直接还原铁中锰含量的测定方法

摘要

本发明提供一种直接还原铁中锰含量的测定方法，通过在直接还原铁试样中加入盐酸溶样，得溶解液，再依次加入硝酸/氢氟酸、高氯酸、高碘酸钠溶液混合后，用水稀释并混匀，得待测试样液。即可用现有技术中的分光光度法，直接测定直接还原铁中锰含量，不仅操作方便，而且测定的锰含量准确率高，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，试验证明本发明方法可靠、实用，能满足日常测定直接还原铁中锰含量的需要。

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种测定方法，尤其是涉及一种直接还原铁中锰含量的测定方法，属于分析测试技术领域。

背景技术

直接还原铁中锰含量的测定，目前还没有定量的分析、测定方法。其他材料如钢中锰含量大多采用分光光度法、滴定法、原子吸收光谱法等进行测定。采用高碘酸钠分光光度法测定直接还原铁中锰含量，试样用盐酸、硝酸、氢氟酸溶解，加高氯酸加热冒烟赶尽盐酸、氢氟酸，在硝酸、磷酸介质中用高碘酸钠将锰氧化至七价，测量其吸光度就能计算出直接还原铁中锰含量，但由于测定直接还原铁中锰时样品较难溶解，测定难度较大，因此，目前还没有行之有效的方法能对直接还原铁中锰含量进行测定。

发明内容

为解决测定直接还原铁中锰含量的难度较大等问题，本发明的目的是提供一种能够准确测定直接还原铁中锰含量的方法，通过下列技术方案实现。

本发明提供这样一种测定方法，一种直接还原铁中锰含量的测定方法，包括用常规的分光光度仪测定待测试样液的吸光度值，根据该吸光度值在锰的标准工作曲线上得到对应锰含量值，其特征在于所述待测试样液经过下列步骤制备：

Ａ、在试样中，按150～200mL／g试样的量加入盐酸，在100～150℃温度下，加热至试样溶解，得溶解液；

Ｂ、在步骤A的溶解液中，按0.4～0.6mL／mL溶解液的量加入硝酸和氢氟酸的混合酸，在100～150℃温度下，加热溶解10～15min，得溶解液，其中硝酸和氢氟酸的混合酸为下列体积比：HNO₃ : HF＝4:1；

Ｃ、在步骤B的溶解液中，按5～10mL／mL溶解液的量加入高氯酸，并在300～350℃温度下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热5～10min，冷却，得溶液；

D、按溶液︰高碘酸钠溶液＝１︰10的体积比，将步骤C的溶液与高碘酸钠溶液混合均匀，加热煮沸2～3 min，冷却，用水稀释至质量浓度为0.001g/mL，并混匀，得待测试样液。

所述步骤D的高碘酸钠溶液是这样配制的：称取20 g高碘酸钠，加入到500 mL硝酸和磷酸的混和酸中，加热溶解，冷却，其中，硝酸和磷酸为下列体积比：HNO₃︰H₃PO₄︰H₂O=100︰150︰250。

所述盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸、磷酸、高碘酸钠均为市购的分析纯产品。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案制成待测试样液后，即可用现有技术中的分光光度法，直接测定直接还原铁中锰含量，不仅操作方便，而且测定的锰含量准确率高，其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性，试验证明本发明方法可靠、实用，能满足日常测定直接还原铁中锰含量的需要。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

1、锰标准液的制备：

1A、将市购电解锰（含量在99.9%以上）用质量浓度为4.9%的硫酸液清洗至表面无氧化锰，再用水反复洗净，放入无水乙醇中浸洗4～5次，干燥；

1B、按40mL /g电解锰的量，将上述干燥的电解锰放入稀硝酸中，其中稀硝酸的体积比为：HNO₃ : H₂O＝1: 3；加热溶解至沸腾，以驱尽氮氧化物，冷却，加水稀释至500μg /mL，得锰标准液；

1C、移取1B步骤制得的20.00 mL锰标准溶液置于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液含100μg/mL锰；

2、铁溶液的制备：

2Ａ、在高纯铁试样中按3.2mL／g试样，加入市购的分析纯盐酸，在150℃下，加热至试样溶解，得溶解液；

2Ｂ、在步骤2A所得的溶解液中按0.5mL／1mL溶解液，滴加市购的分析纯硝酸，在100℃下，缓慢加热溶解，煮沸10min除去氮氧化物，得溶解液；

2Ｃ、在步骤2B所得的溶解液中按2.5mL／10mL溶解液，加入高氯酸，并在350℃下，加热冒烟至瓶口并继续加热5min，冷却溶解液；

2D、在步骤2C所得的溶解液中按10mL/mL溶解液，加入盐酸溶液，加热至100℃待盐类溶解，冷却溶解液至室温，进行过滤，合并洗涤液与滤液并用水稀释浓度为4mg／mL，得4mg／mL的铁溶液，其中盐酸溶液为分析纯盐酸与水的体积比为1︰1；

3、锰工作曲线的绘制：

3A、分别移取步骤1C制得的0.00 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL 、10.00 mL、15.00 mL、20.00 mL锰标准溶液（质量分数分别为0.00％、0.10％、0.30％、0.50％、1.00％、1.50％、2.00％），分别置于7个100mL钢铁量瓶中，各加入2D步骤制得的5mL铁溶液，分别依次加入5 mL分析纯高氯酸，并在300℃温度下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热5min，冷却，加入10 mL高碘酸钠溶液，加热煮沸2 min，冷却，用水稀释至刻度，摇匀，得显色液。

