钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定法

GB/T 223.11-2008 钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定法

范围
GB/T 223 的本部分规定了用可视滴定或电位滴定法测定铬含量。
本部分方法一适用于生铁、碳素钢、合金钢、高温合金和精密合金中质量分数为0.10%~35.00%铬含量的测定；方法二适用于钢铁中质量分数为0.25%~35.00%铬含量的测定。

方法一 可视滴定法
原理
试料用酸溶解后，在硫酸、磷酸介质中，以硝酸银为催化剂，用过硫酸铵将铬氧化至铬(VI)，用硫酸
亚铁铵标准溶液滴定。
含钒试样，以亚铁-邻菲罗啉溶液为指示剂，加过量的硫酸亚铁铵标准滴定溶液，以高锰酸钾溶液回滴；或者采用适当的钒国家标准测定后，用理论计算法校正钒的干扰。
试液中存在2mg以下铈不干扰测定。

方法二 电位滴定法
原理
试料用适当的酸溶解，在硫酸银存在下，在酸性介质中，用过硫酸铵将铬氧化至铬(Vl)，用盐酸还原锰(VII)，用硫酸亚铁铵标准溶液还原铬(Vl)。
在电位滴定中，随着硫酸亚铁铵标准溶液的不断加入，通过测量电位的变化，确定等当点。

仪器
普通的实验仪器及下列仪器:
电位滴定装置: 可以用铂-甘汞电极(见注)测定电位的不同。
注: 也可以用铂和其他参比电极进行测定，但需要重新做滴定曲线，以确定滴定终点。
所有玻璃量器均应符合 GB 12805、GB 12806 或 GB 12808 规定的*。

取制样
按照 GB/T 20066 或适当的钢铁国家标准进行制样。

分析步骤
试料
按表4称取试样，至0.0001g。

空白试验
按照相同的步骤，用相同试剂，但不加试料，随同试料做空白试验。
测定
试料的制备
非合金钢和铁
将试料置于600mL烧杯中，加入60mL的硫酸和10mL的磷酸，加热溶解，然后用15mL硝酸氧化，加热至冒白色浓烟，冷却并加入100mL水。
为了加速高硅试料的溶解，可加几滴HF。
铬镍合金钢和铁
将试料置于600mL烧杯中，加入25mL盐酸，加热溶解，然后用15mL硝酸氧化。若特别难溶，加入1 mL~2mL HF，然后加入20mL硫酸和10mL磷酸，加热至冒白色浓烟。
冷却后，再加15mL硝酸于冒烟的溶液中，如有必要再加硝酸，直到碳化物被*分解，继续冒烟赶尽氮氧化物，冷却，加人100mL水。
含钨钢
将试料置于600mL烧杯中，加入25mL盐酸，然后加入20mL硫酸和10mL磷酸，加热至停止冒泡。若特别难溶，加入1mL~2mL HF，用15mL硝酸氧化，然后加热至冒白色浓烟。
冷却后，再加15mL硝酸于冒烟的溶液中，如有必要再加硝酸，直到碳化物被*分解，继续冒烟赶尽氮氧化物，冷却，加入100mL水。
高合金钢和铁或高硅钢和铁
将试料置于750mL的锥形瓶中，加入20mL盐酸，10mL硝酸和1mL HF。
当停止冒泡后，加入30mL高氯酸，加热至冒白烟，盖上表面皿，继续加热至合金*溶解(白烟保留在锥形瓶中)，冷却。
加30mL水，煮沸5min，冷却。定量转移至600mL烧杯中，加20mL硫酸，10mL磷酸和70mL水。
铬的氧化和滴定的准备
如有必要，用衬有纸浆的过滤器过滤除去石墨碳，用硫酸冲洗，用温水稀释至约350mL，加20mL硫酸银溶液和10mL过硫酸铵溶液，盖上表面皿，并煮沸10min。
为分解高锰酸，先加入15mL盐酸，继续煮沸3min后，如有必要再逐滴加入盐酸，直至紫色消失。煮沸10min 直到形成的氯化物的气味消失，迅速冷却至室温。
滴定
不含钒的试样
将电位滴定装置的电极置于盛有待滴定的溶液的烧杯中，用电磁搅拌器搅拌，用滴定管加入硫酸亚铁铵标准溶液，直至出现电位突跃，在终点附近要缓慢滴定，记录滴定体积V₉(mL) 。
用铂-甘汞电极测量，电位突跃在300mV左右，而等当点在700mV~900mV。
含钒的试样
按上面所述滴定，在这种情况下，钒和铬同时测定，记录滴定体积V₁₀(mL)，高锰酸钾把钒和铬同时氧化。要想只氧化钒，在加入高锰酸钾溶液的同时，用铂-甘汞电极测定氧化电位，逐滴加入高锰酸钾溶液，直到电位由1000mV突跃到1160mV。
维持该电位2min之后，
一一可以加入约10mL亚硝酸钠溶液，还原过量的高锰酸钾，大约1min后再加入3g尿素，待电位稳定在800mV附近后，搅拌并按上面所述滴定。
一一也可以通过逐滴加入亚硝酸钠溶液，还原过量的高锰酸钾，直到电位稳定在770mV附近。加入5mL氨基磺酸溶液(电位为780mV)，然后加入30mL磷酸，搅拌，按上面所述滴定。
记录滴定体积V₁₁(mL)。

结果表示
计算方法
不含钒的试样
按式(7)计算铬含量ω_Cr，以质量分数表示:

式中:
V₈一一滴定空白试液所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₉一一滴定铬所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
c₁ 一一相应的硫酸亚铁铵标准溶液浓度，以每毫升铬的质量(mg)表示；
m 一一试料量，单位为克(g)。
含钒的试样
按式(8)计算铬含量ω_Cr，以质量分数表示:

式中:
V₁₀一一滴定铬和钒所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₁₁一一滴定钒所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
c₁ 一一相应的硫酸亚铁铵标准溶液浓度，以每毫升铬的质量(mg)表示；
m 一一试料量，单位为克(g)。


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