铬铁的化学分析方法.docx
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铬铁的化学分析方法
铬铁的分析
铬铁类别
牌号
化学成分（％）
铬
碳
硅
磷
硫
Ⅰ
Ⅱ
汉字
代号
不小于
不大于
微碳
铬0000
Cr0000
50
≤0.06
1.5
2.0
0.06
0.04
微碳
铬000
Cr000
50
0.07～0.10
1.5
2.0
0.06
0.04
微碳
铬00
Cr00
50
0.11～0.15
1.5
2.0
0.06
0.04
低碳
铬0
Cr0
50
0.16～0.25
2.0
3.0
0.06
0.04
低碳
铬0
Cr01
50
0.26～0.50
2.0
3.0
0.06
0.04
中碳
铬1
Cr1
50
0.51～1.0
2.5
3.0
0.10
0.04
中碳
铬2
Cr2
50
1.1～2.0
2.5
3.0
0.10
0.04
中碳
铬3
Cr3
50
2.1～4.0
2.5
3.0
0.10
0.04
碳素
铬4
Cr4
50
4.1～6.5
3.0
5.0
0.07
0.04
碳素
铬5
Cr5
50
6.6～9.0
3.0
5.0
0.07
0.07
高碳铬铁中Cr的测定（熔融法）
一、方法要点：
铬铁与过氧化钠共熔时，Cr已被氧化为高价，调至酸性后即可用硫酸亚铁铵滴定。
二、试剂：
1、过氧化钠：
固体
2、硫酸：
1+1
3、硫磷混酸：
加磷酸80ml于760ml水中，小心加入硫酸160ml。
冷却后混匀。
（共1000ml）
4、硫酸亚铁铵标液：
0.2N.称硫酸亚铁铵80g溶于5+95硫酸一升中。
5、N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂：
2%.称0.2g溶于0.2%碳酸钠溶液100ml
三、分析方法：
称样0.2000g置于预先盛有4～5g过氧化钠的瓷坩埚中，搅拌均匀，上面覆盖2g过氧化钠。
先在电炉上加热熔融（黑色液体），再移入马弗炉650℃灼烧10分钟（最好加盖）。
取出冷却，置于盛有100ml热水的500ml烧杯中，用热水洗净坩埚，加热煮沸3～5分钟，冷却，用1+1硫酸中和至溶液从纯黄色变为橙色，继续加至清亮。
加硫磷混酸30ml，用0.2N硫酸亚铁铵标液滴定，接近终点时加指示剂3滴，继续滴定至由樱桃红色变为亮绿色为终点。
四、计算：
Cr%=【（NV）标液×0.01733×100】/G
五、注：
1、低碳铬铁用此法，试样熔解不好。
2、熔融温度不可超过650℃，否则逸出。
3、此方法也适用于氮化铬。
高碳铬铁中Cr的测定（酸溶法）
高碳铬铁由于碳化铬的性质特别稳定，所以不易溶解。
为了分解试样，一般采用过氧化钠熔融分解试样的方法。
近来也有采用焦硫酸钾、高氯酸、磷酸、硫酸混合湿熔体系分解试样的方法。
但这些方法都是用“熔”而非用“溶”的方法分解试样，因而在操作上有一定难度。
本文采用盐酸、磷酸、硫酸、硝酸进行高碳铬铁的湿法溶解。
一、分析步骤：
称取试样0.1000克置于500ml烧杯中，加入盐酸15ml温热浸泡30分钟，加入磷酸15ml，逐渐升温加热，蒸发至溶液液面平静，有轻微磷酸烟冒出后30秒。
取下放置片刻，加入硫酸10ml，加热蒸发至微冒三氧化硫白烟，滴加硝酸1～2ml氧化。
待氮氧化物黄烟消失后，继续蒸发冒三氧化硫白烟2分钟。
取下放置至温热，加入热水130ml，摇匀，加40g·L-1硫酸锰溶液2滴，25g·L-1硝酸银溶液10ml，加热煮沸。
加入250g·L-1过硫酸铵溶液20ml，煮沸氧化，待溶液冒大泡3～5分钟后，取下摇动，加入50g·L-1氯化纳溶液10ml，低温微沸15分钟，使氯化银沉淀凝聚下沉，溶液清澈。
取下流水冷却至室温。
用硫酸亚铁铵标液（0.1mol·L-1）滴定至浅黄绿色，加入2g·L-1N—苯代邻氨基苯甲酸溶液2滴，摇匀，继续滴定至亮绿色为终点。
二、注：
1、本法的独特之处在于采用盐酸温热浸泡。
在对比试验中，不经盐酸浸泡的试样很难溶解，而浸泡后的试样能完全溶解。
2、铬的适宜氧化酸度为【H+】=2.0～2.5mol·L-1.
