丁二酮肟－氨水溶液分光光度法测定高温合金中的镍

秋枫621

丁二酮肟－氨水溶液分光光度法测定高温合金中的镍

摘 要：试样经酸溶解，高氯酸冒烟氧化铬至六价，将原试样溶液稀释34倍后，以柠檬酸三铵掩蔽铁、铝，在强碱性介质中，以碘－碘化钾溶液为氧化剂，镍与丁二酮肟生成红色配合物，以化学成分与试样相近的标准样品为参照，测量其吸光度。方法具有操作简便、快速、结果精确的特点。
关键词：高温合金  稀释  标准样品  参照基准  丁二酮肟－氨水溶液 分光光度法  镍

1、前 言
鉴于目前现有的镍的检测方法对于高含量镍，尤其是高温合金的镍含量的测定存在着各种的缺点或问题，致使进行实际检测操作的难度增大，并且，随着相关企业和领域对高含量镍的准确度要求的提高，从而有了改进高含量镍的检测方法、提高其准确度的测定方法的研究必要。实践证明，分析方法改进后，比GB/T 223.25-94国标法操作手续简便，条件易控制，分析速度快，准确性高，稳定性好，从而保证了高温合金中镍测定结果的可靠性。测定范围：≥20.00％

2、试 剂
盐酸（ρ1.1g/ml）、硝酸（ρ1.42g/ml）、高氯酸（ρ1.67g/ml）、氨水（ρ0.90g/ml）
柠檬酸三铵：50％的溶液
1％丁二酮肟（二甲基二乙醛肟）－氨水溶液
碘－碘化钾溶液：称取12.7g的单质碘与25g的碘化钾，溶于1L的棕色容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。

3、分析步骤
①空白试验：随同试样作空白试验。
   ②试液制备：称取0.1000g试样，置于150ml锥形瓶中，加10－15ml的王水，加热溶解后，加3－5ml高氯酸，蒸发至冒白烟，移至低温处继续冒高氯酸烟，回流5－8min，待冷却后，定溶于100ml的容量瓶中。
   ③显色、测定：吸取3.0ml溶液至50ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，移取稀释后的溶液10.0ml二份分别置于50ml容量瓶中，分别按如下操作进行：
显色液：加50％柠檬酸三铵溶液10ml，碘－碘化钾溶液5ml，
1％丁二酮肟（二甲基二乙醛肟）－氨水溶液20ml，每加一种试剂后均要混匀，用水稀释至刻度，混匀。
参比液：加50％柠檬酸三铵溶液10ml，碘－碘化钾溶液5ml，氨水20ml，用水稀释至刻度，混匀。
放置10min后，将部分溶液移入2或3cm吸收皿中，以参比液为参比，在分光光度计上于530nm波长处，测量其吸光度。减去空白试验的吸光度，则可计算出试样镍的含量。
④标准样品试液制备：标准参照基准（如冶金工业部标样样品高温合金钢GH915）的操作如上述试样所述。
试样镍含量的计算方式：
Ni（％）＝η1×A2/A1
η1――标准参照基准（如GH915）的标准百分含量，％；
A2――待测试样的吸光度读数；
A1――标准参照基准（如GH915）的吸光度读数。

