工業(yè)分析課件

概述

水是生物生長和生活所必需的資源，人類生活離不開水。在工業(yè)生產(chǎn)中，也需要用到大量的水，主要用作溶劑、洗滌劑、冷卻劑、輔助材料等。水的質(zhì)量的好壞，對于人們的生活以及工業(yè)生產(chǎn)等都有直接的影響，必須經(jīng)過分析檢驗。一、水的用途

二、水的分類1.天（自）然水2.生活用水3.工業(yè)用水1．天（自）然水

自然界的水稱為天然水。天然水有雨水、地面水（江、河、湖水）、地下水（井水、泉水）等，因為在自然界中存在，都或多或少地含有一些雜質(zhì)，如氣體、塵埃、可溶性無機鹽等，如礦泉水中含有多種微量元素。我們學(xué)校的地下水質(zhì)很好，鍶Sr含量較高。2.生活用水

人們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫乃Q為生活用水：主要是自來水，也有少量直接使用天然水的。對生活用水的要求，主要是不能影響人類的身體健康，因此應(yīng)檢驗分析一些有害元素的含量，對其含量都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不能超標(biāo)。

比如F-的含量，正常情況下應(yīng)為0.5~1.0mg/L，如果F-

1.0~1.5mg/L，易得黃斑病，如果F-

4.0mg/L，則易得氟骨病。3.工業(yè)用水

指工業(yè)生產(chǎn)所使用的水，要求為不影響產(chǎn)品質(zhì)量，不損害設(shè)備、容器及管道，使用時也要經(jīng)過分析檢驗，不合格的水要先經(jīng)處理后才能使用。

另外還有廢水，特別是工業(yè)廢水，污染環(huán)境，必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)才允許排放。三、水質(zhì)分析項目

水質(zhì)分析項目繁多，主要有以下幾類：

1．物理性質(zhì)

2．金屬化合物

3．非金屬化合物

4．有機化合物1.物理性質(zhì)

主要包括：水溫、外觀、顏色、臭、濁度、透明度、pH值、殘渣、礦化度、電導(dǎo)率等。2.金屬化合物

主要包括：總硬度、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鎳、錳、汞、鉛、鉻、鉻、砷、硒等。3.非金屬化合物

主要包括：酸度、堿度、二氧化碳、溶解氧、氮（氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、總氮）、磷、氯化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸鹽、硼、可溶性二氧化硅等。4.有機化合物

主要包括：化學(xué)需氧量、生化需氧量、總有機碳、礦化油、揮發(fā)性酚類、苯系物、多環(huán)芳烴、有機磷、苯胺類、硝基苯類、陰離子洗滌劑、各類農(nóng)藥等。不同用途的水，對水質(zhì)的要求各不相同，因此其分析檢測項目也有區(qū)別?！?.2工業(yè)用水分析

一、懸浮固形物和溶解固形物的測定二、pH值的測定三、堿度的測定四、硬度的測定五、總鐵量的測定六、溶解氧的測定七、氯化物的測定八、亞硫酸鹽的測定九、磷酸鹽的測定六、溶解氧的測定

地面水與大氣接觸以及某些含葉綠素的水生植物在其中進(jìn)行生化作用，結(jié)果使水中常溶解一些氧稱為“溶解氧”，水中溶解氧的含量隨水的深度而減少，也與大氣壓力、空氣中的氧分壓及水的溫度有關(guān)。常溫常壓下，水中溶解氧一般在8～10mg/L，隨水中還原性雜質(zhì)污染程度加重而下降，如果含量低于4mg/L，水生動物有可能因窒息而死亡。溶解氧氧化鐵而腐蝕金屬，因此在工業(yè)分析中也是一個很重要的指標(biāo)。一、間接碘量法基本原理

二價錳在堿性溶液中，生成白色的氫氧化亞錳沉淀

MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2↓（白色）+Na2SO4

水中的溶解氧立即將生成的Mn(OH)2沉淀氧化成棕色的Mn(OH)42Mn(OH)2+O2+2H2O=2Mn(OH)4↓棕色

加入酸后，Mn(OH)4沉淀溶解并氧化I-離子（已加入KI）釋放出一定量的I2：

Mn(OH)4+2KI+2H2SO4=MnSO4+I2+K2SO4+4H2O

然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋出的I22Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI1O22Mn(OH)2↓2Mn(OH)42I24Na2S2O3

二、測定步驟1.取樣將膠皮管一端接水龍頭，另一端插入溶解氧測定瓶瓶底，待水溢出幾分鐘后，取出膠管，迅速塞緊塞子。

2.反應(yīng)取好水樣后，取下瓶塞，用刻度吸量管緊靠瓶口內(nèi)壁，插入樣品液面下0.5cm，準(zhǔn)確加入1mL硫酸錳溶液，再用同法加入堿性KI溶液2mL，蓋緊瓶塞，將瓶反復(fù)顛倒，充分混合均勻，放置5min待沉淀下降至瓶底，用上法加濃硫酸1.5mL，塞緊瓶塞，顛倒混合至沉淀完全溶解此時溶液中因碘釋出而呈黃色。

3.滴定精確移取100.00mL溶液于250mL錐形瓶中，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(Na2S2O3)=0.01mol/L]滴定至淡黃色后，加入1mL淀粉(10g/L)，繼續(xù)滴定至蘭色恰好消失，即為終點。任務(wù)1.重鉻酸鉀標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液硫代硫酸鈉溶液重鉻酸鉀

2.溶解氧的測定因為溶解氧的量少得到的沉淀少，移取100mL試液注意事項1.溶解氧測定瓶溶解氧的測定，切勿使樣品過多接觸空氣，以防溶解氧損失或增加，導(dǎo)致含量改變，因此最好使用專用的“溶解氧測定瓶”取樣，如果沒有測定瓶，也可用250mL玻璃磨口瓶代替。2.自來水取樣應(yīng)該先放開水龍頭流一段時間，水樣穩(wěn)定后再取樣，可將一橡皮管插入瓶底,另一端接水龍頭，使水溢出幾分鐘，注意流速要慢，以免氣泡，迅速蓋緊瓶塞。3.塘水、井水、蓄水池中取樣如何水中取樣，不能直接在水面取樣而是應(yīng)在一定深度取樣，可用二階式取樣瓶。4.試劑問題

硫代硫酸鈉用新煮沸并冷卻的蒸餾水配制好后放置暗處7天后標(biāo)定。

預(yù)先加入硫代硫酸鈉消除Cl2干擾5.氧化性物質(zhì)干擾如Fe3+、Cl2等，與I-作用時結(jié)果偏高。

將硫酸改為磷酸，起到2個作用一是酸化，二是掩蔽Fe3+

也可以另行測定，從總量中扣除Fe3+、Cl26.還原性物質(zhì)可能會與I2作用,使結(jié)果偏低,可以預(yù)先出去。如水被還原性雜質(zhì)污染，在測定時要消耗一部分I2而使測定結(jié)果偏低，則要增加處理雜質(zhì)的過程(可在未加MnSO4溶液前，先加適量硫酸使水樣酸化，加入KMnO4溶液使其氧化還原性雜質(zhì)，再加適量草酸鉀溶液還原過量的KMnO4，從而消除雜質(zhì)影響）。7.體積校正（修正）問題工業(yè)分析中可以忽略由于加入試劑，樣品會由瓶中溢出，但由于損失量很小，而且在只吸取一部分溶液滴定的情況下，影響很小。在一般工業(yè)分析中，可不必進(jìn)行樣品體積的校正，計算中可忽略此影響。