本法加入硫酸10ml，并将氧化体积控制在180ml左右。
磷酸用量在8～20ml对测定结果无影响。
因容器较大，用量太少易使磷酸蒸发过量，形成焦磷酸盐使结果偏低，采用15ml。
3、一个需要探讨的问题是，当采用同样三个高碳铬铁标准样品绘制工作曲线时，用本法绘制的曲线斜率比用过氧化钠熔融法绘制的曲线斜率略大。
摘自《理化检验》2002.2
低碳铬铁中Cr的测定
——（过硫酸铵氧化、亚铁容量法）
一、试剂：
1、硫酸：
1+4
2、硝酸银：
1%
3、过硫酸铵：
30%
4、盐酸：
1+1
5、苯代邻位氨基苯甲酸：
0.2%。
称指示剂0.2g，碳酸钠0.2g，加税20ml，加热溶解，稀释至100ml.
6、硫酸亚铁铵：
0.1N.称硫酸亚铁铵40g溶于5+95硫酸一升中。
二、分析方法：
称样0.1g于500ml烧杯中，加（1+4）硫酸50ml，加热待试样全溶后，滴加硝酸（1+1）至碳化物分解完全，煮沸驱氮。
加热水100ml，硝酸银6ml，过硫酸铵30ml，硫酸锰3滴，煮沸5分钟。
加盐酸（1+1）5ml，继续煮2分钟至溶液清亮，取下冷却。
加浓磷酸10ml，用0.1N硫酸亚铁铵滴至淡黄色，加指示剂3滴，继续滴至亮绿色为终点。
三、计算：
Cr%=【（NV）标液×0.01733×100】/G
四、注：
1、加盖表面皿
2、指示剂加入量应与标定亚铁时相同
3、注意减钒
4、有些试样直接用浓磷酸溶解较容易
5、氮化铬用硫酸（1+1）溶时不时添加水，最好不要冒硫酸烟以防煮时溶液褪色。
加过硫酸铵煮时必须出现锰的紫红色，否则铬没有全部被氧化，必须再添加过硫酸铵5～10ml.
6、低碳铬铁也可用高氯酸冒烟氧化法。
称0.1g试样，加高氯酸10ml，氢氟酸少许，低温溶解氧化，再高温冒高氯酸烟出瓶口．立即取下，冷却，加硫磷混酸30ml，用硫酸亚铁铵滴定。
中碳铬铁中Cr的测定
———（过硫酸铵氧化、亚铁容量法）
一、方法要点：
试样以硫磷混酸溶解，硝酸银为催化剂，加过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬，同时锰也被氧化成高锰酸。
加氯化钠形成氯化银，煮沸破坏高锰酸，使锰变为低价锰，铬仍为六价铬。
用硫酸亚铁铵标液滴定，但钒也被滴定。
二、试剂：
1、硫磷混酸：
将80ml磷酸（d=1.7）注入760ml水中，再将160mlH2SO4（d=1.84）徐徐加入。
2、氯化钠：
5%
3、硝酸银：
1%
4、过硫酸铵：
30%
5、苯代邻位氨基苯甲酸：
0.2%。
称指示剂0.2g，碳酸钠0.2g，加水20ml，加热溶解，稀释至100ml.
