钒铝合金中铝含量的测定
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摘要：根据钒铝合金的性质，试样用硝酸溶解，将试样中大量存在的钒完全氧化至五价后，加入少量三氯化铁溶液，在碱性条件下用氯化钡沉淀分离五价钒，加入过量EDTA络合铝。在一定酸度下，以PAN为指示剂，硫酸铜标准溶液滴定过量的EDTA，加入氟盐置换后再用硫酸铜标准溶液返滴定溶液。方法对试样分解酸度、三氯化铁溶液、氯化钡用量等测定条件进行了改进，确定了适宜的反应条件。测定方法的相对标准偏差小于0.5%，回收率在99.60%～100.6%之间。该方法操作过程简单、快速。
关键词：钒铝合金;三氯化铁溶液;氯化钡;铝含量
本文采用硝酸溶解试样，沉淀分离钒，消除钒的干扰后，用EDTA络合、硫酸铜标准溶液返滴定法测定铝含量。
1 实验部分
1.1 主要试剂
硝酸，ρ1.42g/mL;盐酸，ρ1.19g/mL;氯化钡溶液，250g/L;氢氧化钠溶液，400g/L;三氯化铁溶液，25g/L;EDTA溶液，002mol/L。
1.2 试验方法
称取适量试样于400mL烧杯中，用少许水沿杯壁冲洗后，加入30mL硝酸，盖上表面皿，置于电炉上低温溶解试样，直到试样完全溶解，溶液变成红色时取下冷却。加入少量盐酸（1+1）、三氯化铁溶液和8.0mL氯化钡溶液，置于电炉上加热煮沸1～2min，取下，用氢氧化钠溶液调节溶液至强碱性，边搅拌边加入10g固体氢氧化钠，加热煮沸3～5min，取下冷却至室温，移入250mL容量瓶中，定容，混匀。用中速定量滤纸干过滤。移取适量滤液于500mL烧杯中，加入过量EDTA溶液、2滴酚酞，用盐酸（1+1）调节溶液至无色并过量2滴，加入20mL乙酸乙酸钠缓冲溶液，用水稀释至300mL，煮沸3～5min，取下趁热滴加PAN指示剂8～10滴，用硫酸铜标准溶液滴定至出现稳定的紫红色为终点，加入0.5～1g氟化钠，煮沸1～2min，取下，再用硫酸铜标准溶液滴定至溶液出现稳定的紫红色为终点，记下消耗硫酸铜标准溶液的体积。随同试样做空白试验，空白中加入与试样中钒含量相近的五氧化二钒标准溶液。
2 结果与讨论
2.1 试样分解试验
根据钒铝合金的性质，可采用盐酸和硝酸分解试样，但为了将试样中的钒完全氧化至五价，笔者采用硝酸分解试样，分解时加入30mL硝酸，低温加热10～20min，分解时体积控制在100mL左右，样品就能分解完全。
2.2 钒干扰的消除
在强碱性条件下，五价钒与氯化钡生成沉淀，此时铝以偏铝酸根留在滤液中。因此氯化钡作为钒的沉淀剂，其用量的多少与试样中钒的含量直接相关。一般情况下，沉淀剂过量50%～100%是适合的，如果沉淀剂不是易挥发的，则以过量20%～30%为宜。通过大致计算和试验，氯化钡加入量为8.0mL即可。
2.3 三氯化铁溶液加入量试验
碱性条件下，五价钒与氯化钡和过量的氯化钡均生成白色沉淀，沉淀颗粒细小，过滤时有少量沉淀进入滤液，按照试验方法3，其他操作条件不变，只改变三氯化铁溶液加入量，测定结果如表1：
从表中数据可以看出，利用氢氧化铁沉淀吸附作用，加入三氯化铁溶液2.0mL即可满要求，滤液清亮无颜色。三氯化铁溶液加入多，则消耗更多的氢氧化钠，并且使测定结果偏低。
2.4 氢氧化钠用量试验
在强碱（pH值>12）条件下，用氢氧化钠进行沉淀分离干扰元素，测定结果准确度和精确度更高，加入10g氢氧化钠既能沉淀分离过量的氯化钡和三氯化铁，也能使溶液保持強碱性。
2.5 滴定温度和酸度的影响
强碱分离得到的滤液中铝以偏铝酸根形式存在，铝能与EDTA螯合反应形成中等强度的螯合物，螯合反应与温度及酸度有关，在pH2～4范围内，90℃左右加热1～3min;在pH2～7的酸度范围内，乙酸盐浓度约1～2M，铝可与EDTA达到定量络合。通过多次反复试验，加入乙酸乙酸钠缓冲溶液（pH=4.5）20mL，加热煮沸3～5min，不需要冷却，取下趁热即可滴定。
2.6 其他共存元素的干扰试验
影响铝含量测定的元素主要有Ti、Sn、RE、Th、Zr、Mn，这些元素能与氟形成络合物干扰测定，而钒铝合金中的杂质元素主要有Fe、Si、C、O，其含量分别小于0.30%、0.30%、0.15%、020%，因此对于低含量的杂质元素在测定时可以忽略不计。
2.7 精密度试验和回收率试验
按照试样分析方法，对两份钒铝合金试样各分别进行8次测定，测定结果见表2。
从表中数据可以看出，两份试样测定结果相对标准偏差均小于0.5%，回收率在99.60%～100.6%，方法精密度和准确度高。
3 结论
根据钒铝合金的性质，只采用硝酸就能完全溶解试样，试样中的钒全部被氧化至五价，与过量氯化钡反应生成沉淀，消除了钒的干扰。利用氢氧化铁的吸附性质，在碱性条件下三氯化铁、钒和氯化钡形成共沉淀，避免了有少量沉淀进入滤液，造成测定结果不准确。
参考文献：
[1]方向威，王仁康，唐汝钧，等.化学分析二级人员教材[M].上海，1989.59.
作者简介：胡太吉（1977），男，汉族，四川犍为县人，大专，助理工程师，研究方向：冶金材料分析。
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