錳硅合金中總錳含量的測定

李世顯　胡引

[摘 要]本文用過硫酸銨作為氧化劑對錳硅合金中總錳的含量進行測定，并對測定方法的準確度和精密度進行了討論和評價。經驗證，本方法準確度和精密度較高、操作簡單、易于掌握、分析快速、適用于工廠和檢測機構的分析要求。

[關鍵詞]過硫酸銨 氧化劑 錳硅合金 測定

中圖分類號：TF642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0216-01

1 前言

在錳硅合金產品中，除了四氧化三錳外，還有其它價態的錳，為了準確、快速測定其總錳含量，筆者對煮沸時間、試劑用量進行了大量的試驗，從而總結出本文的測定方法，同時對該方法的精密度、準確度進行了討論，采用磷酸和過氧化氫溶樣，避免了雜質對終點顏色的干擾，同時加快了試樣的分解，取得了較滿意的效果。

2 測定原理

試樣用磷酸分解，以硝酸銀為催化劑，用過硫酸銨將錳氧化成高錳酸，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定。

反應方程式如下有：2Mn2++5（NH4）2S2O8+8H2O5（NH4）2SO4+5H2SO4+6H++2MnO4-

Mn3++2（NH4）2S2O8+ 4H2O2（NH4）2SO4+2H2SO4+4H++MnO4-

2Mn4++3（NH4）2S2O8+8H2O3（NH4）2SO4+3H2SO4+5H++2MnO4-

2MnO4-+10FeSO4（NH4）2SO4+16H++5SO42-2Mn2++5Fe2（SO4）3+8H2O+10（NH4）2SO4

3 試劑

3.1 磷酸 GB 1282—77

3.2 過氧化氫 GB 6684—86

3.3 過磷酸銨溶液：300g/L

3.4 硝酸銀溶液：20g/L

3.5 重鉻酸鉀標準溶液c（1/6K2Cr2O7）=0.1mol/l：將優級純重鉻到鉀（GB 642）在130 ℃下干燥至恒重，然后準確稱取4.9036g放入燒杯中，加入蒸餾水溶解，再轉入1000ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋到刻度、混勻。

3.6 硫酸亞鐵銨標準溶液C[FeSO4（NH4）2SO4]=0.1mol/L，稱取40g化學純硫酸亞鐵銨溶于蒸餾水水中，加入20ml濃硫酸用蒸餾水稀釋致到1000ml，混勻，裝入棕色瓶中，使用前必須用0.1mol/L的重鉻酸鉀標準溶液標定：

標定：準確吸取25ml0.1mol/L的重鉻酸鉀標準溶液于250ml的錐形瓶中，加70～80ml蒸餾 水和10ml濃硫酸，冷卻到室溫，加鄰啡啰鄰指示劑3滴，用0.1mol/L的硫酸亞鐵銨滴定溶液由橙色變為磚紅色為終點.

3.7 鄰啡啰鄰指示劑：稱取1.5g鄰啡啰鄰與1g硫酸亞鐵銨溶于100ml蒸餾水中，用棕色瓶保存.

3.8 二苯胺磺酸鈉指示劑：5g/L

4 測定方法

稱取0.04—0.05g試樣（精確到0.0001g）置于500ml的三角燒杯中，加入15ml磷酸（3.1）， 1—2ml過氧化氫（3.2））在電爐上由低溫加熱溶解，待冒白煙后1—2min，取下，冷卻到室溫，用少量蒸餾水沖洗杯壁，加入150ml蒸餾水，準確加入5.0ml硝酸銀溶液（3.4）和15.0ml過硫酸銨溶液（3.3），放在電爐上緩慢加熱，當溶液冒氣泡后計時10—13min，取下冷卻至室溫，用硫酸亞鐵銨（3.6）標準溶液滴定至淺紅色時，加入3—4滴二苯胺磺酸鈉指示劑（3.8），繼續滴定由淺紅色變為亮黃色為終點.

5 分析結果計算：

Mn%=100

式中：

C—硫酸亞鐵銨標準溶液濃度（mol/L），

V—消耗硫酸亞鐵銨標準溶液濃度的體積（ml），

m—試樣質量（g）

0.01099—與1.00ml硫酸亞鐵銨C[FeSO4（NH4）2SO4]=1.0000mol/l標準滴定溶液相當的以克表示的錳的質量.

6 實驗條件討論

6.1 加入過硫酸銨后煮沸時間對測定結果的影響：在確定磷酸和過硫酸銨加入量都為15ml時，不同的煮沸時間對測定結果的影響見表1：

由表1可見，加入過硫酸銨后煮沸時間控制在10～13分鐘，實驗的測定結果較穩定，同時回收率較高.

6.2過硫酸銨加入量對測定結果的影響：在確定磷酸加入量為15ml，煮沸時間為12分鐘，過硫酸銨加入量對測定結果的影響見表2：

由表2可見，過硫酸銨加入量為15ml時，該試驗測定結果較穩定，同時回收率較高。

6.3磷酸加入量對測定結果的影響：在確定過硫酸銨加入量為15ml，煮沸時間為12分鐘時，磷酸加入量對測定結果的影響見表3：

由表3可見，磷酸加入量為15ml時，該試驗測定結果較穩定，同時回收率較高.

7 果與討論

7.1 分析結果與精密度：取四氧化三錳樣品，按測定方法進行測定，結果見表4

標準差1-a置信區間為±t1-a/2（n-1），a取0.05，查t分布表得t（5， 0.05）=2.5760，即為69.82±2.5760=69.87±0.11

由表4可見，此方法的精密度是較好的.

7.2 準確度實驗

用光譜純二氧化錳進行準確度實驗，錳含量理論值為63.19%，按本方法測定時，其回收率、標準差、平均值見表5：

由表5可知，此方法的回收率在99.74%—99.96%之間，因此其準確度較高，

8 結論

由以上數據可知，在測定四氧化三錳中總錳含量時，本方法準確度、精密度較高、操作簡單、易于掌握、分析快速，適用于工廠、企業的分析需要。

參考文獻：

[1] GB/T 223.4-2008，《鋼鐵及合金 錳含量的測定 電位滴定或可視滴定法》[S]，北京，中國標準出版社，2008.

[2] 楊春艷，吳飛，趙全一，錳硅合金中錳含量測定的不確定度評定[J]，化工科技，2012，20（4）：52-54.