8.測定水中溶解氧時，關(guān)鍵在于勿使水中含氧量有所變更。要求取樣時，切勿與空氣接觸。最好在現(xiàn)場加入MnSO4及堿性KI溶液，使溶解氧固定在水中，其余步驟可送至實驗室后進(jìn)行?！?.3廢水及環(huán)境水樣分析

工業(yè)生產(chǎn)所排放的廢水，大多含有對人體或?qū)Νh(huán)境有害的成分，需經(jīng)過分析檢驗，符合一定的標(biāo)準(zhǔn)之后，才允許排放，不同廠礦排出的廢水含有不同的污染物，需根據(jù)污染源確定檢測項目。一、化學(xué)需氧量的測定

化學(xué)需氧量（COD），是指在一定條件下，用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的量（mg/L）來表示。水中還原性物質(zhì)包括有機物和亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。

對于工業(yè)廢水，我國規(guī)定用重鉻酸鉀法測定，其測得值稱為化學(xué)需氧量，用CODCr表示。

1．原理在強酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)其用量計算水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。反應(yīng)式如下

Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2OCr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O2．干擾及其消除

酸性重鉻酸鉀氧化性很強，可氧化大部分有機物。加入硫酸銀作催化劑時，直鏈脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有機物卻不易被氧化，吡啶不被氧化，揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在于蒸氣相，不能與氧化劑液體接觸，氧化不明顯。

氯離子能被重鉻酸鹽氧化，并且能與硫酸銀作用產(chǎn)生沉淀，影響測定結(jié)果，可在回流前向水樣中加入硫酸汞，使成為絡(luò)合物以消除干擾。氯離子含量高于2000mg/L的樣品應(yīng)先作定量稀釋，使含量降低至2000mg/L以下再進(jìn)行測定。3．方法的適用范圍

用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大于50mg/L的COD值。用0.025mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定5～50mg/L的COD值，但準(zhǔn)確度較差?；亓餮b置

分析步驟1取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00mL）置于250mL磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷疑管上口慢慢地加入30mL硫酸一硫酸銀溶液，輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h（自開始沸騰時計時）。2冷卻后，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶，溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點不明顯。3溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量。4測定水樣的同時，以20.00mL重蒸餾水，按同樣分析步驟作空白試驗，記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量。

計算式中c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol·L；

V0——滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液用量，mL；

V1——滴定水樣時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量，mL；

V——水樣的體積，mL；

M(1/2O)——氧(1/2O)的摩爾質(zhì)量，8g/mol。

肥料分析

植物生長，幾乎需要所有的化學(xué)元素，但最主要的是N、P、K三要素。

肥料的作用？肥料是促進(jìn)植物生長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要物質(zhì)之一。N、P、K由何而來呢？植物生長的三要素？肥料§5.1

概述

肥料包括自然肥料和化學(xué)肥料。

以礦物、空氣、海水等為原料，經(jīng)化學(xué)和機械加工方法制造，能供給農(nóng)作物營養(yǎng)及提高土壤肥力的化學(xué)物質(zhì)。引入主要內(nèi)容

化學(xué)肥料的分類營養(yǎng)元素氮肥磷肥鉀肥復(fù)合肥料微量元素肥料含氮的肥料含磷的肥料含鉀的肥料化學(xué)性質(zhì)酸性肥料中性肥料堿性肥料

化學(xué)肥料的分析項目包括水分含量，有效成分含量和雜質(zhì)含量等分析。

有效成分含量，氮肥以氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。磷肥以有效五氧化二磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。鉀肥以氧化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。微量元素以該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。

§5.2

氮肥分析化學(xué)氮肥銨鹽：硫酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨、氯化銨等硝酸鹽：硝酸鈉、硝酸鈣尿素：有機化學(xué)肥料氨水；硝酸銨鈣；硝硫酸銨氰氨基化鈣(石灰氮)含氮的肥料稱為氮肥。

自然肥料人畜尿類、油餅、腐草等

一、概述二、測定方法

氮在化合物中，通常以氨態(tài)，硝酸態(tài)，有機態(tài)三種形式存在，由于三種狀態(tài)的性質(zhì)不同，因而分析方法也不同。

氨態(tài)氮強酸的銨鹽甲醛法強堿分解-蒸餾法氨水、碳酸氫銨：硝酸態(tài)氮先還原成氨態(tài)氮甲醛法強堿分解-蒸餾法酸標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定法

三、尿素中氮的測定有機態(tài)氮濃硫酸消化氨態(tài)氮甲醛法強堿分解-蒸餾法

尿素是中性氮肥。尿素[CO(NH2)2]是碳酸的酰二胺。氮原子以酰胺(-CONH2)狀態(tài)存在。只有經(jīng)過土壤中微生物加工分解，轉(zhuǎn)化為氨態(tài)或硝態(tài)后，才被吸收產(chǎn)生肥效。

性質(zhì)

農(nóng)業(yè)用尿素通常要求檢驗水分，縮二脲，氮含量及粒度四項指標(biāo)。

檢測指標(biāo)基本原理

酰胺態(tài)氮是有機態(tài)氮，采用凱達(dá)爾法

1、首先尿素與H2SO4共熱CO(NH2)2

+H2SO4+H2O=

(NH4)2SO4

+CO2有機分析學(xué)過？2、然后，對所得的(NH4)2SO4和剩余的H2SO4用蒸餾法或甲醛法測定。

蒸餾法：

向(NH4)2SO4和H2SO4中加入蒸餾，(NH4)2SO4分解逸出NH3：

(NH4)2SO4+2NaOH=H2SO4+2NH3+2H2O

用一定過量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的酸。H2SO4+2NH3=2(NH4)2SO4H2SO4(剩)+2NaOH=Na2SO4+2H2O甲醛法：

用強酸中和(NH4)2SO4+H2SO4中的H2SO4，然后加入甲醛和(NH4)2SO4作用，最后用強堿標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定NH4++6HCHO=

(CH2)6N4H+

+3H++6H2O

(CH2)6N4H+-

六甲基四胺鹽(Ka=7.1×10-6)可用強堿滴定?；貞浺幌路治龌瘜W(xué)學(xué)的內(nèi)容？這是一種什么手段？回憶一下分析化學(xué)的內(nèi)容？其原理可用下圖表示：CO(NH2)2H2SO4共熱(NH4)2SO4

+H2SO4消化蒸餾法強堿中和H2SO4，且過量NH3H2SO4標(biāo)液(過量)吸收(NH4)2SO4+H2SO4

(標(biāo)剩)NaOH定量強堿中和混合物中H2SO4(NH4)2SO4HCHO強化3H+(CH2)6N4H+NaOH標(biāo)液定量條件1、消化反應(yīng)的催化劑及加熱溫度

