釩鋁合金中鋁含量的測定

摘要：根據釩鋁合金的性質，試樣用硝酸溶解，將試樣中大量存在的釩完全氧化至五價后，加入少量三氯化鐵溶液，在堿性條件下用氯化鋇沉淀分離五價釩，加入過量EDTA絡合鋁。在一定酸度下，以PAN為指示劑，硫酸銅標準溶液滴定過量的EDTA，加入氟鹽置換后再用硫酸銅標準溶液返滴定溶液。方法對試樣分解酸度、三氯化鐵溶液、氯化鋇用量等測定條件進行了改進，確定了適宜的反應條件。測定方法的相對標準偏差小于0.5%，回收率在99.60%～100.6%之間。該方法操作過程簡單、快速。

關鍵詞：釩鋁合金;三氯化鐵溶液;氯化鋇;鋁含量

本文采用硝酸溶解試樣，沉淀分離釩，消除釩的干擾后，用EDTA絡合、硫酸銅標準溶液返滴定法測定鋁含量。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

硝酸，ρ1.42g/mL;鹽酸，ρ1.19g/mL;氯化鋇溶液，250g/L;氫氧化鈉溶液，400g/L;三氯化鐵溶液，25g/L;EDTA溶液，002mol/L。

1.2 試驗方法

稱取適量試樣于400mL燒杯中，用少許水沿杯壁沖洗后，加入30mL硝酸，蓋上表面皿，置于電爐上低溫溶解試樣，直到試樣完全溶解，溶液變成紅色時取下冷卻。加入少量鹽酸（1+1）、三氯化鐵溶液和8.0mL氯化鋇溶液，置于電爐上加熱煮沸1～2min，取下，用氫氧化鈉溶液調節溶液至強堿性，邊攪拌邊加入10g固體氫氧化鈉，加熱煮沸3～5min，取下冷卻至室溫，移入250mL容量瓶中，定容，混勻。用中速定量濾紙干過濾。移取適量濾液于500mL燒杯中，加入過量EDTA溶液、2滴酚酞，用鹽酸（1+1）調節溶液至無色并過量2滴，加入20mL乙酸乙酸鈉緩沖溶液，用水稀釋至300mL，煮沸3～5min，取下趁熱滴加PAN指示劑8～10滴，用硫酸銅標準溶液滴定至出現穩定的紫紅色為終點，加入0.5～1g氟化鈉，煮沸1～2min，取下，再用硫酸銅標準溶液滴定至溶液出現穩定的紫紅色為終點，記下消耗硫酸銅標準溶液的體積。隨同試樣做空白試驗，空白中加入與試樣中釩含量相近的五氧化二釩標準溶液。

2 結果與討論

2.1 試樣分解試驗

根據釩鋁合金的性質，可采用鹽酸和硝酸分解試樣，但為了將試樣中的釩完全氧化至五價，筆者采用硝酸分解試樣，分解時加入30mL硝酸，低溫加熱10～20min，分解時體積控制在100mL左右，樣品就能分解完全。

2.2 釩干擾的消除

在強堿性條件下，五價釩與氯化鋇生成沉淀，此時鋁以偏鋁酸根留在濾液中。因此氯化鋇作為釩的沉淀劑，其用量的多少與試樣中釩的含量直接相關。一般情況下，沉淀劑過量50%～100%是適合的，如果沉淀劑不是易揮發的，則以過量20%～30%為宜。通過大致計算和試驗，氯化鋇加入量為8.0mL即可。

2.3 三氯化鐵溶液加入量試驗

堿性條件下，五價釩與氯化鋇和過量的氯化鋇均生成白色沉淀，沉淀顆粒細小，過濾時有少量沉淀進入濾液，按照試驗方法3，其他操作條件不變，只改變三氯化鐵溶液加入量，測定結果如表1：

從表中數據可以看出，利用氫氧化鐵沉淀吸附作用，加入三氯化鐵溶液2.0mL即可滿要求，濾液清亮無顏色。三氯化鐵溶液加入多，則消耗更多的氫氧化鈉，并且使測定結果偏低。

2.4 氫氧化鈉用量試驗

在強堿（pH值>12）條件下，用氫氧化鈉進行沉淀分離干擾元素，測定結果準確度和精確度更高，加入10g氫氧化鈉既能沉淀分離過量的氯化鋇和三氯化鐵，也能使溶液保持強堿性。

2.5 滴定溫度和酸度的影響

強堿分離得到的濾液中鋁以偏鋁酸根形式存在，鋁能與EDTA螯合反應形成中等強度的螯合物，螯合反應與溫度及酸度有關，在pH2～4范圍內，90℃左右加熱1～3min;在pH2～7的酸度范圍內，乙酸鹽濃度約1～2M，鋁可與EDTA達到定量絡合。通過多次反復試驗，加入乙酸乙酸鈉緩沖溶液（pH=4.5）20mL，加熱煮沸3～5min，不需要冷卻，取下趁熱即可滴定。

2.6 其他共存元素的干擾試驗

影響鋁含量測定的元素主要有Ti、Sn、RE、Th、Zr、Mn，這些元素能與氟形成絡合物干擾測定，而釩鋁合金中的雜質元素主要有Fe、Si、C、O，其含量分別小于0.30%、0.30%、0.15%、020%，因此對于低含量的雜質元素在測定時可以忽略不計。

2.7 精密度試驗和回收率試驗

按照試樣分析方法，對兩份釩鋁合金試樣各分別進行8次測定，測定結果見表2。

從表中數據可以看出，兩份試樣測定結果相對標準偏差均小于0.5%，回收率在99.60%～100.6%，方法精密度和準確度高。

3 結論

根據釩鋁合金的性質，只采用硝酸就能完全溶解試樣，試樣中的釩全部被氧化至五價，與過量氯化鋇反應生成沉淀，消除了釩的干擾。利用氫氧化鐵的吸附性質，在堿性條件下三氯化鐵、釩和氯化鋇形成共沉淀，避免了有少量沉淀進入濾液，造成測定結果不準確。

參考文獻：

[1]方向威，王仁康，唐汝鈞，等.化學分析二級人員教材[M].上海，1989.59.

作者簡介：胡太吉（1977），男，漢族，四川犍為縣人，大專，助理工程師，研究方向：冶金材料分析。