸钾研匀而成。
5.如权利要求1所述荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，其特征是：步骤（4）中滴定管为半自动或酸式滴定管，可根据待测物含量选择体积范围为25~100mL。
6.如权利要求1所述荧光滴定法测定镍钙合金中钙含量的方法，其特征是：步骤（3）所述刚果红试纸大小为1-2mm2。
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