為使消化反應(yīng)完全和較迅速完成并防止消化過程中N的損失，最主要的條件是選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖妥⒁饧訜釡囟取?1)催化劑

常用的催化劑有：Se、HgO、CuSO4及H2O2等。其中以Se效果最好，HgO次之，但兩者價格都比CuSO4貴，又易中毒。目前最好的是CuSO4。CuSO4的催化作用如下：2CuSO4=CuSO4+SO2+2(O)CuSO4+2H2SO4=CuSO4+2H2O+SO2此作用周而復(fù)始地循環(huán)進(jìn)行，過程中析出的新生態(tài)的氧使有機物迅速分解。(a)使用CuSO4的優(yōu)點除有催化作用外，消化完畢，使溶液具有清澈的藍(lán)綠色(CuSO4·5H2O)，可以指示終點。(b)

H2O2是氧化劑，加入后可使消化時間大為縮短，但也因價格昂貴，只有當(dāng)CuSO4對測定有干擾時使用。(c)

加入Na2SO4或K2SO4，可以提高H2SO4的bp(boiling-point)而加速反應(yīng)，但加入的數(shù)量與對H2SO4的比例應(yīng)按照規(guī)定。如果加入量過多，使H2SO4形成KHSO4，則影響作用的效率。(2)加熱溫度

最初：低溫，避免碳化物反應(yīng)激烈；

以后：逐漸升高溫度，保持微沸至消化完畢。若溫度高碳化太快使部分N未成銨態(tài)而成為分子N2逸出>500oC(NH4)2SO4分解損失2、蒸餾裝置不漏氣

(1)以免在蒸餾過程中NH3損失(3)吸收必須保證完全(4)操作過程中防止倒吸。(2)加入堿必須過量由加堿后生成淺藍(lán)色氫氧化銅沉淀(Δ變成黑色CuO)或者氫氧化銅溶于過濃的堿液所生的深藍(lán)色判斷。

此方法適用于消化后其中N可變?yōu)榘钡挠袡C化合物。有些有機化合物中，其N原子系于另外N原子或O原子相連(如偶氮化合物、肼、硝基化合物及亞硝基化合物等)時，則不能應(yīng)用，因為在消化時其中的含N不能轉(zhuǎn)變成NH3，而成游離氮或氮的氧化物逸出。3、方法的適用范圍若有機肥中含有銨態(tài)氮堿蒸餾時可一并蒸出有機態(tài)氮銨態(tài)氮之和

若有硝酸態(tài)氮因消化時，已成為硝酸而揮發(fā)無法測定

先將硝酸態(tài)氮固定為硝基物，再用還原劑還原為氨基物，然后消化。

若欲求三種態(tài)氮之和一般用水楊酸固定，Na2S2O3還原4、食品中蛋白質(zhì)的測定常用凱達(dá)爾法(凱氏法)，得出N%乘以6.25，即為蛋白質(zhì)的百分?jǐn)?shù)(因為蛋白質(zhì)中平均含有16%的氮)?！?.3

磷肥的分析一、概述

含磷的肥料稱為磷肥

分類自然磷肥：磷礦石、骨粉及骨灰等化學(xué)磷肥：以自然礦石為原料，經(jīng)化學(xué)加工處理的含磷的肥料根據(jù)化學(xué)磷肥根據(jù)加工方法不同可以分為：

酸性磷肥(速效磷肥)：用無機酸加工處理磷礦石所制造的，如磷酸鈣，重過磷酸鈣，因其中含有易溶于水的磷化物，植物易吸收，故又稱為“速效磷肥”。

熱性磷肥(遲效磷肥)：磷礦石和其他配料(如白云石、滑石等)或不加配料，經(jīng)高溫煅燒分解所制造的磷肥。如鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥等。因其所含磷化物難溶于水，施用后經(jīng)長時間后可被土壤中有機弱酸緩慢溶解而被植物吸收，故又稱為“遲效磷肥”。

磷肥中磷的測定方法通常有：

磷鉬酸銨容量法、重量法、磷鉬酸喹啉容量法、重量法和釩鉬酸銨分光光度法。其中磷鉬酸喹啉重量法為國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)仲裁方法。

二、磷肥中全磷的測定在分析檢驗中：

因為對象或目的的不同，常分別測定有效磷及全磷的含量，結(jié)果均用P2O5表示。(一)磷肥的組成有效磷：水溶性磷化物檸檬酸溶性磷化合物中的磷。全磷：磷肥中所有含磷化合物中含磷量的總和。

磷肥的組成較為復(fù)雜，往往一種磷肥中同時含有幾種不同性質(zhì)的含磷化合物。磷肥的主要成分是磷酸的鈣鹽，有的還有游離的磷酸。1、溶性的磷化物

磷肥的鈣鹽的溶解性如何？

磷酸、磷酸二氫鈣(又叫磷酸鈣)[Ca(H2PO4)2](為什么這樣叫？)、過磷酸鈣、重過磷酸鈣中主要含有水溶性磷化合物，故又稱為水溶性磷肥。2、檸檬酸溶性磷化合物

能被植物根部分分泌出的酸性物質(zhì)溶解后吸收利用的含磷化合物稱為檸檬酸性磷化合物。

檢驗中是指被檸檬酸銨溶液或2%檸檬酸溶液溶解的含磷化合物。

如結(jié)晶磷酸氫鈣又名磷酸二鈣(CaHPO4?2H2O)、磷酸四鈣(Ca4P2O9或4CaO?P2O5)。

鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥中主要含這類化合物，故稱為檸檬酸溶性磷肥。過磷酸鈣、重過磷酸鈣中含有少量的結(jié)晶磷酸二鈣。3、難溶性磷化合物

難溶于有機弱酸的磷化合物，如磷酸三鈣[Ca3(PO4)2]、

磷酸鐵、磷酸鋁等稱為難溶性磷化合物。肥料有效磷浸取液

過磷酸鈣水或水及檸檬酸銨磷酸二鈣中性檸檬酸銨鈣鎂磷肥2%檸檬酸

不論是全磷還是有效磷僅是制備試液的方法不同，其測定方法相同。(二)測定磷的原理磷肥(磷化物)酸H3PO4MoO42-H+H3(PO4.12MoO3).H2O磷鉬雜多酸C9H7N有機堿喹啉(C9H7N)3H3(PO4.12MoO3).H2O水洗，濾水洗G4180oC恒重(重量法)一定量過量NaOH溶解+剩余NaOH(容量法)HCl標(biāo)液滴定V磷鉬酸喹啉黃色具體反應(yīng)：

H3PO4+12MoO42-+24H+=H3(PO4.12MoO3).H2O+11H2OH3(PO4.12MoO3).H2O+3C9H7N=(C9H7N)3H3(PO4.12MoO3).H2O容量法：(C9H7N)3H3(PO4.12MoO3).H2O+26OH-=HPO42-+12MoO42-+3C9H7N+15H2O

