352钢铁分析-五元素分析方法(精)

燥塔，7.玻璃磨口塞，8.管式炉，9.燃烧管，10.除硫管， 11.容量定碳仪(包括: 冷凝管a 、量气管b、水准瓶c、 吸收瓶d、小旋塞e、三通旋塞f），l2.球形干燥管，13. 瓷舟，14.温度自动控制器，15. 供氧旋塞
（四）分析步骤
标准试样与基准物质有何不同：
基准试剂纯度高，用于标定及制备标准溶液用。 将炉温升至1200～1350℃，检查管路及活塞 标准试样是一些已知准确含量的实际试样，可以 是混合物，用于对照实验。 是否漏气，装置是否正常，燃烧标准样品，检查仪
生成的 CO2 与过剩的 O2 经导管引入量气管，测
定容积，然后通过装有KOH溶液的吸收器，吸收其
中的CO2
CO2十2KOH = K2CO3十H2O
剩余的 O2 再返回量气管中，根据吸收前后容积
之差，得到 CO2 的容积，据此计算出试样中碳的质
量分数。
（二）主要试剂
1. 氢氧化钾吸收剂溶液(400g/L)；
方法有很多，但通常都是将试样置于高温氧气流中 燃烧，使之转化为二氧化碳再用适当方法测定。
测定方法：气体容量法、吸收滴定法、吸
收重量法、非水滴定法
气体容量法
（一）方法原理
标准方法
试样在 1200 ～ 1300℃的高温 O2 气流中燃 烧，钢铁中的碳被氧化生成CO2: C + O2 = CO2 4Fe3C + 13O2 = 4CO2 + 6Fe2O3 Mn3C +3O2 = CO2 + Mn3O 3FeS +5O2 = Fe3O4 +3SO2 3MnS + 5O2 = Mn3O4 + 3SO2
（六）分析结果计算
A V f (C ) 100 % m
式中：
A―温度 16℃、气压 101.3KPa ，封闭溶液液面上每毫 升二氧化碳中含碳质量， g 。用硫酸封闭溶液作封闭时， A 值 为 0.0005000g 。 用 氯 化 钠 溶 液 作 封 闭 时 ， A 值 为 0.0005022g. v— 吸收前与吸收后气体的体积差，即二氧化碳的体 积，mL； f―温度、气压补正系数；m――试样量，g；
学习情境五 钢铁分析
任务2 钢铁中元素分析
1. 碳的测定
2. 硫的测定 3. 磷的测定 4. 锰的测定 5. 硅的测定
一、 碳的测定
测定各种形态的碳属于相分析；在成 分分析中，一般钢样只测定总碳量。 生铁试样除测定总碳量外，常分别测
定游离碳和化合碳的含量。
游离态不与酸作用，化合态可 与酸作用
总碳量的测定方法
器及操作。 称取适量试样(可按照表5-1确定称样量)置于瓷 舟中，将适量助熔剂覆盖于试样上，打开玻璃磨口 塞，将瓷舟放入瓷管内，用长钩推至高温处，立即 塞紧磨口塞。预热 l min ，按照定碳仪操作规程操 作，测定其读数(体积或含量)。打开磨口塞，用长 钩将瓷舟拉出，即可进行下一试样分析。
(五)测定条件
(二)主要试剂及仪器
1、碘酸钾标准滴定溶液 [c(1/6KIO3)=0.01000 mol/、0.001000 mol/L 、0.0002500 mol/L]； 2、淀粉吸收液(10g/L)；
3、助熔剂
（三）仪器装置
定硫仪的滴定部分装置
1：球形管
2：吸收杯
3：滴定管
(四)测定步骤
将炉温升至 1200～ 1350C，检查装置是 否正常，于定硫吸收杯中加入淀粉吸收液（ 硫小于 0.01%用低硫吸收杯，加20mL吸收液 ；硫大于 0.01%用高硫吸收杯，加 60mL吸收 液），以 600 ～ 1500mL/min 的流速通氧，用 碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝色不褪，作 为终点色泽，关闭氧气。
2. 除硫剂： 活性二氧化锰(粒状)或钒酸银。
3. 酸性氯化钠溶液（250g/L）； 4. 助熔剂：锡粒(或锡片)、铜、氧化铜、纯铁粉。 5. 高锰酸钾溶液（40g/L）； 6. 甲基橙指示剂（2g/L）。
（三）仪器
图 1
气体容量法定碳装置
l.氧气瓶，2.氧气表，3.缓冲瓶，4、5.洗气瓶，6.干
1．试样的燃烧程度 燃烧温度、助熔剂降低燃烧温度、通O2速度 2．硫的干扰及消除 在高温O2气流中燃烧时，试样中硫也转化为SO2： 如果生成的 SO2 ，在吸收前未能除去，同样被 KOH 溶液吸收，干扰碳的测定。常用活性MnO2、AgVO3除去 混合气体中的SO2
3.测定中应注意的问题
• 助熔剂中含碳量一般不超过0.005% ;
• 样品的放置要均匀地铺在燃烧舟中;
• 定碳仪应装置在室温较正常的地方(距离高温炉约 300～500mm)
• 更换水准瓶所盛溶液、玻璃棉、除硫剂、氢氧化 钾溶液后，均应作几次高碳试样，使二氧化碳饱 和后，才可进行试样测定。
• 分析前，应先检查仪器各部分是否漏气。工作开 始前及工作中，均应燃烧标准样品，判定工作过 程中仪器的准确性。
计算
T V V 0 S m
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(四)测定步骤
称取适量试样，置于瓷舟中，加入适量助 熔剂，将瓷舟推至高温处，预热0.5～1.5min， 通氧，控制氧速为1500～2000mL/min，燃烧后 的混合气体导入吸收杯中，使淀粉吸收液蓝色 开始消褪，立即用碘酸钾标准溶液滴定并使液 面保持蓝色，当吸收液褪色缓慢时，滴定速度 也相应减馒，直至吸收液的色泽与原来的终点 色泽相同，间歇通气后，色泽不变即为终点。
二、 硫的测定
硫的测定方法很多。经典的硫酸钡重量法 用于测定高硫试样。燃烧—滴定法具有简单、
快速、准确及适应面广的特点，被广泛采用，
它也是国内外的标准方法。
介绍燃烧—滴定法中的燃烧—碘酸钾容量
法
燃烧—碘酸钾容量法
(一)
原 理
将钢铁试样于 1250 ～ 1350℃的高温下通氧燃 烧，使硫全部转化为二氧化硫，将生成的二氧化 硫用淀粉溶液吸收，用碘酸钾标准溶液滴定至浅 蓝色为终点: 燃烧： 4FeS + O2 = 2Fe2O3 + 4SO2 3MnS +5O2 = Mn3O4 + 3SO2 吸收： SO2 + H2O= H2SO3 滴定： KIO3 + 5KI +6HCl = 3I2 + 6KCl + 3H2O H2SO3 + I2 + H2O = H2SO4 + 2HI