3B、用现有技术中的常规分光光度法，将步骤3A中0.00 mL溶液制成的显色液移入1 cm比色皿作为参比液，分别将步骤3A中另外六份溶液制成的显色液移入1cm比色皿中，于分光光度计波长530 nm处，测量锰的吸光度。

3C、分别以步骤3A中锰标准溶液的质量分数（质量分数分别为0.00％、0.10％、0.30％、0.50％、1.00％、1.50％、2.00％）为横坐标，步骤3B所得锰标准溶液吸光度值为纵坐标，绘制出锰的标准工作曲线。

4、直接还原铁待测试样液的的制备：

4Ａ、在0.1000g直接还原铁试样中，按150mL／g试样的量加入分析纯盐酸15mL，在100℃温度下，加热至试样溶解，得溶解液5mL；

4Ｂ、在步骤4A的5mL溶解液中，按0.4mL／mL溶解液的量加入硝酸和氢氟酸的混合酸2mL，在100℃温度下，加热溶解15min，得溶解液1mL，其中硝酸和氢氟酸的混合酸为下列体积比：分析纯HNO₃ : 分析纯HF＝4:1；

4Ｃ、在步骤4B的1mL溶解液中，按5mL／mL溶解液的量加入分析纯高氯酸5mL，并在300℃温度下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热5min，冷却，得溶液1mL；

4D、按溶液︰高碘酸钠溶液＝１︰10的体积比，将步骤4C的溶液与10mL高碘酸钠溶液（该高碘酸钠溶液是：称取20 g分析纯高碘酸钠，加入到500 mL硝酸和磷酸的混和酸中，加热溶解，冷却，其中，硝酸和磷酸的混和酸为下列体积比：分析纯HNO₃︰分析纯H₃PO₄︰H₂O=100︰150︰250）混合均匀，加热煮沸2 min，冷却，用水稀释100mL，并混匀，得待测试样液。

在与步骤3B完全相同的条件下测量步骤4D中待测试样液的吸光度值，在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中锰的质量分数为：0.59%。

实施例2

1-3步骤同实施例1。

4、直接还原铁待测试样液的的制备：

4Ａ、在0.1000g直接还原铁试样中，按200mL／g试样的量加入分析纯盐酸20mL，在150℃温度下，加热至试样溶解，得溶解液7mL；

4Ｂ、在步骤4A的7mL溶解液中，按0.6mL／1mL溶解液的量加入硝酸和氢氟酸的混合酸4.2mL，在150℃温度下，加热溶解15min，得溶解液2mL，其中硝酸和氢氟酸的混合酸为下列体积比：分析纯HNO₃ : 分析纯HF＝4:1； 

4Ｃ、在步骤4B的2mL溶解液中，按10mL／mL溶解液的量加入分析纯高氯酸20mL，并在350℃温度下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热10min，冷却，得溶液2mL；

4D、按溶液︰高碘酸钠溶液＝１︰10的体积比，将步骤4C的溶液与20mL高碘酸钠溶液（该高碘酸钠溶液是：称取20 g分析纯高碘酸钠，加入到500 mL硝酸和磷酸混和酸中，加热溶解，冷却，其中，硝酸和磷酸的混和酸为下列体积比：分析纯HNO₃︰分析纯H₃PO₄︰H₂O=100︰150︰250）混合均匀，加热煮沸3 min，冷却，用水稀释至100mL，并混匀，得待测试样液。

在与实施例1步骤3B完全相同的条件下测量步骤4D中待测试样液的吸光度值，在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中锰的质量分数为：0.59%。

实施例3

1-3步骤同实施例1。

4、直接还原铁待测试样液的的制备：

4Ａ、在0.1000g直接还原铁试样中，按170mL／g试样的量加入分析纯盐酸17mL，在120℃温度下，加热至试样溶解，得溶解液6mL；

4Ｂ、在步骤4A的6mL溶解液中，按0.5mL／1mL溶解液的量加入硝酸和氢氟酸的混合酸3mL，在120℃温度下，加热溶解12min，得溶解液1.5mL，其中硝酸和氢氟酸的混合酸为下列体积比：分析纯HNO₃ : 分析纯HF＝4:1； 

4Ｃ、在步骤4B的1.5mL溶解液中，按7mL／mL溶解液的量加入分析纯高氯酸10.5mL，并在320℃温度下，加热至高氯酸烟冒于瓶口时继续加热7min，冷却，得溶液1.5mL；

4D、按溶液︰高碘酸钠溶液＝１︰10的体积比，将步骤4C的溶液与15mL高碘酸钠溶液（该高碘酸钠溶液是：称取20 g分析纯高碘酸钠，加入到500 mL硝酸和磷酸混和酸中，加热溶解，冷却，其中，硝酸和磷酸的混和酸为下列体积比：分析纯HNO₃︰分析纯H₃PO₄︰H₂O=100︰150︰250）混合均匀，加热煮沸2.5 min，冷却，用水稀释至100mL，并混匀，得待测试样液。

在与实施例1步骤3B完全相同的条件下测量步骤4D中待测试样液的吸光度值，在步骤3C的工作曲线上，获得该例试样中锰的质量分数为：0.59%。