钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定 GB/T 223.11-2008
发表时间:2025-12-11
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适用范围
此标准适用于钢铁及合金中铬含量的测定,测定范围为\(0.10\%~35.00\%\)。无论是普通碳钢、合金钢,还是特殊用途的钢铁材料,只要涉及铬元素含量的测定,都可依据该标准执行,满足了不同类型钢铁及合金产品在生产、质量检测等环节对铬含量准确测定的需求。
测定原理
可视滴定法:在酸性介质中,将铬(Ⅲ)氧化为铬(Ⅵ),通常使用过硫酸铵等强氧化剂,并以银盐作催化剂。氧化完全后,过量的氧化剂通过加热煮沸分解。然后,以苯基邻氨基苯甲酸为指示剂,用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定,将铬(Ⅵ)还原为铬(Ⅲ)。当溶液颜色由紫红色变为亮绿色时,即为滴定终点。根据硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗量,计算出铬的含量。
电位滴定法:基本原理与可视滴定法类似,同样是先将铬(Ⅲ)氧化为铬(Ⅵ)。但在滴定过程中,通过测量指示电极与参比电极之间的电位差变化来确定滴定终点。随着硫酸亚铁铵标准滴定溶液的加入,溶液中铬(Ⅵ)被逐步还原,电位发生相应变化。当达到化学计量点时,电位会产生突跃,以此确定滴定终点,进而计算铬含量。电位滴定法相较于可视滴定法,更适用于颜色较深或浑浊的样品,可避免因颜色干扰而影响终点判断的问题。
试剂与材料
氧化剂:如过硫酸铵,用于将铬(Ⅲ)氧化为铬(Ⅵ)。需保证其纯度和稳定性,以确保氧化反应的充分进行。
催化剂:银盐(如硝酸银),能加速氧化反应速率,使铬的氧化更加彻底和迅速。
标准滴定溶液:硫酸亚铁铵标准滴定溶液,其浓度需准确标定。该溶液稳定性较差,需定期进行标定,以保证测定结果的准确性。
指示剂:可视滴定使用的苯基邻氨基苯甲酸指示剂,应按照规定方法配制和保存,确保其变色敏锐,准确指示滴定终点。
分析步骤
样品制备:根据样品的性质和状态,选取合适的方法将钢铁及合金样品溶解。一般采用酸溶法,如用盐酸、硝酸、硫酸等混合酸溶解样品,使铬以离子形式进入溶液。溶解过程需注意控制温度和酸的用量,避免铬的损失或引入其他干扰物质。
氧化处理:向溶解后的样品溶液中加入适量的氧化剂和催化剂,在加热条件下进行氧化反应,使铬(Ⅲ)完全转化为铬(Ⅵ)。加热过程中要严格控制反应时间和温度,确保氧化反应充分进行,同时避免过度氧化导致其他元素的干扰。
滴定操作:
可视滴定:氧化反应完成后,将溶液冷却至室温,加入指示剂,然后用硫酸亚铁铵标准滴定溶液缓慢滴定,边滴定边摇动溶液,直至溶液颜色由紫红色变为亮绿色,即为滴定终点,记录消耗的标准滴定溶液体积。
电位滴定:将氧化后的溶液转移至电位滴定仪的滴定杯中,插入指示电极和参比电极,开启搅拌器,用硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行滴定。在滴定过程中,密切关注电位变化,当电位发生突跃时,即为滴定终点,记录此时消耗的标准滴定溶液体积。
结果计算与精密度
结果计算:根据硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度、消耗体积以及样品质量,按照标准中给定的计算公式,计算出钢铁及合金中铬的含量,结果以质量分数表示。
精密度:标准对测定结果的精密度作出了明确规定,通过重复性和再现性试验来验证方法的可靠性。在重复性条件下,同一分析人员对同一试样重复测定所得结果的差值应不超过规定的重复性限;在再现性条件下,不同实验室对同一试样测定结果的差值应不超过规定的再现性限,以此保证不同实验室测定结果的一致性和可比性。
GB/T 223.11 - 2008 通过规范钢铁及合金中铬含量的测定方法,为钢铁及合金产品的质量控制和性能优化提供了有力的技术支持,有助于推动钢铁及合金行业的健康发展,确保相关产品在各领域的安全可靠应用。