磷鉬藍吸光光度法測定鋼鐵中的磷

關鍵詞：磷鉬藍吸光光度法；鋼鐵中的磷

美析儀器：V-1200

一． 實驗目的：

1.通過本實驗了解測定鋼鐵中P的意義。

2.掌握鋼鐵中P的測定方法。

3.掌握溶液的定量轉移配制，稱量等基本操作。

二． 實驗原理：

1.磷在鋼中以固溶體磷化物存在.有時呈磷酸鹽夾雜形式存在。磷在鋼中可以提高鋼的抗拉強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0.4％左右，生鐵和鑄鐵可高達0.5％左右。

2. 工廠實用分析方法有：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定。鉬藍法是將磷鉬雜多酸還原成鉬藍后進行測定，所用還原劑有氯化亞錫、抗壞血酸、硫酸聯胺和亞硫酸鹽等。

4. （1）二安替比林甲烷—磷鉬酸重量法（2）氯化亞錫還原—磷鉬藍光度法（3）乙酸丁酯萃取光度法

5. 本實驗采用磷鉬藍吸光光度法。方法要點：試樣用王水溶解，高氯酸冒煙以氧化磷，加鉬酸銨使磷轉化為磷鉬配合離子。用氟化物掩蔽鐵離子，以氯化亞錫還原成鉬藍．分光光度法測定。主要反應：

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 生成的磷鉬藍絡合物的藍色深淺與磷的含量成正比，據此可比色測定磷的含量。

三． 實驗儀器及試劑 

1. 實驗儀器：

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

2. 實驗試劑：(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，同時現配。），(8)磷標準溶液（），（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． 實驗步驟：

 1. 樣品的消化：

準確稱取0.5g樣品——→置于100ml小燒杯——→加5-10ml蒸餾水，10ml王水——→完全溶解→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溶解并定量轉移至100ml容量瓶。 

2. 樣品的測定：

平行移取10ml樣品液于4個小燒杯——→分別加0.01mg/ml磷標準溶液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，波長為680nm測定溶液A，做標準曲線，求算樣品中P的含量。

五． 實驗注意事項：

1.測定磷所用的錐形瓶，必須專用且不接觸磷酸，因磷酸在高溫時(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，并使測定磷的結果增高。

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

 3.測定范圍：磷含量0.0050％～0.10％。

六． 實驗數據及結果處理： 

1，實驗數據：

鋼鐵的質量;m=0.4909g

2，實驗結果計算：

（1）相關公式：Ax=KC

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

P%=[0.01*Vx*（100/10.00）/1000/m]%

（2）結果計算：

由圖像的相關線性關系為：y=0.1168x+0.1043

標準加入法的計算得知，外延直線與x軸的相交，相應于

原點與交點的距離，即為所求的待測元素濃度Cx。在此實驗中對應的為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． 實驗總結

1. 磷的測定首先是將磷轉化為正磷酸，試料要完全溶解成清亮的溶液。某些合金鋼用稀硝酸溶解后仍有黑色碳化物，應加入高氯酸冒煙后再與鉬酸銨反應，能取得良好的結果。

2. 溫度對測定吸光度也有影響，溫度高會使測定的吸光度偏低。為了消除這種影響，在手工操作時，應在顯色反應完成后，冷卻至室溫，再進行測定。 

3. 樣品消化過程必須使用氧化性的酸;不能單獨使用HCl或者硫酸，否則磷會生成氣態的PH3而揮發損失;

4. 實驗溫度會影響磷鉬藍的反應，一般大多在90-100℃左右，溫度太低會使磷鉬雜多酸還原成鉬藍，影響結果的測定。