容量法和重量法的計算公式分別為：

容量法：

重量法：

(三)測定條件1、(穩(wěn)定性)磷鉬雜多酸只有在酸性環(huán)境中才穩(wěn)定

在堿性溶液中重新分解為原來的簡單的酸根離子。酸度、溫度、配位酸酐的濃度不同，嚴(yán)重影響雜多酸組成，沉淀條件必須嚴(yán)格控制。2、NH4+干擾

NH4+存在，可能生成部分和磷鉬酸喹啉性質(zhì)相近的磷鉬酸銨沉淀

因為磷鉬酸銨摩爾質(zhì)量小，和堿反應(yīng)時，需堿量較少，無論重量法容量法都偏低。什么影響？

加入丙酮，丙酮和NH4+作用可消除其干擾，同時，沉淀時有丙酮存在，還可以改善沉淀物理性能，使生成的沉淀顆粒粗大疏松，便于過濾沉淀。

可采取什么措施？

因為檸檬酸與鉬酸生成解離度小的絡(luò)合物，解離出的鉬酸根僅能滿足磷鉬酸喹啉的沉淀條件，而達(dá)不到硅鉬酸喹啉的Ksp，從而排除Si的干擾。又因檸檬酸溶液中，磷鉬酸銨的溶解度比磷鉬酸喹啉的大，所以檸檬酸可進(jìn)一步排除NH4+，另外，可阻止鉬酸鹽水解析出MoO3導(dǎo)致結(jié)果偏高。3、檸檬酸作用

(主要)排除Si，(同時)進(jìn)一步排除NH4+干擾，阻止鉬酸鹽水解。

沉淀磷鉬酸喹啉的最佳條件：HNO3酸度0.6molL-1；丙酮10%；檸檬酸2%；鉬酸鈉2.3%；喹啉0.17%。

正常沉淀劑溶液為---喹鉬檸銅試劑，不含NH4+可不用丙酮喹啉增至8.5mL稱為“高喹試劑”。

磷肥中全磷的測定步驟1.溶樣（酸溶法）

稱取1g試樣，于250mL燒杯中，用少量水濕潤后，加入20~25mL鹽酸和7~9mL硝酸，蓋上表面皿，混勻。在電爐上緩慢加熱煮沸30min（在加熱過程中可稍補充些水以防煮干）。取下燒杯，待冷卻至室溫后，加入10mL鹽酸(1+1)

，電爐上加熱后用快速濾紙濾于250mL容量瓶中，用水洗燒杯及濾紙8次，每次約20mL,冷卻，稀釋至刻度。2.沉淀的形成

移取25mL試液置于300mL燒杯中,加入10mL硝酸(1+1)溶液。用水稀釋至100mL,蓋上表面皿，預(yù)熱近沸，用量筒加50mL高喹試劑，微沸攪拌1min，冷卻至室溫，冷卻過程中轉(zhuǎn)動燒杯3～4次。（此時生成磷鉬酸喹啉沉淀）3.沉淀的過濾及洗滌

將上述得到的混合物用快速濾紙過濾，先將上層清液濾完，然后以傾瀉法洗滌沉淀3～4次，每次用水約25mL將沉淀移入濾器中，再用水洗凈沉淀直至取濾液約20mL，加1滴混合指示劑溶液和2～3滴氫氧化鈉溶液（4g/L），至溶液呈紫色為止。4.溶解沉淀及滴定

將沉淀連同濾紙移入原燒杯中，加入氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，充分?jǐn)嚢枋谷芙獬恋?，然后再過量8～10mL（共30.00mL），加入100mL煮沸過的無二氧化碳的水，攪勻溶液。

加入1mL百里香酚藍(lán)—酚酞混合指示劑溶液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液從紫色經(jīng)灰藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色即為終點。5.結(jié)果計算p225我們實驗時候不做空白試驗任務(wù)1.標(biāo)定氫氧化鈉溶液2.標(biāo)定鹽酸溶液3.測定磷肥中全磷§5.4鉀肥的測定一、概述含鉀的肥料稱為鉀肥。

分類自然鉀肥光鹵石(KCl.MgCl.6H2O)；農(nóng)家肥如草木灰等化學(xué)鉀肥KCl，K2SO4等含量以

（

K2O）表示方法過氯酸鉀法鈷亞硝酸鈉鉀法重量法改進(jìn)四苯硼酸鉀法

(重量法和容量法)

僅由化學(xué)方法制成的復(fù)混肥稱為復(fù)合肥料。由干混方法制成的肥料稱為摻合肥料。

復(fù)混肥料

N、P、K三養(yǎng)分中，至少有兩種養(yǎng)分標(biāo)明含量的肥料，由化學(xué)方法或物理方法加工制成。何為復(fù)混肥料？二、復(fù)混肥料中鉀含量的測定(一)基本原理K++Na[B(C6H5)4]=

K[B(C6H5)4]

+Na+白色晶形K+pH=2Na[B(C6H5)4]K[B(C6H5)4]+Na+K[B(C6H5)4]在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定，所以選在堿性區(qū)。(二)條件1、NH4+干擾---甲醛消除2、慢、攪拌---促沉淀溶解、破壞過飽和3、洗滌劑---稀沉淀劑，防溶解損失1、NH4+干擾

NH4+與四苯硼酸鈉有類似的反應(yīng)，可加入甲醛使之生成六次甲基四胺而消除。2、防過飽和促沉淀

四苯硼酸鉀易形成過飽和溶液而不能及時沉淀，為促使沉淀析出，應(yīng)緩慢加入沉淀劑并激烈攪拌。3、四苯硼酸鉀稀溶液作洗滌劑

四苯硼酸鉀沉淀的溶解度較大(易得到沉淀)，為減少沉淀的損失應(yīng)選用沉淀劑稀溶液作洗滌劑。4、氰氨化鈣、有機物干擾

通過加飽和溴水消除干擾。在加EDTA溶液以前，先于濾液中加入飽和溴水5mL，將試液煮沸直至所有溴水完全脫除為止(無溴顏色)。二、測定方法

氮在化合物中，通常以氨態(tài)，硝酸態(tài)，有機態(tài)三種形式存在，由于三種狀態(tài)的性質(zhì)不同，因而分析方法也不同。

氨態(tài)氮強酸的銨鹽甲醛法強堿分解-蒸餾法氨水、碳酸氫銨：硝酸態(tài)氮先還原成氨態(tài)氮甲醛法強堿分解-蒸餾法酸標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定法

三、尿素中氮的測定有機態(tài)氮濃硫酸消化氨態(tài)氮甲醛法強堿分解-蒸餾法

尿素是中性氮肥。尿素[CO(NH2)2]是碳酸的酰二胺。氮原子以酰胺(-CONH2)狀態(tài)存在。只有經(jīng)過土壤中微生物加工分解，轉(zhuǎn)化為氨態(tài)或硝態(tài)后，才被吸收產(chǎn)生肥效。

性質(zhì)