6、硫酸亚铁铵：
0.1N.称硫酸亚铁铵40g溶于5+95硫酸一升中。
三、分析方法：
称取试样0.2000g置于500ml三角瓶中，加硫磷混酸50ml，加热使试样溶解。
滴加硝酸氧化至滴入时不再发生气泡为止。
煮沸以除去氮氧化物，稀释至体积250ml，煮沸后加入1%的硝酸银溶液10ml，20%的过硫酸铵溶液20ml,加热煮沸至溶液呈红色，继续煮沸5分钟，加5%氯化钠溶液10ml,煮沸至红色消失，继续煮沸5~10min。
（此时溶液体积不应小于150ml）。
用流水冷却，以0.1N硫酸亚铁按标准溶液滴定。
接近终点时，加指示剂5滴，继续滴定由樱桃红色转变为亮绿色为止。
四、注：
1、试样未溶解完全以前，不要加入硝酸，以免因铬之钝化使试样不能完全溶解。
2、过量的过硫酸铵必须煮沸，使之充分分解。
3、硝酸银加入量以每10mg铬加2.5ml的（1%）硝酸银。
4、加入氯化钠后，瓶内要放5~6粒玻璃球，以防爆沸溶液溅出（也可用滤纸片）。
5、此方法也可用于低合金铸铁中铬的分析。
五、允许误差：
Cr%
误差范围
Cr%
误差范围
≤0.0
0.0035
5.0~10.0
0.10
0.05~0.10
0.005
10.0~14.0
0.12
0.10~0.50
0.015
14.0~18.0
0.15
0.50~1.0
0.030
18.0~24.0
0.17
1.0~5.0
0.050
铬铁中铬的测定
——高锰酸钾氧化、亚铁容量法
一、方法要点：
试样用盐酸溶解，以硫磷混酸冒烟驱除盐酸，然后用高锰酸钾将生成的三价铬氧化为高价，过量的高锰酸用氯化铵来破坏，最后用以苯代邻氨基苯甲酸作指示剂，用硫酸亚铁铵滴定。
二、试剂：
盐酸：
1+1
硫磷混酸：
60ml硫酸40ml磷酸相混合
高锰酸钾溶液：
5％
氯化铵溶液：
20％
指示剂溶液：
指示剂0.2克与碳酸钠0.2克溶于100ml热水中
硫酸亚铁铵标液：
0.1N
三、分析步骤：
称取试样0.1000g置于300ml三角瓶中，加入盐酸（1+1）10ml，加热待试样全溶后，加入硫磷混合酸12ml，继续加热至微冒硫酸白烟，以驱除盐酸，离火稍冷后加水50ml，高锰酸钾8ml，再加热至有棕色二氧化锰沉淀产生，加入氯化铵溶液30ml，继续加热至二氧化锰沉淀及红色高锰酸被还原（此时溶液呈桔黄色），再煮沸1分钟，离火流水冷却后，即用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至试液呈淡黄色，然后加入指示剂3滴，继续滴定至试液由樱桃红色转变为亮绿色即为终点。
四、注意事项：
1、如含硅较高试样（硅铬合金）溶样时，可滴加氢氟酸，然后经硫磷混合酸冒烟驱氟。
一般微碳铬铁试样，可直接用15毫升硫磷混酸加5毫升水溶解，而不需冒烟处理。
2、冒烟时间不能太长，否则生成的硫酸盐不能溶解，使结果偏低。
3、硫磷混合酸不宜多加，否则在氯化铵还原锰时，部分铬也被还原，使结果偏低。
4、加入高锰酸钾溶液后，经加热二氧化锰沉淀一经生成，证明铬已全部氧化完全。
5、用氯化铵还原锰时，如虽经煮沸仍有部分锰未被还原，此时可再补加数滴氯化铵，否则由于锰未全部还原，使结果偏高。
