高效增碳劑中鈦的測定研究與應用

賈秀美，祁正榮，趙海燕，靳生洪

（西寧特殊鋼股份有限公司（青海省冶金產品研究與開發重點實驗室），青海 西寧 810005）

由于鈦在鋼中以固溶態、析出態和化合態存在，不同存在狀態賦予鋼不同的性能，尤其在生產齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼時要嚴格控制鋼中鈦含量。二安替比林甲烷光度法測鈦已廣泛應用于鋼鐵、耐材以及各類鐵合金中，但高效增碳劑鈦的測定未見報道，所以本文主要解決高效增碳劑中鈦元素的測定[1]。

1 試驗部分

1.1 方法提要

試樣用過氧化鈉熔融，鹽酸酸化，分取部分溶液，在1.5mol/L鹽酸介質中，用抗壞血酸還原鐵等干擾元素，鈦與二安替比林甲烷生成黃色絡合物，在分光光度計上390nm處測量吸光度，計算出Ti的質量分數[2,3]。

1.2 儀器和試劑

721型分光光度計（上海精密科學儀器有限公司）；熔劑：過氧化鈉（固體）；鹽酸：ρ1.19g/ml；鹽酸：1+1水溶液；二安替比林甲烷溶液：50/L（用1+1的鹽酸配制）；抗壞血酸溶液：50g/L，現用現配；鈦標準溶液：5mg/L（用0.95mol/L H2SO4配制）。

1.3 分析步驟

1.3.1 空白試驗

隨同試料進行空白試驗。

1.3.2 試液的制備

稱取0.2000g試樣與4g過氧化鈉混勻置于鐵坩堝中，上面再覆蓋1g過氧化鈉，放入馬弗爐中700℃加熱熔融20min后取出，輕輕搖動，稍冷，用射水沖洗坩堝底部，放入盛有50ml去離子水的300ml的燒杯中，待熔融物分解完全，用30ml鹽酸酸化，于電爐盤上煮沸2min～3min，去除過氧化氫，流水冷卻，移入250ml的容量瓶中，稀釋刻度，混勻。

1.3.3 測定

分取試液10ml一式兩份與50ml容量瓶中，加抗壞血酸5ml，二安替比林甲烷溶液20ml。空白試液不加二安替比林甲烷溶液，用水稀釋刻度，混勻。與分光光度計上390nm處，2cm比色皿進行比色。

1.4 工作曲線的繪制

分 別 移 取 鈦 標 準 溶 液 0ml、1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml、6.0ml、7.0ml、8.0ml與50ml容量瓶中，其余步驟按1.3.3部分，根據所測的吸光度值繪制工作曲線。

2 條件試驗與優化

2.1 熔融試樣時熔劑的選擇

高效增碳劑可以用混合熔劑（2份無水碳酸鈉和1份硼酸混勻研細）熔融，此熔劑無法消除碳對測定的干擾，本方法通過試驗選擇過氧化鈉熔融試樣，用過氧化鈉熔融試樣，鹽酸酸化后試樣清亮，無碳的黑色干擾。

2.2 抗壞血酸的條件試驗

試樣中的殘余元素Fe、Cr、V與二安替比林甲烷也能絡合顯色，干擾測定，如不加以隱蔽造成檢驗結果偏高，抗壞血酸可以隱蔽Fe、Cr、V。本文對2%的抗壞血酸的用量分別加入2ml、3ml、4ml、5ml、6ml進行試驗，試驗中2%的抗壞血酸4ml即可隱蔽完全，本文選用5ml為最佳用量[4]。

2.3 酸度的條件試驗

本文以鹽酸控制顯色的酸度條件，酸度過小Ti容易發生水解，生成難溶性的偏鈦酸，同時也影響Ti與二安替比林甲烷的配位反應，這些都會造成檢驗結果偏低。酸度太大，二安替比林甲烷又容易分解，同樣造成檢驗結果偏低。鹽酸酸度控制在0.5mol/L～2.0mol/L時Ti不水解，同時Ti與二安替比林甲烷配位反應速度快，反應完全。鹽酸條件試驗，分別以鹽酸的加入量2ml、3ml、4ml、5ml、6ml、7ml、8ml、10ml進行試驗，鹽酸加入量在3ml～8ml之間檢驗結果穩定，本文選擇鹽酸加入量為5ml。

2.4 Ti元素測定波長的條件試驗

用編號為ZBM1251的高校增碳劑有證標準物質做波長的條件試驗。分取兩份試液分別與50ml的容量瓶中，一份為參比液，分別加入抗壞血酸溶液5ml，鹽酸5ml，加入1mol/L的鹽酸15ml，以去離子水稀釋刻度搖勻。一份為顯色液，分別加入抗壞血酸溶液5ml，鹽酸5ml，二安替比林甲烷溶液15ml，以去離子水稀釋刻度搖勻。放置20min，以不同波長進行比色，測定吸光度值，結果如圖1所示。

圖1 不同波長比色下的吸光度值

由圖1可知，在鹽酸介質中，Ti與二安替比林甲烷形成的黃色絡合物最大吸收峰位于390nm～400nm處，本文選擇390nm。

3 準確度和精密度試驗

3.1 準確度試驗

準確度是在一定試驗條件下多次測定的平均值與真值相符合的程度,本文選取編號為ZBM1911、ZBM1251、ZBM0961、ZBM0951的標準物質來驗證本方法的準確度，詳情見表1。

表1 準確度試驗

由表1可知本法檢驗結果與真值非常接近，準確度滿足要求。

3.2 精密度試驗

本文選取編號為ZBM1911、ZBM1251、ZBM0961、ZBM0951的標準物質，每個標準物質測定10次，用10次測定結果來驗證本法的精密度，詳情見表2。方法RSD一般在3%以內。由表2可知本方法檢驗結果滿足精密度的要求。

4 結論

二安替比林甲烷光度法測定高效增碳劑中的鈦元素，通過試驗可知本方法準確度和精密度都較好，方法快速、簡便可適用于生產檢驗和仲裁分析[5]。

表2 精密度試驗