硅锰磷的联合测定.doc

碳素钢中硅锰磷的快速分析
一、方法提要
试样在过硫酸铵存在下，以硫硝混合酸湿法分解，定容后，分别移取制备液以过硫酸铵——银盐氧化光度法测定、锰硅钼蓝光度法测定硅、磷钼蓝光度法测定磷。方法简便快捷，适用于普碳钢和低合金钢中硅、锰、磷的测定。
反应原理
锰的反应原理
试样用氧化性酸溶解：
3MnS+14HNO3=3Mn(NO3)2+3H2SO4+8NO↑+4H2O
MnS+H2SO4=MnSO4+H2S↑
3Mn3C+28HNO3=9Mn(NO3)2+10NO↑+3CO2↑+14H2O
以硝酸银为催化剂，用过硫酸铵将二价锰氧化为七价锰：
2AgNO3+(NH4)2S2O8=AgS2O8↓+2NH4NO3
Ag2S2O8+H2O=Ag2O2+H3SO4
5Ag2O2+2Mn(NO3)2+HNO3=2HMnO4+10AgNO3+H2O
继续加热，破坏过剩的氧化剂：
2(NH4)2S2O8+2H2O=2(NH4)2SO4+2H2SO4+O2↑
5NaNO3+2HMnO4+4HNO3=2Mn(NO3)2+5NaNO3+3H2O
硅的反应原理
试样用稀酸溶解，使硅转化为可溶性硅酸：
3FeSi+16HNO3=Fe(NO3)3+3H4SiO4+2H2O+7NO↑
FeSi+H2SO4+4H2O=FeSO4+H4SiO4=3H2
在弱酸溶液中，硅酸与钼酸和钼酸铵作用生成硅钼杂多酸（硅钼黄）：
H4SiO4+12H2MoO4=H8[Si(Mo2O7)6]+10H2O
在草酸作用下，加入硫酸亚铁，将硅钼黄还原为硅钼蓝：
H8[Si(Mo2O7)6]+4FeSO4+2H2SO4=H8[SiMo2O5(Mo2O7)5]+2Fe2(SO4)3+2H2O
磷的反应原理
试样于氧化性酸（如稀硝酸）溶解后，磷大部分生成正磷酸，小部分生成亚磷酸。
3Fe3P+41HNO3=3H3PO4+9Fe(NO3)3+16H2O+14NO↑
FeP+13HNO3=3Fe(NO3)3+4NO↑+H3PO4+5H2O
加入高锰酸钾氧化碳化物及亚磷酸：
5H3PO3+2KMnO4+6HNO3=5H3PO4+2KNO3+2Mn(NO3)2+3H2O
过量的高锰酸钾用酒石酸（或亚硝酸钠）还原。在适当的条件下，正磷酸与钼酸铵生成磷钼杂多酸（磷钼黄）：
H3PO4+12(NH4)2MoO4+24HNO3=H7[P(Mo2O7)6]+24NH4NO3+H2O
加入氯化亚锡将磷钼杂多酸还原为磷钼蓝
三、主要试剂
硫硝混合酸：每升溶液中含硫酸（ρ1.84g/mL）200ml、硝酸（ρ1.42g/mL）40ml。
硝酸银溶液（2g/l）；准确称取0.2g硝酸银于100ml容量瓶中，贾穗到刻度线，加3滴硝酸，存于棕色瓶中待用。
过硫酸铵溶液（10g/l）；准确称取1.0g过硫酸铵于100ml容量瓶中，加水到刻度线，存于棕色瓶中待用。
4钼酸铵溶液（50g/L）；准确称取0.5g钼酸铵于100ml容量瓶中，加水到刻度，待用。
5.草酸溶液（50g/l）；准去称取12.5g草酸于250ml容量瓶中，加水到刻度，待用。
6.硫酸亚铁铵溶液（10g/l）：准确称取硫酸亚铁铵10g于1000ml容量瓶中，加水到刻度后再加入5ml盐酸（1+1）防止其水解变质。
7.亚硫酸钠溶液（10g/l）；准确称取0.5g亚硫酸铵于50ml容量瓶中，加水到刻度，待用。
钼酸铵——酒石酸钾钠溶液：取钼酸铵、酒石酸钾钠各4.5g，于50ml容量瓶中，待用。
氟化钠——二氧化锡混合液：NaF-SnCl2:称取NaF24g溶于800ml,另取2gSnCL2溶于2ml盐酸（1+1）中，将两液合并再稀释至1000ml.(用前配置)
锰标准溶液：称金属锰（光谱纯）0.1250g（实际0.1254g）于100ml烧杯中，加5ml硝酸（1+3），加热溶解，煮沸除尽氮氧化物。冷却后，用水定容为250ml，其浓度为0.5mg/ml。取20ml于100ml容量瓶，水定容，得浓度为0.1mg/ml的锰工作溶液。
硅标准溶液：称取基准二氧化硅0.0535g于镍坩埚中，加碳酸钠0.75g混匀，于马弗炉中1000℃，30min熔融成透明胶体，冷却，用水浸出，移入250ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此标液含硅为0.1mg/ml。取4ml于200ml容量瓶，高纯水定容，得溶度为0.002mg/ml的硅工作溶液。
磷标准溶液：称取磷酸二氢钾（KH2PO4）0.1099g(实际0.1102g)溶于少量水，移入250ml容量瓶中，用水定容，混匀。此液含磷为0.1mg/ml。准确移取20ml0.1mg/ml磷标准溶液于200ml容量瓶，高纯水定容，得溶液为0.01mg/ml的磷工作溶液。
四、分析步骤
试样处理：称取约5g样品于烧杯中用洗洁精冲洗3次，在用0.