農(nóng)業(yè)用尿素通常要求檢驗水分，縮二脲，氮含量及粒度四項指標(biāo)。

檢測指標(biāo)基本原理

酰胺態(tài)氮是有機態(tài)氮，采用凱達(dá)爾法

1、首先尿素與H2SO4共熱CO(NH2)2

+H2SO4+H2O=

(NH4)2SO4

+CO2有機分析學(xué)過？2、然后，對所得的(NH4)2SO4和剩余的H2SO4用蒸餾法或甲醛法測定。

蒸餾法：

向(NH4)2SO4和H2SO4中加入蒸餾，(NH4)2SO4分解逸出NH3：

(NH4)2SO4+2NaOH=H2SO4+2NH3+2H2O

用一定過量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的酸。H2SO4+2NH3=2(NH4)2SO4H2SO4(剩)+2NaOH=Na2SO4+2H2O

甲醛法：

用強酸中和(NH4)2SO4+H2SO4中的H2SO4，然后加入甲醛和(NH4)2SO4作用，最后用強堿標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定NH4++6HCHO=

(CH2)6N4H+

+3H++6H2O

(CH2)6N4H+-

六甲基四胺鹽(Ka=7.1×10-6)可用強堿滴定?；貞浺幌路治龌瘜W(xué)學(xué)的內(nèi)容？這是一種什么手段？回憶一下分析化學(xué)的內(nèi)容？其原理可用下圖表示：CO(NH2)2H2SO4共熱(NH4)2SO4

+H2SO4消化蒸餾法強堿中和H2SO4，且過量NH3H2SO4標(biāo)液(過量)吸收(NH4)2SO4+H2SO4

(標(biāo)剩)NaOH定量強堿中和混合物中H2SO4(NH4)2SO4HCHO強化3H+(CH2)6N4H+NaOH標(biāo)液定量條件1、消化反應(yīng)的催化劑及加熱溫度

為使消化反應(yīng)完全和較迅速完成并防止消化過程中N的損失，最主要的條件是選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖妥⒁饧訜釡囟取?1)催化劑

常用的催化劑有：Se、HgO、CuSO4及H2O2等。其中以Se效果最好，HgO次之，但兩者價格都比CuSO4貴，又易中毒。目前最好的是CuSO4。CuSO4的催化作用如下：2CuSO4=CuSO4+SO2+2(O)CuSO4+2H2SO4=CuSO4+2H2O+SO2此作用周而復(fù)始地循環(huán)進(jìn)行，過程中析出的新生態(tài)的氧使有機物迅速分解。(a)使用CuSO4的優(yōu)點除有催化作用外，消化完畢，使溶液具有清澈的藍(lán)綠色(CuSO4·5H2O)，可以指示終點。(b)

H2O2是氧化劑，加入后可使消化時間大為縮短，但也因價格昂貴，只有當(dāng)CuSO4對測定有干擾時使用。(c)

加入Na2SO4或K2SO4，可以提高H2SO4的bp(boiling-point)而加速反應(yīng)，但加入的數(shù)量與對H2SO4的比例應(yīng)按照規(guī)定。如果加入量過多，使H2SO4形成KHSO4，則影響作用的效率。(2)加熱溫度

最初：低溫，避免碳化物反應(yīng)激烈；

以后：逐漸升高溫度，保持微沸至消化完畢。若溫度高碳化太快使部分N未成銨態(tài)而成為分子N2逸出>500oC(NH4)2SO4分解損失2、蒸餾裝置不漏氣

(1)以免在蒸餾過程中NH3損失(3)吸收必須保證完全(4)操作過程中防止倒吸。(2)加入堿必須過量由加堿后生成淺藍(lán)色氫氧化銅沉淀(Δ變成黑色CuO)或者氫氧化銅溶于過濃的堿液所生的深藍(lán)色判斷。

此方法適用于消化后其中N可變?yōu)榘钡挠袡C化合物。有些有機化合物中，其N原子系于另外N原子或O原子相連(如偶氮化合物、肼、硝基化合物及亞硝基化合物等)時，則不能應(yīng)用，因為在消化時其中的含N不能轉(zhuǎn)變成NH3，而成游離氮或氮的氧化物逸出。3、方法的適用范圍若有機肥中含有銨態(tài)氮堿蒸餾時可一并蒸出有機態(tài)氮銨態(tài)氮之和

若有硝酸態(tài)氮因消化時，已成為硝酸而揮發(fā)無法測定

先將硝酸態(tài)氮固定為硝基物，再用還原劑還原為氨基物，然后消化。若欲求三種態(tài)氮之和

一般用水楊酸固定，Na2S2O3還原4、食品中蛋白質(zhì)的測定常用凱達(dá)爾法(凱氏法)，得出N%乘以6.25，即為蛋白質(zhì)的百分?jǐn)?shù)(因為蛋白質(zhì)中平均含有16%的氮)?！?.3

磷肥的分析一、概述

含磷的肥料稱為磷肥

分類自然磷肥：磷礦石、骨粉及骨灰等化學(xué)磷肥：以自然礦石為原料，經(jīng)化學(xué)加工處理的含磷的肥料根據(jù)化學(xué)磷肥根據(jù)加工方法不同可以分為：

酸性磷肥(速效磷肥)：用無機酸加工處理磷礦石所制造的，如磷酸鈣，重過磷酸鈣，因其中含有易溶于水的磷化物，植物易吸收，故又稱為“速效磷肥”。

熱性磷肥(遲效磷肥)：磷礦石和其他配料(如白云石、滑石等)或不加配料，經(jīng)高溫煅燒分解所制造的磷肥。如鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥等。因其所含磷化物難溶于水，施用后經(jīng)長時間后可被土壤中有機弱酸緩慢溶解而被植物吸收，故又稱為“遲效磷肥”。

磷肥中磷的測定方法通常有：

磷鉬酸銨容量法、重量法、磷鉬酸喹啉容量法、重量法和釩鉬酸銨分光光度法。其中磷鉬酸喹啉重量法為國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)仲裁方法。

二、磷肥中全磷的測定在分析檢驗中：

因為對象或目的的不同，常分別測定有效磷及全磷的含量，結(jié)果均用P2O5表示。(一)磷肥的組成有效磷：水溶性磷化物檸檬酸溶性磷化合物中的磷。

全磷：磷肥中所有含磷化合物中含磷量的總和。

磷肥的組成較為復(fù)雜，往往一種磷肥中同時含有幾種不同性質(zhì)的含磷化合物。磷肥的主要成分是磷酸的鈣鹽，有的還有游離的磷酸。1、溶性的磷化物

磷肥的鈣鹽的溶解性如何？

磷酸、磷酸二氫鈣(又叫磷酸鈣)[Ca(H2PO4)2](為什么這樣叫？)、過磷酸鈣、重過磷酸鈣中主要含有水溶性磷化合物，故又稱為水溶性磷肥。2、檸檬酸溶性磷化合物

能被植物根部分分泌出的酸性物質(zhì)溶解后吸收利用的含磷化合物稱為檸檬酸性磷化合物。

檢驗中是指被檸檬酸銨溶液或2%檸檬酸溶液溶解的含磷化合物。

如結(jié)晶磷酸氫鈣又名磷酸二鈣(CaHPO4?2H2O)、磷酸四鈣(Ca4P2O9或4CaO?P2O5)。

鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥中主要含這類化合物，故稱為檸檬酸溶性磷肥。過磷酸鈣、重過磷酸鈣中含有少量的結(jié)晶磷酸二鈣。3、難溶性磷化合物

