[發(fā)明專利]高錳酸鉀氧化—硫酸亞鐵銨滴定法測定釩含量

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910161290.7
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101614719A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭小敏;汪雪梅;楊平;劉紅英
• 申請（專利權(quán)）人: 攀枝花新鋼釩股份有限公司;攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: G01N31/16
• 分類號: G01N31/16
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 韓明星;楊 靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測定釩含量的方法，具體涉及利用高錳酸鉀氧化-硫酸亞鐵銨滴定法測定釩含量。

背景技術(shù)

釩是鋼中重要的合金元素之一，鋼中含有釩，能提高鋼的強(qiáng)度、韌性、硬度及耐磨性。根據(jù)釩量的高低，通常測定方法分為滴定法和光度法。滴定法用于釩量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≥0.10％時(shí)的測定，分為氧化-還原滴定法和絡(luò)合滴定法，由于絡(luò)合反應(yīng)十分緩慢，因此在實(shí)際分析中未得到廣泛應(yīng)用，目前較為普遍和適用的是硫酸亞鐵銨滴定法，該方法主要是基于釩在室溫時(shí)易于氧化還原的特點(diǎn)，利用氧化劑將釩氧化到五價(jià)后，再用亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液將五價(jià)釩還原為四價(jià)。終點(diǎn)的確定借助于氧化還原指示劑，如N-苯代鄰氨基苯甲酸或二苯胺磺酸鈉等，也可采用電位滴定法。硫酸亞鐵銨滴定法根據(jù)所用氧化劑的不同可分為：a)高錳酸鉀氧化法；b)硝酸氧化法；c)過硫酸銨氧化法；d)過氧化氫氧化法等，四種氧化方法中高錳酸鉀氧化法應(yīng)用最為廣泛和成熟。目前，鋼鐵、合金、礦石、爐渣、工業(yè)廢水等樣品中釩量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≥0.10％的測定，大部分都將高錳酸鉀氧化-硫酸亞鐵銨滴定法做為國家標(biāo)準(zhǔn)方法或者部標(biāo)、企標(biāo)方法。該方法的測定原理為：試樣經(jīng)分解后，在硫酸和磷酸的混合酸介質(zhì)中，在室溫下加入高錳酸鉀溶液，定量氧化釩至五價(jià)，由于氧化過程較慢，所以加入過量高錳酸鉀后需放置2分鐘～5分鐘，以保證釩氧化完全，然后加入亞硝酸鈉還原過量的高錳酸鉀，過量的亞硝酸鈉用尿素分解。在該方法中用高錳酸鉀氧化釩時(shí)，鉻也有被氧化的傾向，鉻的氧化與鉻的濃度、高錳酸鉀氧化劑加入量、放置時(shí)間、溫度及酸度等條件有關(guān)，氧化劑過量越多，放置時(shí)間越長，鉻的濃度越高，酸度越低，則鉻的氧化傾向越顯著，由于鉻的氧化不是定量的，而是和操作條件有關(guān)，氧化的程度具有很大的隨機(jī)性，所以鉻將造成釩測定結(jié)果的偏高和不穩(wěn)定。

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用高錳酸鉀氧化-硫酸亞鐵銨滴定法測定釩時(shí)，當(dāng)鉻量＜15mg且鉻量≥釩量，以及鉻量≥15mg時(shí)，鉻都將引起釩的測定結(jié)果偏高。經(jīng)查閱，目前有文獻(xiàn)報(bào)道的有3種方法可以消除鉻(VI)對測定釩的干擾：(1)在酸性溶液中(pH＜1)，以大量鐵(III)作載體，用銅鐵試劑沉淀釩，可以很好地分離鉻與釩；(2)在滴定前，或者加尿素前加入亞砷酸鈉選擇性地還原六價(jià)鉻；(3)將大部分鉻以氯化鉻酰揮發(fā)除去。通過試驗(yàn)對三種方法的驗(yàn)證得到以下結(jié)論：銅鐵試劑沉淀釩的方法可以有效分離鉻，但是過量的銅鐵試劑需要用高氯酸和硝酸冒煙除去，手續(xù)煩瑣，操作不便，且當(dāng)釩含量較低時(shí)，引入較大分析誤差；亞砷酸鈉適用于鉻量＜10mg時(shí)，鉻量≥10mg時(shí)，六價(jià)鉻還原不完全，造成釩的測定數(shù)據(jù)不穩(wěn)定；借用氯化鉻酰方式驅(qū)除鉻只適用于含釩小于0.5％的試樣，因?yàn)殁C量高時(shí)，驅(qū)除鉻的同時(shí)，釩也有部分生成VOCl₃(三氯氧釩)揮發(fā)損失，造成釩測定結(jié)果偏低。以上三種消除鉻(VI)干擾的方法適用性差，可操作性不強(qiáng)，不夠有效。

從鉻(VI)的性質(zhì)以及電極電勢可知，在酸性條件下，

Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e^-＝2Cr³⁺+7H₂O????E^θ＝1.33

鉻(VI)具有很強(qiáng)的氧化性，普通的還原劑亞硫酸鈉、抗壞血酸、鹽酸羥銨等都能將其還原，但是要在測定高錳酸鉀氧化-硫酸亞鐵銨滴定法中應(yīng)用，就必須要保障釩(V)不被還原，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，亞硫酸鈉、抗壞血酸、鹽酸羥銨等還原性較強(qiáng)，不僅將鉻(VI)還原為鉻(III)，同時(shí)也將釩(V)還原為釩(IV)，造成測定結(jié)果偏低。目前還沒有關(guān)于在高錳酸鉀氧化-硫酸亞鐵銨滴定法中，消除鉻對釩的測定干擾的新方法報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明提供了一種利用高錳酸鉀氧化-硫酸亞鐵銨滴定來測定釩含量的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：將待測樣品溶解；向待測樣品中加入硫酸亞鐵銨，將待測樣品還原至溶液呈藍(lán)綠色，冷卻至室溫；加入高錳酸鉀，將待測樣品氧化至溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的紫紅色；加入尿素；加入亞硝酸鈉，將待測樣品還原至高錳酸鉀的紫色剛好褪去，放置至釩氧化完全；加入選擇性還原劑和指示劑；用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液將待測樣品滴定至終點(diǎn)，其中，所述選擇性還原劑為無水乙醇、過氧化氫和水的混合溶液。

根據(jù)本發(fā)明的測定釩含量的方法，無水乙醇、過氧化氫和水的體積比為97～99∶0.1～0.3∶0.9～2.7。

具體實(shí)施方式

在下文中將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的測定釩含量的方法，具體地為利用高錳酸鉀氧化-硫酸亞鐵銨滴定法來測定釩含量的方法。