磷鉬藍(lán)吸光光度法測(cè)定鋼鐵中的磷

關(guān)鍵詞：磷鉬藍(lán)吸光光度法；鋼鐵中的磷

美析儀器：V-1200

一． 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

1.通過本實(shí)驗(yàn)了解測(cè)定鋼鐵中P的意義。

2.掌握鋼鐵中P的測(cè)定方法。

3.掌握溶液的定量轉(zhuǎn)移配制，稱量等基本操作。

二． 實(shí)驗(yàn)原理：

1.磷在鋼中以固溶體磷化物存在.有時(shí)呈磷酸鹽夾雜形式存在。磷在鋼中可以提高鋼的抗拉強(qiáng)度和耐大氣腐蝕作用，改善鋼的切削加工性能；但是，磷在鋼中又能降低高溫性能和增加脆性，影響鋼的塑性和韌性。一般鋼種把磷含量控制在0.05％以下，但易切削鋼可達(dá)0.4％左右，生鐵和鑄鐵可高達(dá)0.5％左右。

2. 工廠實(shí)用分析方法有：滴定法，分光光度法。 

3. 分光光度法有釩鉬黃和鉬藍(lán)法兩類。釩鉬黃是磷酸與釩酸、鉬酸作用形成磷釩鉬黃雜多酸直接測(cè)定。鉬藍(lán)法是將磷鉬雜多酸還原成鉬藍(lán)后進(jìn)行測(cè)定，所用還原劑有氯化亞錫、抗壞血酸、硫酸聯(lián)胺和亞硫酸鹽等。

4. （1）二甲烷—磷鉬酸重量法（2）氯化亞錫還原—磷鉬藍(lán)光度法（3）乙酸丁酯萃取光度法

5. 本實(shí)驗(yàn)采用磷鉬藍(lán)吸光光度法。方法要點(diǎn)：試樣用王水溶解，高氯酸冒煙以氧化磷，加鉬酸銨使磷轉(zhuǎn)化為磷鉬配合離子。用氟化物掩蔽鐵離子，以氯化亞錫還原成鉬藍(lán)．分光光度法測(cè)定。主要反應(yīng)：

3Fe3P+41HNO3→9Fe(NO3)3+3H3PO4+14NO↑+16H2O Fe3P+13HNO3→3Fe(NO3)3+3H3PO3+4NO↑+5H2O 4H3PO3+HClO4→4H3PO4+HCl

H3PO4+12H2MoO4→H3(P(MoO10)4)+12 H2O

H3(P(MoO10)4)+8H++4Sn2+→（2Mo2.4MoO3）2.H3PO4+4Sn4++4H2 生成的磷鉬藍(lán)絡(luò)合物的藍(lán)色深淺與磷的含量成正比，據(jù)此可比色測(cè)定磷的含量。

三． 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑 

1. 實(shí)驗(yàn)儀器：

 V-1200分光光光度計(jì)，分析天平，移液管（10ml，5ml，2ml，3ml），吸耳球，燒杯（100ml 5個(gè)，400ml 1個(gè)，500ml 1個(gè)）50ml容量瓶4個(gè)，100ml容量瓶1個(gè)，玻璃棒，電爐，量筒（10ml 2個(gè)，50ml 1個(gè)），秒表，濾紙 

2. 實(shí)驗(yàn)試劑：(1)王水(鹽酸十硝酸=3+1)，(2)高氯酸(濃)，(3)硫酸(濃)，(4)亞硫酸鈉溶液(5％)。 (5)鉬酸銨溶液(5％)。(6)氟化鈉-氯化亞錫溶液（稱取2.4g氟化鈉溶解于100ml水中，加入0.2g氯化亞錫，同時(shí)現(xiàn)配。），(8)磷標(biāo)準(zhǔn)溶液（），（9）純凈水，（10）鉻高試樣空白參比溶液（于剩余顯色液中滴加3%KMnO4至呈紅色放置1min以上，滴加Na2SO3溶液至紅色消退）

四． 實(shí)驗(yàn)步驟：

 1. 樣品的消化：

準(zhǔn)確稱取0.5g樣品——→置于100ml小燒杯——→加5-10ml蒸餾水，10ml王水——→溶解→加5mlHClO4——→電爐上加熱至棕色氣泡冒盡，冒白煙2min——→取下快速攪拌至冷——→6%H2SO4溶解并定量轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶。 

2. 樣品的測(cè)定：

平行移取10ml樣品液于4個(gè)小燒杯——→分別加0.01mg/ml磷標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00,1.00,2.00,3.00ml——→加1.5ml10%的Na2SO3電爐加熱至沸騰——→立即加5ml鉬酸銨并搖勻，20mlNaF-SnCl2搖勻，——→放置1-2min，流水冷卻——→6%的H2SO4溶液定容至50ml容量瓶。以試劑空白為參比，1cm比色皿，波長(zhǎng)為680nm測(cè)定溶液A，做標(biāo)準(zhǔn)曲線，求算樣品中P的含量。

五． 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

1.測(cè)定磷所用的錐形瓶，必須且不接觸磷酸，因磷酸在高溫時(shí)(100～150℃)能侵蝕玻璃而形成SiO2·P2O5或是SiO(PO3)2，用水及清潔劑不易洗凈，并使測(cè)定磷的結(jié)果增高。

2.鐵、鈦、鋯的干擾可通過加入氟化鈉掩蔽；有高價(jià)鉻、釩存在時(shí)，加入亞硫酸鈉將鉻、釩還原為低價(jià)以消除影響；鉻量高時(shí)，宜用濃鹽酸揮鉻。

 3.測(cè)定范圍：磷含量0.0050％～0.10％。

六． 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果處理： 

1，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

鋼鐵的質(zhì)量;m=0.4909g

2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算：

（1）相關(guān)公式：Ax=KC

A=Ao+Ax=K(Co+Cx)Cx=Ax/(Ao-Ax)*Co

P%=[0.01*Vx*（100/10.00）/1000/m]%

（2）結(jié)果計(jì)算：

由圖像的相關(guān)線性關(guān)系為：y=0.1168x+0.1043

標(biāo)準(zhǔn)加入法的計(jì)算得知，外延直線與x軸的相交，相應(yīng)于

原點(diǎn)與交點(diǎn)的距離，即為所求的待測(cè)元素濃度Cx。在此實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)的為Vx。

即：Vx=0.89ml

所以：P%=[0.01*Vx*（100/10.00）/1000/m]%=[0.01*0.89*（100/10.00）/1000/m]%=0.0089% 

七． 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

1. 磷的測(cè)定首先是將磷轉(zhuǎn)化為正磷酸，試料要溶解成清亮的溶液。某些合金鋼用稀硝酸溶解后仍有黑色碳化物，應(yīng)加入高氯酸冒煙后再與鉬酸銨反應(yīng)，能取得良好的結(jié)果。

2. 溫度對(duì)測(cè)定吸光度也有影響，溫度高會(huì)使測(cè)定的吸光度偏低。為了消除這種影響，在手工操作時(shí)，應(yīng)在顯色反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，再進(jìn)行測(cè)定。 

3. 樣品消化過程必須使用氧化性的酸;不能單獨(dú)使用HCl或者硫酸，否則磷會(huì)生成氣態(tài)的PH3而揮發(fā)損失;

4. 實(shí)驗(yàn)溫度會(huì)影響磷鉬藍(lán)的反應(yīng)，一般大多在90-100℃左右，溫度太低會(huì)使磷鉬雜多酸還原成鉬藍(lán)，影響結(jié)果的測(cè)定。