難溶于有機弱酸的磷化合物，如磷酸三鈣[Ca3(PO4)2]、

磷酸鐵、磷酸鋁等稱為難溶性磷化合物。肥料有效磷浸取液

過磷酸鈣水或水及檸檬酸銨磷酸二鈣中性檸檬酸銨鈣鎂磷肥2%檸檬酸

不論是全磷還是有效磷僅是制備試液的方法不同，其測定方法相同。(二)測定磷的原理磷肥(磷化物)酸H3PO4MoO42-H+H3(PO4.12MoO3).H2O磷鉬雜多酸C9H7N有機堿喹啉(C9H7N)3H3(PO4.12MoO3).H2O水洗，濾水洗G4180oC恒重(重量法)一定量過量NaOH溶解+剩余NaOH(容量法)HCl標(biāo)液滴定V磷鉬酸喹啉黃色具體反應(yīng)：

H3PO4+12MoO42-+24H+=H3(PO4.12MoO3).H2O+11H2OH3(PO4.12MoO3).H2O+3C9H7N=(C9H7N)3H3(PO4.12MoO3).H2O容量法：(C9H7N)3H3(PO4.12MoO3).H2O+26OH-=HPO42-+12MoO42-+3C9H7N+15H2O容量法和重量法的計算公式分別為：

容量法：

重量法：

(三)測定條件1、(穩(wěn)定性)磷鉬雜多酸只有在酸性環(huán)境中才穩(wěn)定

在堿性溶液中重新分解為原來的簡單的酸根離子。酸度、溫度、配位酸酐的濃度不同，嚴(yán)重影響雜多酸組成，沉淀條件必須嚴(yán)格控制。2、NH4+干擾

NH4+存在，可能生成部分和磷鉬酸喹啉性質(zhì)相近的磷鉬酸銨沉淀

因為磷鉬酸銨摩爾質(zhì)量小，和堿反應(yīng)時，需堿量較少，無論重量法容量法都偏低。什么影響？

加入丙酮，丙酮和NH4+作用可消除其干擾，同時，沉淀時有丙酮存在，還可以改善沉淀物理性能，使生成的沉淀顆粒粗大疏松，便于過濾沉淀。

可采取什么措施？

因為檸檬酸與鉬酸生成解離度小的絡(luò)合物，解離出的鉬酸根僅能滿足磷鉬酸喹啉的沉淀條件，而達(dá)不到硅鉬酸喹啉的Ksp，從而排除Si的干擾。又因檸檬酸溶液中，磷鉬酸銨的溶解度比磷鉬酸喹啉的大，所以檸檬酸可進(jìn)一步排除NH4+，另外，可阻止鉬酸鹽水解析出MoO3導(dǎo)致結(jié)果偏高。3、檸檬酸作用

(主要)排除Si，(同時)進(jìn)一步排除NH4+干擾，阻止鉬酸鹽水解。沉淀磷鉬酸喹啉的最佳條件：HNO3酸度0.6molL-1；丙酮10%；檸檬酸2%；鉬酸鈉2.3%；喹啉0.17%。

正常沉淀劑溶液為---喹鉬檸銅試劑，不含NH4+可不用丙酮喹啉增至8.5mL稱為“高喹試劑”。

磷肥中全磷的測定步驟1.溶樣（酸溶法）p2281.2制備方法

稱取1g試樣，于250mL燒杯中，用少量水濕潤后，加入20~25mL鹽酸和7~9mL硝酸，蓋上表面皿，混勻。在電爐上緩慢加熱煮沸30min（在加熱過程中可稍補充些水以防煮干）。取下燒杯，待冷卻至室溫后，加入10mL鹽酸(1+1)

，電爐上加熱后用快速濾紙濾于250mL容量瓶中，用水洗燒杯及濾紙8次，每次約20mL,冷卻，稀釋至刻度。2.沉淀的形成

移取25mL試液置于300mL燒杯中,加入10mL硝酸(1+1)溶液。用水稀釋至100mL,蓋上表面皿，預(yù)熱近沸，用量筒加50mL高喹試劑，微沸攪拌1min，冷卻至室溫，冷卻過程中轉(zhuǎn)動燒杯3～4次。（此時生成磷鉬酸喹啉沉淀）3.沉淀的過濾及洗滌

p2253.2有效磷測定步驟

將上述得到的混合物用快速濾紙過濾，先將上層清液濾完，然后以傾瀉法洗滌沉淀3～4次，每次用水約25mL將沉淀移入濾器中，再用水洗凈沉淀直至取濾液約20mL，加1滴混合指示劑溶液和2～3滴氫氧化鈉溶液（4g/L），至溶液呈紫色為止。4.溶解沉淀及滴定

將沉淀連同濾紙移入原燒杯中，加入氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，充分?jǐn)嚢枋谷芙獬恋?，然后再過量8～10mL（共30.00mL），加入100mL煮沸過的無二氧化碳的水，攪勻溶液。

加入1mL百里香酚藍(lán)—酚酞混合指示劑溶液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液從紫色經(jīng)灰藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色即為終點。5.結(jié)果計算p225我們實驗時候不做空白試驗§5.4鉀肥的測定一、概述含鉀的肥料稱為鉀肥。

分類自然鉀肥光鹵石(KCl.MgCl.6H2O)；農(nóng)家肥如草木灰等化學(xué)鉀肥KCl，K2SO4等含量以

（

K2O）表示方法過氯酸鉀法鈷亞硝酸鈉鉀法重量法改進(jìn)四苯硼酸鉀法

(重量法和容量法)

僅由化學(xué)方法制成的復(fù)混肥稱為復(fù)合肥料。由干混方法制成的肥料稱為摻合肥料。

復(fù)混肥料

N、P、K三養(yǎng)分中，至少有兩種養(yǎng)分標(biāo)明含量的肥料，由化學(xué)方法或物理方法加工制成。何為復(fù)混肥料？二、復(fù)混肥料中鉀含量的測定(一)基本原理K++Na[B(C6H5)4]=

K[B(C6H5)4]

+Na+白色晶形K+pH=2Na[B(C6H5)4]K[B(C6H5)4]+Na+K[B(C6H5)4]在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定，所以選在堿性區(qū)。(二)條件1、NH4+干擾---甲醛消除2、慢、攪拌---促沉淀溶解、破壞過飽和3、洗滌劑---稀沉淀劑，防溶解損失1、NH4+干擾

NH4+與四苯硼酸鈉有類似的反應(yīng)，可加入甲醛使之生成六次甲基四胺而消除。2、防過飽和促沉淀

四苯硼酸鉀易形成過飽和溶液而不能及時沉淀，為促使沉淀析出，應(yīng)緩慢加入沉淀劑并激烈攪拌。3、四苯硼酸鉀稀溶液作洗滌劑

四苯硼酸鉀沉淀的溶解度較大(易得到沉淀)，為減少沉淀的損失應(yīng)選用沉淀劑稀溶液作洗滌劑。4、氰氨化鈣、有機物干擾

通過加飽和溴水消除干擾。在加EDTA溶液以前，先于濾液中加入飽和溴水5mL，將試液煮沸直至所有溴水完全脫除為止(無溴顏色)。

鋼鐵分析§6.1

概述

了解鋼的生產(chǎn)過程，從而進(jìn)一步理解五大元素在鋼中的作用，證明測定的意義。鋼鐵是鐵和碳的合金，其化學(xué)成分中大多數(shù)元素是鐵，還含有碳、硅、錳、磷、硫等元素。