4、结果与讨论
①干扰元素
   铁、铝在氨性溶液中生成沉淀，妨碍测定，可预先加入柠檬酸盐或酒石酸钾钠，使与铁铝生成稳定的络合物，此络合物不被氨水所沉淀，也不与丁二酮肟（二甲基二乙醛肟）反应显色；铜、钴等元素与丁二酮肟（二甲基二乙醛肟）生成有色化合物，量少时对镍的比色无影响，若在比色液中铜含量超过0.5毫克，钴超过1毫克，必须分离；钒、铬亦产生颜色干扰，量多时亦须分离；锰在碱性液中有沉淀产生，锰量在比色液中不应超过0.5毫克。
②所取的成果
   由于丁二酮肟分光光度法测定镍量（GB/223.23－94）的测定范围为0.030％－2.00％，明显不符合高含量镍的分析标准，在此，不再列举其实际的分析数据。
   为了检查改进后的检测方法是否可靠，我们对常用的标准样品进行了实际分析，结果如表1：         
表 1
标样牌号       
1        2        3        4        平均值        误 差
(冶金工业部标准样品编号03－03）
GH915
（高温合金）        重量法        45.55        45.52        45.56        45.53        45.54        -0.06
        改进后的方法        45.54        45.60        45.57        45.57        45.57        -0.03
        实际值        45.60        45.60        0.00
注：重量法要求试验环境较严格，如：空气湿度不能超过50%，室内温度要求在常温等，称量时，称量室内要求恒温、恒湿等。在天气潮湿、冷的南方冬天，特别是广州的天气，不增加实验室成本投入的情况下，很难满足此条件。
为了检查运用改进后的检测方法所得的结果是否持续、稳定，我们对某公司外国进口的高温合金原料进行了实际检测，结果如表2：
表2
070405试样        1        2        3        4        5        6        7        8        9        10
        48.92        48.89        48.90        48.91        48.92        48.93        48.95        48.89        48.85        48.90
经大量的实验证明，改进后的检测方法能最大限度的提高检测精确度，检测结果稳定、持续，且对环境，实验操作人员的专业水平及所耗费的时间等等方面有着极大的优势。由于本法是采用了稀释原试样溶液及以与试样化学成分相近的标准样品为参照基准的检测方法，因此，在实际操作中有一定的局限性。
5、推广应用情况及前景
   根据实际操作情况，由于采用与待测试样化学成分相近的标准参照基准作为计算基准，在实际操作中，对人力、物力及时间等等方面的节省是明显的，因此，此方法亦可应用于镍含量相对较高的检测，如不锈钢的镍含量（如304等）的检测。
具体检测方法大致与高温合金中镍的测定方法一致，但由于镍含量的变化，因而试样溶液的稀释倍数会因具体的镍含量的多少而决定。测定范围：﹤20.00％
为了检查改进后的检测方法是否能应用于不锈钢系列等镍含量相对较高的检测，我们对常用于对照的标准样品进行分析，其结果如表3：
表3
标 样 牌 号       
1        2        3        4        平均值        误 差
(冶金工业部标准样品BH1006-1）
Cr17Ni2        改进后的方法        2.30        2.20        2.19        2.21        2.225        －0.005
        实际值        2.23        2.23        0.00
钢铁研究院标准样品第129号
铬镍钢        改进后的方法        8.25        8.29        8.30        8.28        8.28        -0.02
        实际值        8.30        8.30        0.00
钢铁研究院标准样品第206号
Cr18Ni20Mo2Cu2Nb
(铬镍钼铜铌钢)        改进后的方法        18.25        18.30        18.27        18.26        18.27        0.00
        实际值        18.27        18.27        0.00
经多次试验，在镍含量相对较高(≥2.00%)的钢种，如不锈钢系列等，其检测结果较稳定。
为了检查应用改进后的分析方法后所得的检测结果是否符合国家标准，我们对某公司某次产品的检测结果进行了记录，如表4：
表4
名 称        Mesh网        Rim边        8cm边        10cm边        10cm网        20cm边        20cm网
检测值        8.29        8.08        8.13        8.05        8.29        8.42        8.30
实际值范围        8.00－－10.50
结果证明，应用改进后的检测方法，不锈钢镍含量的检测结果均符合国家标准及客户要求。 在这之前，在同样的操作条件下，检测中心对此种试样的检测结果尚未有在使用此方法后所得的结果精确。
   由上述所知，改进后的检测方法能明显提高检测结果的准确性及精确度，客户对本所的满意度也大大上升，使研究所在同行中的影响日渐扩大，使得检测业务有了很大的发展，从而，达到提高研究所的声望，服务大众的目的，实现了预计的经济效益和社会效益。

6、结  语
   将丁二酮肟分光光度法测定镍量（GB/T 223.23-94）和丁二酮肟重量法测定镍量（GB/T 223.25-94）改为丁二酮肟－氨水溶液分光光度法测定高温合金中的镍，缩短了分析周期，方法简便、快速，且节约试剂，对检测人员的专业技能要求不高。测定镍结果误差完全在国标允许误差范围内。

7、参考文献
【1】GB/T 223.23-94丁二酮肟分光光度法测定镍量•钢铁及铁合金化学分析方法；
【2】GB/T 223.25-94 丁二酮肟重量法测定镍量•钢铁及铁合金化学分析方法；
【3】冶金部有色金属研究院分析室编著•有色金属矿石分析•1959•8