Z308焊条的价格较贵,本公司曾几次购进不合格的或假冒的Z308焊条,为此,公司加大了外购材料的检验力度。对于Z308焊条中主要元素镍(含量大于90%),本室历来采用重量法进行测定,方法繁琐费时、分析周期长、分析成本高。为了提高分析速度、降低分析成本,本室进行技术攻关,改进了原来的Z308焊条分析方法。本法在文献〔1〕、〔2〕的基础上,采取尽量多称样、增大稀释体积、控制试液量的办法,采用以溴酸钾为氧化剂的丁二酮肟光度法快速测定Z308焊条中高含量镍,并利用同一母液,加入过氧化氢作为稳定剂,采用硫氰酸盐光度法测定铁,从而实现了Z308焊条中镍和铁的光度法快速联合测定,取得了良好效果。
1. 试验部分
1.1 试剂与仪器
混合酸:HNO
3+HCl+H
2O=1+1+1。
柠檬酸溶液:50g/L,每升此溶液中加H
2SO
450ml。
溴酸钾-溴化钾溶液:称取溴酸钾1.1g和溴化钾3.9g溶解于200ml水中。
氨性丁二酮肟溶液:1g/L,称取1g丁二酮肟溶解于500ml氨水中,以水稀释至1L,摇匀。
过氧化氢溶液:3%(质量分数)。
硫氰酸銨溶液:200g/L。
镍标准溶液:0.1g/L,称取纯镍0.1000g溶解于少量稀硝酸中,煮沸去除氧化氮后,移入1L容量瓶中,以水稀释至刻度,摇匀。
铁标准溶液:0.01g/L,称取纯铁0.1000g溶解于HNO
3(1+1)10ml中,煮沸去除氧化氮后,移入1L容量瓶中,以水稀释至刻度,摇匀。移取此溶液10ml于100ml容量瓶中,再次以水稀释至刻度,摇匀。
721E型分光光度计
1.2 分析方法
准确称样50mg于125ml高型烧杯中,加入混合酸15ml,加热溶解后,煮沸驱尽黄烟,取下冷却,移入250ml容量瓶中,以水稀释至刻度,摇匀。
⑴镍的测定 移取母液2ml两份分别置于两个100ml容量瓶中。
显色溶液:加入柠檬酸溶液10ml,溴酸钾-溴化钾溶液10ml,氨性丁二酮肟溶液20ml,以水稀释至刻度,摇匀。
空白溶液:操作步骤同上,改加氨性丁二酮肟溶液为氨水(1+1)。
用1cm比色皿,于530nm波长处,以空白溶液为参比,测吸光度。
⑵铁的测定 移取母液20ml两份分别置于两个50ml容量瓶中。
显色溶液:加入HNO
3(1+6)5ml,过氧化氢溶液2ml,硫氰酸銨溶液15ml,以水稀释至刻度,摇匀。
空白溶液:除了不加硫氰酸銨溶液外,其他操作同上。
用1～2cm比色皿,于480nm波长处,以空白溶液为参比,测吸光度。
1.3 检量线的绘制
移取不同量的镍标准溶液和铁标准溶液置于100ml和50ml容量瓶中,分别按分析方法显色,测吸光度,绘制检量线。
2. 结果与讨论
2.1 酸度的控制
试验表明,镍的显色溶液必须要调整至呈氨性(PH≈9～10),氨水的浓度必须要大于0.6mol/L,小于此值显色不完全，氨水适当过量无明显影响
〔3〕。本法采用氨水(1+1)20ml；对于铁的显色,本法则选择在显色溶液中补加HNO
3(1+6)5ml的办法调整酸度。
2.2 显色剂的用量
由试验得知,氨性丁二酮肟溶液的用量在19～22ml时,络合物的吸光度大且稳定,本法加20ml；过量的硫氰酸銨可以提高方法的灵敏度,并改善Cl
-等离子对铁显色的干扰,本法加入该试剂15ml。
2.3 共存离子的影响
测定镍时，对于样品中Fe
3+的干扰，采用柠檬酸使其络合加以掩蔽。Co
2+、Mn
2+、Cu
2+与丁二酮肟也络合生成红色，但色泽较镍浅得多，且Co
2+、Mn
2+、Cu
2+在样品中含量较小，其影响可不予考虑。样品中其他杂质一般不影响测定
〔4〕；对于铁的测定，大量Ni
2+的存在有较小的正误差，采用底液空白以消除其影响。
2.4 显色反应温度、速度及络合物的色泽稳定性
镍的丁二酮肟光度法测定，在氨性介质中，一般用碘作氧化剂，其显色速度快（1min反应即完成），但在室温30
0C以上时，络合物的色泽稳定性差，宜单个显色并在10min内完成测定。本法采用溴酸钾作氧化剂，其显色也极为快速，且色泽稳定性较好，在夏季室温30
0C时至少可稳定1h。
铁的显色反应在显色剂加入后立即完成，但所产生的硫氰酸铁络离子的色泽极不稳定，温度高时稳定性更差。为了提高其稳定性，本法加入少量氧化剂H
2O
2作为稳定剂，使其色泽可稳定30min以上。
试验证明，本法宜在常温下显色，温度高时两种络合物的色泽稳定性都相应变差。
2.5 吸收波长的选择
镍-丁二酮肟络合物的最大吸收波长λmax在460nm波长处，但由于柠檬酸掩蔽铁所形成的络合物在该处也有最大吸收，为了避免Fe
3+的影响，方法选在530nm波长处进行镍的测定，并以底液空白为参比，以消除试液中共存离子产生的背景色泽的影响；铁与硫氰酸盐络合物的最大吸收随SCN
-浓度的增加而增加，其吸收峰在450～500nm之间，本法选用480nm波长。
2.6 样品分析结果
按照分析方法对三个不同的样品分别进行测定，分析结果与采用其他方法的分析结果对照见表1。
表1. 样品分析结果（n=3,w/%)
|
样品
|
测 得 值
|
RSD
|
|
Ni
|
Fe
|
Ni
|
Fe
|
|
本法
|
重量法
|
本法
|
邻菲罗啉法
|
|
1
|
95.003
|
94.635
|
3.063
|
3.055
|
0.28
|
0.26
|
|
2
|
93.633
|
93.986
|
3.49
|
3.477
|
0.25
|
0.37
|
|
3
|
97.78
|
97.951
|
1.559
|
1.568
|
0.17
|
0.51
|
3. 结束语
采用本法进行Z308焊条的化学分析检验，快速、准确、分析成本低，完全可满足实际生产的需要，为Z308焊条的日常检验开辟了一条捷径，具有较强的生产实用价值。
参考文献
[1] 李铭华. 丁二酮肟光度法快速测定高电阻合金中镍[J].理化检验-化学分册，1997,33（8）：396.
[2] 徐盘明，赵祥大. 实用金属材料分析方法[M].合肥：中国科学技术大学出版社，1990,3:576.
[3] 吴诚. 金属材料化学分析300问[M].上海：上海交通大学出版社，2003,10:188.
[4] 吴诚，王智汉，包大杰 等. 机械电子工业部理化人员二级资格培训教材 化学分析[M].北京：机械工业出版社，1989,5：92.
安徽淮南凯盛重工有限公司质保部 段平昌