焦炭還原鐵礦石

鐵礦石被焦炭還原生

石灰石CaCO3除SiO2

成粗制鐵成生鐵

一、鋼的生產(chǎn)過程

鐵礦石和焦炭、石灰石按一定比例配合，經(jīng)過高溫煅燒、冶煉，則鐵礦石被焦炭還原，生成粗制的鐵，稱生鐵。反應(yīng)歷程較復(fù)雜，可用下式代表：

鐵礦石主要含有硅酸鹽狀態(tài)存在的其他金屬或非金屬雜質(zhì)的氧化鐵，經(jīng)冶煉大部分雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成爐渣，分離除去，有少量雜質(zhì)C、Mn、Si、S、P等殘存在生鐵中。如果將生鐵的其他輔助材料配合，進(jìn)一步冶煉，則雜質(zhì)被進(jìn)一步氧化除去，同時控制含碳量降至一定限度，硅猛等元素含量很低，硫磷等雜質(zhì)降至0.05%以下，則成為鐵及碳的合金碳素鋼。特種鋼：若適當(dāng)提高鋼中Si或Mn含量，或加入一定量的Ni，Cr，W，Mo，V，Ti等金屬，成為特種鋼（鐵合金或合金鋼）。

加Ni、Cr、W、Ti等又分別稱為Ni鋼、Cr鋼、W鋼、Ti鋼。

加Ni增強鋼的強度及韌性多用于承受沖擊或強大壓力的制件含Ni36%鑄鋼受熱時幾乎不膨脹可制精密儀器

加Cr耐熱耐腐蝕性較強多用于制造多用于制造滾珠軸承或工具含Cr12.5–18%的鉻鋼或含鉻0.6–1.75%、Ni1.25%的鎳鉻鋼，又稱不銹鋼，可制高壓鍋。

加W有極強的耐熱性，受熱至白熱化仍不軟化常制運轉(zhuǎn)的機件或刀具。

高速切削鋼：含W15–18%V1–3%

Cr2–5%合金鋼

含Mo、V、Ti等合金鋼和鎢鋼性能相似。各種合金鋼具有獨特的性能而用于特殊用途。

含有一定量V、Ti，而C又是以球狀存在的，稱“球墨鑄鐵”。具有和某些合金鋼類似的特殊性能，可代替合金鋼使用。

二、各元素在鋼中的形態(tài)和作用主要講述C、S、Si、Mn、P（一）碳1鋼鐵中的C來源：碳是鋼鐵的主要成分之一，它直接影響著鋼鐵的性能。碳是區(qū)別鐵與鋼，決定鋼號、品級的主要標(biāo)志。形態(tài)：兩種

碳是對鋼性能起決定作用的元素。碳在鋼中可作為硬化劑和加強劑，正是由于碳的存在，才能用熱處理的方法來調(diào)節(jié)和改善其機械性能。

對存在狀態(tài)的影響

灰口生鐵，石墨C多，軟而韌白口生鐵，化合物C多，硬而脆碳素鋼據(jù)C含量分三類，低、中、高碳素鋼（二）硅

1、來源

由原料礦石引入或脫氧及特殊需要而有意加入

2、形態(tài)主要以硅化物：FeSi、MnSi、FeMnSi存在在高硅鋼中，一部分以SiC存在，也有時形成固熔體或硅酸鹽。（二）硅

3、性能

(1)增強鋼的硬度、彈性及強度，提高抗氧化能力及耐酸性

(2)

促使C以游離態(tài)石墨狀態(tài)，使鋼高于流動性，易于鑄造

3、性能

(3)

、類型

a一般生鐵或碳素鋼Si含量<1%b電器用硅鋼Si含量可達(dá)4%c特殊用途的硅鐵、硅鋼等合金，

Si含量高達(dá)12–95%如：

含Si12–14%的鐵合金稱硅鐵含Si12%，Mn20%的鐵合金稱硅鏡鐵，主要用于煉鋼脫氧劑(三)錳

1、來源少量由原料礦石中引入，主要是在冶煉鋼鐵過程中作為脫硫脫氧劑有意加入。

2、形態(tài)鋼鐵中主要以MnS狀態(tài)存在，如S含量較低，過量的錳可能組成MnC、MnSi、FeMnSi等，成固熔體狀態(tài)存在。3、性能增強鋼的硬度，減弱延展性。

4、類型生鐵Mn0.5%-6%錳鋼中Mn>0.8%碳素鋼Mn0.3–0.8%高錳鋼高達(dá)13%-14%如含錳0.8%-14%為各種型號的高錳鋼，具有良好的彈性及耐腐蝕性。用于制造彈簧、齒輪、轉(zhuǎn)軸、鐵路道岔等。含Mn12%-20%的鐵合金為鏡鐵含Mn60%-80%的鐵合金為錳鐵

上兩種主要用于煉鋼做脫硫劑（四）硫

1來源主要由焦炭或原料礦石引入鋼鐵

2形態(tài)主要以MnS或FeS狀態(tài)存在若：

3性能使鋼產(chǎn)生“熱脆性”——有害成分原因：為什么產(chǎn)生熱脆性？

FeS的熔點較低，最后凝固，夾雜于鋼鐵的晶格之間。當(dāng)加熱壓制鋼鐵時，F(xiàn)eS熔融，鋼鐵的晶粒失去連接作用而脆裂。（五）磷

1來源

：由原料中引入，有時也為了特殊需要而有意加入

2形態(tài)：以Fe2P或Fe3P狀態(tài)存在

3性能：磷化鐵硬度較強，以至鋼鐵難于加工，并使鋼鐵產(chǎn)生“冷脆性”也是有害雜質(zhì)作用(事物都有其另一面)P↑→流動性↑→易鑄造并可避免在軋鋼時軋輥與壓件粘合在特殊情況下常有意加入一定量P達(dá)此目的。4.類型

:

生鐵P<0.3%一般碳素鋼<0.06%優(yōu)質(zhì)鋼<0.03%

特殊用途：軋輥鋼高達(dá)0.4–0.5%

煉鋼或鑄鋼用的磷鐵15–20%之間.以上歸納成如下表：CSiMnSP形態(tài)