铬铁中锰的测定
——高锰酸比色法
一、方法要点：
试样用高氯酸、盐酸溶解并冒烟后，铬已成高价状态，在一定的酸度中，在硝酸银存在下，用过硫酸铵将锰氧化为红色高锰酸，借此作为锰的比色测定。
高价铬的干扰用试液空白来抵消。
二、试剂：
盐酸：
1+1
混合酸：
称硝酸银2克于800ml水中，加硝酸100ml，磷酸50ml，硫酸50ml混匀。
过硫酸铵溶液：
30％
EDTA溶液：
5％
三、分析步骤：
称取试样50毫克于125ml三角瓶中，加入高氯酸3ml，盐酸（1+1）2ml，加热待试样全溶后，继续蒸发至高氯酸白烟冒出瓶口，稍冷，加入混合酸5ml，水5ml，过硫酸铵5ml，加热煮沸至红色高锰酸出现后再持续20秒，流水冷却，加水35ml摇匀，将此显色液倾入3cm比色皿中，于另一比色皿中加入EDTA一滴，然后倾入显色液，使高锰酸色泽褪色后以此为空白比色，测吸光度。
四、注意事项：
1、红色高锰酸生成后，应避免长时间煮沸，以防止其分解而使结果偏低。
2、加入EDTA后，高锰酸的褪色速度与温度有关，温度高褪色快，否则较
慢。
3、加入EDTA后，要在5分钟内比色完毕。
若放置时间过长将导致EDTA把铬络合，使结果偏高。
4、大量铬也可用盐酸高温时驱除，这样比色时可用水为空白
5、硅高时可加氢氟酸，再用高氯酸冒烟除氟。
铬铁中锰的测定
——过硫酸铵容量法：
一、试剂：
硫酸：
1+11+3碳酸钠溶液：
25％
过硫酸铵溶液：
10％氯化钠溶液：
1％
硝酸银溶液：
1.7％
氧化锌悬浮液：
氧化锌不能含有机物质，可按分析步骤检查其含锰量。
如氧化锌中有碳酸盐时，应先于700～800℃灼烧后使用。
硫磷混酸：
160毫升硫酸于760毫升水中，加磷酸80毫升。
亚砷酸钠—亚硝酸钠标准溶液：
0.05N
二、分析步骤：
称取试样1g置于500ml烧杯中，加硫酸（1+3）20ml，加热至试样全部溶解。
滴加硝酸氧化，煮沸2～3分钟以除去氮氧化物，徐徐加入25%的碳酸钠溶液至有少量铬和铁的沉淀析出。
然后滴加浓硝酸以溶解沉淀，继续加热，分次加入氧化锌悬浮液至瓶底有少量过剩的氧化锌为止。
然后将溶液加热至沸，此时如杯底无白粒残留，应再加入氧化锌少许，冷却至室温，转移到500ml容量瓶中,加水稀释到刻度，摇匀，用干滤纸将溶液过滤于干烧杯中。
吸取试液100ml置于250ml烧杯中，用硫酸（1+1）溶液酸化，加热蒸发至40ml，加硫磷混酸25ml，1.7％硝酸银）5ml，过硫酸铵溶液20ml。
加热微沸30～45秒，取下并静置2～3分钟，流水冷却至10～25℃，加1％氯化钠5ml，立即用0.05N亚砷酸钠—亚硝酸钠标准溶液滴定，当溶液呈淡红色时，每两滴相隔不得少于5～10秒，直到红色消失为终点。
铬铁中磷的测定
一、方法要点：
试样用高氯酸、盐酸溶解，在高氯酸冒烟的温度下，磷能定量地氧化成正磷酸，铬也同时被氧化成高价。
加入盐酸使大部分高价铬成氯化铬酰挥发，少量高价铬用亚硫酸钠还原成三价，然后用硝酸调节酸度，加入钼酸铵与磷生成黄色磷钼络离子，用氯化亚锡将磷钼络离子还原成磷钼蓝，借此作为磷的比色测定。
