硫酸亞鐵銨容量法測定高錳酸鉀含量

徐小平，　皇甫琴，　金　歡，　張湘丁，　徐　源

(中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司，湖南 株洲　412002)

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硫酸亞鐵銨容量法測定高錳酸鉀含量

徐小平，皇甫琴，金歡，張湘丁，徐源

(中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司，湖南 株洲412002)

摘要：建立了硫酸亞鐵銨容量法測定氧化物處理槽液中高錳酸鉀含量的分析方法，進(jìn)行了指示劑選擇、精密度和加標(biāo)回收率等條件實驗。實驗結(jié)果表明，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小1.0%(n=7)，加標(biāo)回收率為99.49%～100.61%。此方法的精密度好、準(zhǔn)確度高。

關(guān)鍵詞:硫酸亞鐵銨； 容量法； 高錳酸鉀； 氧化物處理液

Determination of Potassium Permanganate Content by

Ammonium Ferrous Sulfate Volumetric Method

XU Xiaoping, HUANGFU Qin, JIN Huan, ZHANG Xiangding, XU Yuan

(China National South Aviation Industry CO.LTD,Zhu zhou 412002,china)

Abstract:This paper proposed an ammonium ferrous sulfate volumetric method to determine the potassium permanganate content in oxide processing solution.The experiments for indicator selection，precision and standard addition recovery were carried out.The results indicated that all RSD values were less than 1.0% (n=7) and the values of standard addition recoveries were in the range from 99.49% to 100.61%.This method had good precision and high accuracy.

Keyword: ammonium ferrous sulfate;volumetric method;potassium permanganate;oxide processing solution

引言

飛行過程中在高溫的工作環(huán)境下，航空發(fā)動機(jī)的高溫部件表面會產(chǎn)生積碳和金屬氧化物。為去除積碳和金屬氧化物，在發(fā)動機(jī)返廠修理分解后,需要配制處理槽液，對零件的表面積碳和金屬氧化物進(jìn)行處理[1]。本文涉及的氧化物處理槽液是一個強(qiáng)堿性高錳酸鉀溶液，主要成分是氫氧化鈉和高錳酸鉀。在日常生產(chǎn)中，通過分析它們的含量可以調(diào)整槽液,本文僅討論高錳酸鉀的分析方法。曾有文獻(xiàn)資料中用碘量法來測定高錳酸鉀，碘量法測定的弊端如下：1)碘量法是用過量的KI與高錳酸鉀反應(yīng)生成I2，再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定I2，該方法生成中間物質(zhì)I2，而I2容易揮發(fā)，影響結(jié)果的準(zhǔn)確度；2)碘量法在滴定過程中對酸度控制比較嚴(yán)格，需在pH 3～4的條件下方能進(jìn)行反應(yīng)。

本文提出用硫酸亞鐵銨容量法測定氧化物處理槽液中高錳酸鉀，操作過程簡便、易于控制、快速及測定結(jié)果準(zhǔn)確。

1分析原理

在硫酸、磷酸介質(zhì)中，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液還原高錳酸鉀，以N-苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，溶液顏色由紫紅突變?yōu)闊o色為終點[2]。化學(xué)反應(yīng)方程為：

2KMnO4+10FeSO4+9H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+2KHSO4+8H2O

2實驗部分

2.1試劑

體積分?jǐn)?shù)為50%的H2SO4溶液；體積分?jǐn)?shù)為50%的磷酸溶液；0.1mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(因為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液容易分解，所以應(yīng)及時標(biāo)定)；1.00g/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液；0.1% N-苯代鄰氨基苯甲酸[3]。

2.2實驗方法

過濾樣品，移取10.00mL樣品于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，再搖勻。移取稀釋好的樣品10.00mL于250mL燒杯中，加入50～60mL蒸餾水，再添加10mL50%的H2SO4溶液和10mL50%的H3PO4溶液。用0.1mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定至微紅色，加入2滴N-苯代鄰氨基苯甲酸指示劑，再滴定至溶液顏色由微紅色變成無色為滴定終點，記錄滴定數(shù)V1[2]。

