不銹鋼電化學拋光液一般含有硫酸、磷酸、鉻酐及少量的水,以及在電解過程中溶入的Fe3+、Cr3+、Ni2+、Mn2+等雜質。當采用標準堿液連續滴定時,這些金屬雜質的鹽類會水解,使分析結果偏高。因此,在滴定過程中要加入絡合劑掩蔽金屬雜質,以防止水解。絡合掩蔽劑采用六偏磷酸鈉或EDTA。
采用六偏磷酸鈉時,由于其水溶液pH=6,采用甲基紅和溴甲酚綠混合指示劑在第一個等電點滴定時pH=5,所以六偏磷酸鈉不消耗堿,用酚酞為指示劑進行第二個等電點滴定時pH=9.5,六偏磷酸鈉就會耗去相應量的堿,此堿量需在計算中扣除。其反應式如下。
第一個等電點時(pH=5):
H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O
H3PO4+NaOH→NaH2PO4+H2O
H2CrO4+NaOH→NaHCrO4+H2O
第二個等電點時(pH=9.5):
NaH2PO4+NaOH→Na2HPO4+H2O
NaHCrO4+NaOH→Na2CrO4+H2O
(NaPO3)6+6NaOH→6Na2HPO4
若是采用 EDTA,從絡合能力看比六偏磷酸鈉好,但第一個等電點時,0.05mol/L的EDTA溶液的pH約為4,離第一個等電點較遠,需消耗一定量的氫氧化鈉,到達第二個等電點時進一步消耗氫氧化鈉,需分別扣除。
扣除方法:取一個同本操作中所加絡合掩蔽劑用量相同的絡合掩蔽劑,加水稀釋,進行空白實驗,(不加電化學拋光液),分別以甲基紅、溴甲酚綠指示劑用氫氧化鈉標準液滴定至第一個等電點,由紅變綠,記錄耗用的氫氧化鈉毫升數,以酚酞為指示劑用氫氧化鈉標準液滴至第二個等電點,由綠色變紫紅色,記錄耗用的氫氧化鈉毫升數,分別在計算中減去。
1. 試劑
①. 標準0.5mol氫氧化鈉溶液。稱取20g氫氧化鈉溶于蒸餾水中,用水在量瓶中稀釋至1L.
標定:稱取在120℃干燥2h后的分析純苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)4g(四位有效數字P)于250mL錐形杯中,加水100mL,溫熱使其溶解,加入酚酞指示劑2滴,用配制好的氫氧化鈉溶液滴定至淡紅色為終點,記錄耗用的氫氧化鈉溶液為V(mL)。
計算:標準氫氧化鈉溶液的摩爾濃度
M= P × 1000 / V × 204.2 (mol/L)
②. 0.1mol六偏磷酸的溶液。稱取120℃干燥2h后的分析純六偏磷酸鈉61.20g,溶于蒸餾水中,用水在容量瓶中稀釋至1L。不需標定。
③. 0.05mol EDTA標準溶液。②和③中兩者擇其一,稱取分析純EDTA(乙二胺四乙酸二鈉,其分子式C10H14N2O8Na2·2H2O)20g,溶解于熱蒸餾水中,冷卻后,用水在容量瓶中稀釋至1L。
標定:稱取分析純金屬鋅0.4g(準確稱重至四位有效數字P),在250mL錐形瓶中用1:1試劑鹽酸加熱溶解鋅至完全形成氯化鋅,冷卻,移入100mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。用移液管吸取20mL于250mL錐形瓶中,加水50mL,以氨水調節至微堿性,加入pH=10緩沖溶液(溶解54g氯化銨于水中,加入350mL濃氨水,加水稀釋至1L)10mL,鉻黑T指示劑(0.5g鉻黑T和氯化鈉50g研磨而成)少許,搖勻,以配好的0.05mol EDTA標準溶液滴定至由紅變藍色為終點,記錄耗用的EDTA溶液V(mL).
計算:標準EDTA溶液濃度
④. 甲基紅指示劑(pH 4.2~6.3).稱取甲基紅0.1g溶解于60mL乙醇中,溶解后加水稀釋至100mL。
⑤. 溴甲酚綠指示劑(pH 3.6~5.2).稱取溴甲酚綠0.1g溶解于2.88mL的0.05mol氫氧化鈉溶液中,加水稀釋至250mL。
⑥. 酚酞指示劑(pH 8.3~10.0).稱取1g酚酞溶解于80mL乙醇中,溶解后加水稀釋至100mL.
2. 分析方法
①. 用六偏磷酸鈉作掩蔽劑。
a. 吸取試液5mL于250mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。
b. 吸取此液10mL于300mL錐形瓶中(相當于原液0.2mL),加水80mL。
c. 用移液管準確加人六偏磷酸鈉溶液20mL。
d. 加甲基紅4滴、溴甲酚綠6滴。
e. 以0.5mol氫氧化鈉標準溶液滴定至綠色為終點,記錄耗用量V1。
f. 加酚酞5滴。
g. 以0.5mol氫氧化鈉標準溶液滴定至紅色(保持20s不退),記錄耗用量V2。
h. 另用移液管吸取0.1mol六偏磷酸鈉溶液20mL于250mL錐形瓶中,加水80mL。
i. 加酚酞5滴。
j. 用0.5mol氫氧化鈉溶液滴定至紅色,記錄耗用量B(mL)。
計算:
式中,M為標準氫氧化鈉溶液的摩爾濃度;C為中和所取試液中的CrO3相的標準氫氧化鈉溶液的容積,mL。
設n為所取試樣容積,mL;ck為三氧化鉻濃度,g/L;x為所取試樣中含氧化鉻質量,g;
則有:
②. 用EDTA作掩蔽劑。
a. 吸取試液5mL于250mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。
b. 吸取此液10mL于300mL錐形瓶中(相當于原液0.2mL),加水80mL。
c. 用移液管準確加入0.05mol EDTA標準溶液20mL。
d. 加甲基紅4滴、溴甲酚綠6滴。
e. 用0.5mol氫氧化鈉標準溶液滴定至綠色為終點,記錄耗用量為V1。
f. 加酚酞5滴。
g. 用0.5mol氫氧化鈉標準溶液滴定至紅色(保持20s不褪色),記錄耗用量為V2。
h. 另用滴定管取0.05mol EDTA于250mL錐形瓶中,加水80mL。
i. 加甲基紅4滴,溴甲酚綠6滴。
j. 用0.05mol氫氧化鈉溶液滴定至綠色,記錄耗用量為A。
k. 加酚酞5滴。
l. 繼續用0.05mol氫氧化鈉溶液滴定至紅色,記錄耗用量為B。
計算:
C 的計算與①用六偏磷酸鈉掩蔽的公式相同。