二、试剂：
钼酸铵—酒石酸钾钠—尿素溶液：
18％钼酸铵与18％酒石酸钾钠各50毫升相混匀，加入尿素2克。
氟化钠—氯化亚锡溶液：
称取氟化钠12克，氯化亚锡1克溶于500毫升水中。
三、分析步骤：
称取试样50毫克于150ml三角瓶中，加入高氯酸5ml，盐酸（1+1）10～15滴，加热待试样全溶后，继续蒸发至高氯酸白烟冒出瓶口30秒钟，此时溶液呈橙红色，趁热加入浓盐酸2ml，使铬成红棕色的氯化铬酰挥发，再加热使铬氧化，再加浓盐酸2ml，继续加热至冒烟近干，离火稍冷，加入硝酸（1+2）5ml，滴加亚硫酸钠溶液（10％）10滴以还原部分高价铬，再加热煮沸30秒，驱除氧化氮，离火迅速加入钼酸铵—酒石酸钾钠—尿素溶液5ml，氟化钠—氯化亚锡溶液20ml，水65ml，流水冲冷，以水作比较进行比色。
铬铁中硅的测定
一、分析步骤：
称取试样0.1g于100ml烧杯中，加硫酸（1+1）5ml，加热,在溶解过程中需经常加水，使其体积不被过度蒸发，以免硅脱水。
待试样全溶后，再加水10ml，过硫酸铵溶液（30％）2～3ml，煮沸至大气泡产生，离火稍冷后将试样移入塑料杯中，于预热至60～70℃的水浴中放置1分钟，然后边用塑料棒搅拌边滴加氢氟酸8～10滴，2分钟后加入硼酸液（5％）20ml，继续搅拌3分钟，将此液移入100ml量瓶中，用水稀释至刻度。
吸取10ml试液两份分别于150ml干燥的三角瓶中。
显色液：
加水20ml，钼酸铵5ml，于沸水浴中放30秒，流水冲冷后加入草酸液（5％）10ml，立即加硫酸亚铁铵（6％）5ml。
空白液：
加水20ml，草酸液（5％）10ml，钼酸铵5ml，硫酸亚铁铵（6％）5ml。
二、注意事项：
1、滴加氢氟酸，温度不得超过70℃，否则硅易生成四氟化硅挥发掉，使结果偏低。
2、加入硼酸后，搅拌时间不宜过短，否则氢氟酸不能完全与硼酸络合，使结果受到影响。
3、加入草酸后应立即加硫酸亚铁铵。
高碳铬铁中铬、硅、磷、锰的系统分析
Ⅰ试液溶液的制备
称取试样0.5000g于已盛有4～5g过氧化钠的铁坩埚中，用铁丝仔细搅匀后，在表面再铺1g过氧化钠，加盖，于酒精喷灯灯焰上小心加热熔融，并不时转动坩锅使熔融完全，再在灯焰上保持1～2分钟后离火，转动坩锅使熔融物分布均匀。
稍冷将坩锅与熔块一起置于400ml烧杯中，加入近沸热水80ml，待作用完毕后，用塑料棒将坩锅取出，并用热水洗净坩埚，然后将此液倾入已盛有100ml加热近沸的硫硝混酸（硫酸100ml，硝酸20ml，用水稀释至1升）中，用热水洗净塑料烧杯，再将试液加热煮沸1分钟，此时溶液清亮，离火加入尿素1克，滴加亚硝酸钠液（2％）至锰还原，流水冲冷，最后将试液移入250ml容量瓶中，用水稀释至刻度。
注意事项：
1、铁坩锅在使用前，应先在酒精喷灯灯焰上加热至发红，并立即抛入冷水中，使氧化铁皮脱掉，以免在试样熔融后浸出时产生大量的氧化铁皮。
2、熔块浸出时，一定用塑料烧杯，不能用玻璃烧杯，否则强碱浸蚀玻璃后对硅的测定引入干扰。
3、过氧化钠不能多加，以免在其分解时产生大量过氧化氢，使铬还原，结果偏低。