2.3計算

高錳酸鉀質(zhì)量濃度的計算如下：

ρ(KMnO4)(g/L)=31.5×c1V1

式中：c1為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；V1為滴定消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；31.5為與1.00mL硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.1mol/L相當(dāng)?shù)母咤i酸鉀的質(zhì)量，g。

3實驗條件的討論

3.1樣品的前處理

氧化物處理槽液是一種強(qiáng)氧化劑，主要成分是氫氧化鈉和高錳酸鉀。在處理鋼鐵零件時，會對鐵元素進(jìn)行氧化，并還原生成二氧化錳沉淀；測定高錳酸鉀是在硫酸、磷酸混酸的條件下，二氧化錳會與硫酸亞鐵銨進(jìn)行反應(yīng)，從而使分析結(jié)果偏高。為了消除干擾，化學(xué)分析前要將溶液中的二氧化錳固體沉淀過濾掉。

3.2磷酸對滴定終點的影響

在酸性條件下，高錳酸鉀與還原性較強(qiáng)的硫酸亞鐵銨反應(yīng)，加入磷酸可以降低鐵離子的電位，從而使終點更為敏銳，結(jié)果更準(zhǔn)確。

3.3還原劑的選擇

該氧化還原反應(yīng)中，起還原作用的是硫酸亞鐵，但選擇使用硫酸亞鐵銨是因為硫酸亞鐵銨其穩(wěn)定性好，硫酸亞鐵銨在固態(tài)狀態(tài)下不易氧化，而硫酸亞鐵固態(tài)下很容易氧化。

3.4指示劑的選擇

該氧化還原反應(yīng)中高錳酸鉀生成硫酸錳，溶液由紫色變?yōu)闊o色，但在實際滴定中溶液變色終點不明顯，加入N-苯代鄰氨基苯甲酸作為指示劑，可以指示高錳酸鉀是否存在，從而使反應(yīng)終點明顯。

3.5精密度

取兩份氧化物處理槽液A和B按本方法進(jìn)行7次高錳酸鉀的測定，結(jié)果見表1。由表1可以看出，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.0%(n=7)，表明本方法的精密度好。

表1精密度試驗

樣 品1234567平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差/sRSD/%Aρ(高錳酸鉀)/(g·L-1)42.0542.1042.3542.4042.1742.3342.0842.210.150.36Bρ(高錳酸鉀)/(g·L-1)40.1940.4040.1340.1540.1140.3240.4240.250.130.33

3.6加標(biāo)回收率

往氧化物處理槽液A中,分別加入不同量的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.00g/L)，按本方法進(jìn)行測定，做加標(biāo)回收率試驗，結(jié)果見表2。由表2可以看出，測定結(jié)果的加標(biāo)回收率為99.49%～100.61%，表明本方法準(zhǔn)確度高。

表2加標(biāo)回收率試驗

樣品溶液Aρ(高錳酸鉀)/(g·L-1)加 入ρ(高錳酸鉀)/(g·L-1)實 測ρ(高錳酸鉀)/(g·L-1)回收率/%42.231.0043.25100.052.0044.50100.613.0045.0099.495.0047.50100.57

4結(jié)論

硫酸亞鐵銨容量法測定氧化處理槽液中的高錳酸鉀含量，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.0%，加標(biāo)回收試驗，加標(biāo)回收率為99.49%~100.61%，表明分析結(jié)果的準(zhǔn)確度高和精密度好，能夠滿足生產(chǎn)中對高錳酸鉀含量的測定要求。

參考文獻(xiàn)

[1]金歡.間接碘量法測定氧化物處理槽液中的高錳酸鉀[J].電鍍與精飾,2013,35(6):45-46.

[2]楊春晟，李林，宋曉輝．化學(xué)分析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012：7.

[3]GJB1886-94，標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備及標(biāo)定[S].

收稿日期：2015-07-22修回日期： 2015-08-28

中圖分類號：TG115.31

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.01.011