4、熔块需用热水浸出后再倾入加热近沸的硫硝混酸中酸化，如用冷水浸出并倾入冷硫硝混酸中酸化，则铬的结果偏低。
5、如有部分氧化铁皮用酸溶解不掉时，对测定无妨，移液时使用上层澄清液操作即可。
Ⅱ铬的测定
一、方法要点：
在碱性强氧化剂存在下，在熔融过程中，铬能从三价定量地氧化至六价，成为可溶性铬酸盐。
经酸化后生成的高价铬直接用硫酸亚铁铵还原
二、分析方法：
吸取试样溶液50ml于400ml烧杯中，加入硫磷混酸（160+80+760）25ml，水150ml，指示剂3滴，立即用硫酸亚铁铵标液滴定至溶液转为亮绿色为终点。
三、讨论：
1、磷酸的存在与铁生成磷酸铁的无色络合物，使滴定终点清晰。
2、由于试样在熔融后，滴加了亚硝酸钠，故锰对测定不干扰。
Ⅲ硅的测定
一、方法要点：
在微酸性溶液中，加入钼酸铵使形成硅钼络离子，然后用硫酸亚铁铵还原成硅钼蓝，借此作为硅的比色测定。
（显色时由于试液中六价铬的量不大于10毫克，故对硅钼络离子的形成无妨）。
二、分析方法：
吸取试液溶液5ml两份分别于150ml干燥的三角瓶中。
显色液：
加钼酸铵（5％）5ml，硫酸（1+99）5ml，于沸水浴中放30秒，流水冲冷后加入草酸液（5％）10ml，立即加硫酸亚铁铵（6％）10ml，水15ml，摇匀。
空白液：
加硫酸（1+99）5ml，草酸液（5％）10ml，钼酸铵5ml，硫酸亚铁铵（6％）5ml，水15ml，摇匀。
Ⅳ磷的测定
一、方法要点：
试样经强氧化剂熔融后，磷已成正磷酸状态，不需要再加任何氧化剂补充氧化，六价铬用亚硫酸钠还原成三价，其色泽用试液空白来抵消。
用硝酸调节酸度，然后加入钼酸铵与磷生成黄色磷钼络离子，用氯化亚锡将磷钼络离子还原成磷钼蓝，借此作为磷的比色测定。
二、分析方法：
吸取试液溶液25ml两份分别于150ml干燥的三角瓶中。
显色液：
加入硝酸（1+2）5ml，亚硫酸钠（10％）2ml，加热煮沸45秒离火，立即加入钼酸铵—酒石酸钾钠—尿素溶液5ml，氟化钠—氯化亚锡溶液20ml，水45ml。
空白液：
加入硝酸（1+2）5ml，亚硫酸钠（10％）2ml，摇至高价铬色泽褪去，加入氟化钠—氯化亚锡溶液20ml，水50ml。
Ⅴ锰的测定
一、方法要点：
在强碱性氧化剂熔融过程中，锰也从二价氧化成六价，成为可溶性的锰酸盐。
由于在酸化时没有催化剂和磷酸的存在，因此部分锰被转化为二氧化锰，使结果偏低。
故在制备试样溶液时，加入亚硝酸钠使锰全部还原为二价，然后在有催化剂硝酸银存在下，用过硫酸铵再将锰全部氧化为高价，高价铬的干扰用空白来抵消。
磷酸的存在能使铁生成磷酸铁的无色络合物，从而避免黄色高价铁的影响，同时有磷酸的存在，可以防止在氧化过程中产生二氧化锰沉淀，另一方面还可增加高锰酸色泽的稳定。
二、分析方法：
吸取试液溶液25ml于125ml干燥的三角瓶中，加入混酸【800+100（硝）+50（磷）+50（硫）+2克硝酸银】5ml，过硫酸铵溶液5ml，加热煮沸至红色高锰酸出现后再持续15秒，流水冲冷，加水15ml摇匀。
空白液加EDTA液即可（一滴）。
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