固溶體碳化物Fe3C,Mn3C,Cr3C,WC,MoC.游離石墨碳主要硅化物：FeSi,MnSi高碳鋼部分SiC有時固熔體或硅酸鹽

MnC,MnS,FeMnSi

固熔體MnS,FeSFe2P,Fe3P來源焦炭原料礦石；脫氧或特殊需要加入原料礦石；作脫硫脫氧劑焦炭或原料礦石引入原料引入；特殊需要加入各元素在鋼中的形態(tài)和作用表硬度高低↑↑產(chǎn)生熱脆性產(chǎn)生冷脆性↑↓延展性韌性熔點↓↑鋼中S<0.05%生鐵<0.35%生鐵P<0.3%一般碳素鋼<0.06%優(yōu)質(zhì)鋼<0.03%軋輥鋼高達(dá)0.4–0.5%磷鐵15–20%之間↓↑↓↑彈性強度抗氧化性↑↑↑↑流動性↑易于鑄造（促使C以游離態(tài)）↑易于鑄造防止軋輥軋件間粘合抗酸堿性↑檢測意義決定鋼鐵型號及用途主要指標(biāo)直接影響鋼鐵性能控制一定量有害成分嚴(yán)格降至一定量三、檢測意義

綜上所述，C是確定鋼鐵型號及用途→主要指標(biāo)

Si、Mn直接影響鋼鐵性能(有益的)→控制一定量S、P有害成分→嚴(yán)格降至一定量因此，對于生鐵和碳素鋼：C、Si、Mn、S、P等五種元素的含量是冶金或機械工業(yè)化驗室日常生產(chǎn)控制的重要指標(biāo).§6.2

碳的測定

測定各種形態(tài)的碳屬于相分析；在成分分析中，一般鋼樣只測定總碳量。生鐵試樣除測定總碳量外，常分別測定游離碳和化合碳的含量。總碳量的測定方法

方法有很多，但通常都是將試樣置于高溫氧氣流中燃燒，使之轉(zhuǎn)化為二氧化碳再用適當(dāng)方法測定。歸納起來可分為三大類：

物理法、化學(xué)法物理化學(xué)法燃燒-氣體容積法(氣體容量法)

燃燒-氣體容積法是目前國內(nèi)外廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。本法成本低，有較高的準(zhǔn)確度，測得結(jié)果是總碳量的絕對值。其缺點是要求有較熟練的操作技巧，分析時間較長，對低碳試樣測定誤差較大。（一）方法原理

試樣在1200～1300℃的高溫O2氣流中燃燒，鋼鐵中的碳被氧化生成CO2:C+O2=CO24Fe3C+13O2=

4CO2+6Fe2O3Mn3C+3O2=CO2+Mn3O3FeS+5O2=Fe3O4+3SO23MnS+5O2=Mn3O4+3SO2（一）方法原理

生成的CO2與過剩的O2經(jīng)導(dǎo)管引入量氣管，測定容積，然后通過裝有KOH溶液的吸收器，吸收其中的CO2

CO2十2KOH=K2CO3十H2O

剩余的O2再返回量氣管中，根據(jù)吸收前后容積之差，得到CO2的容積，據(jù)此計算出試樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（二）主要試劑1.氫氧化鉀吸收劑溶液(400g/L)；

2.除硫劑活性二氧化錳(粒狀)或釩酸銀。

2.1釩酸銀；2.2活性氧化錳；

3.酸性氯化鈉溶液（250g/L）；

4.助熔劑錫粒(或錫片)、銅、氧化銅、純鐵粉。

5.高錳酸鉀溶液（40g/L）；

6.甲基橙指示劑（2g/L）。圖1氣體容量法定碳裝置l.氧氣瓶，2.氧氣表，3.緩沖瓶，4、5.洗氣瓶，6.干燥塔，7.玻璃磨口塞,8.管式爐，9.燃燒管，10.除硫管,11.容量定碳儀(包括:冷凝管a、量氣管b、水準(zhǔn)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.溫度自動控制器.15.供氧旋塞（三）儀器（四）分析步驟

將爐溫升至1200～1350℃，檢查管路及活塞是否漏氣，裝置是否正常，燃燒標(biāo)準(zhǔn)樣品，檢查儀器及操作。稱取適量試樣(可按照表7-2確定稱樣量)置于瓷舟中，將適量助熔劑覆蓋于試樣上面，打開玻璃磨口塞，將瓷舟放入瓷管內(nèi)，用長鉤推至高溫處，立即塞緊磨口塞。預(yù)熱lmin，按照定碳儀操作規(guī)程操作，測定其讀數(shù)(體積或含量)。打開磨口塞，用長鉤將瓷舟拉出，即可進(jìn)行下一試樣分析。(五)測定條件

1．試樣的燃燒程度燃燒溫度;助熔劑降低燃燒溫度;通O2速度

2．硫的干擾及消除

在高溫O2氣流中燃燒時，試樣中硫也轉(zhuǎn)化為SO2：如果生成的SO2，在吸收前未能除去，同樣被KOH溶液吸收，干擾碳的測定。常用MnO2、AgVO3除去混合氣體中的SO23.測定中應(yīng)注意的問題

3.1–3.153.2助熔劑中含碳量一般不超過0.005%;3.3樣品的放置要均勻地鋪在燃燒舟中;3.4定碳儀應(yīng)裝置在室溫較正常的地方(距離高溫爐約300～500mm)

3.5更換水準(zhǔn)瓶所盛溶液、玻璃棉、除硫劑、氫氧化鉀溶液后，均應(yīng)作幾次高碳試樣，使二氧化碳飽和后，才可進(jìn)行試樣測定。3.6對測定含硫量較高的試樣(大于0.2%)，應(yīng)增加除硫劑量或增加一個除硫管。3.7吸收器、水準(zhǔn)瓶內(nèi)溶液以及混合氣體三者的溫度應(yīng)基本相同，否則將產(chǎn)生正負(fù)空白值。3.8如分析完高碳試樣后，應(yīng)空通一次，才可以接著做低碳試樣分析。3.9當(dāng)洗氣瓶中硫酸體積顯著增加及二氧化錳變白時，說明已失效，應(yīng)及時更換。3.10觀察試樣是否完全燃燒，如燃燒不完全，需重新分析。3.11爐子升溫應(yīng)開始慢，逐步加速，以延長硅碳棒壽命。3.12分析前，應(yīng)先檢查儀器各部分是否漏氣。工作開始前及工作中，均應(yīng)燃燒標(biāo)準(zhǔn)樣品，判定工作過程中儀器的準(zhǔn)確性。3.13吸收前后觀察刻度的時間應(yīng)一致。吸收后觀察刻度時，量氣管及水準(zhǔn)瓶內(nèi)液面與視線應(yīng)處在同一水平線上。3.14吸收器中氫氧化鉀溶液使用久后也應(yīng)進(jìn)行更換，一般在分析2000次后更換，否則吸收效率降低，使測定結(jié)果偏低。3.15測定中應(yīng)記錄溫度與大氣壓力，以確定補正系數(shù)f。如附錄八所示。

分析結(jié)果計算

當(dāng)固定稱樣量如0.2500g、0.5000g或1.000g時的含碳量，其結(jié)果可按下式計算：

f—溫度、壓力補正系數(shù)§6.3

硫的測定

硫的測定方法很多。經(jīng)典的硫酸鋇重量法用于測定高硫試樣。燃燒—滴定法具有簡單、快速、準(zhǔn)確及適應(yīng)面廣的特點，被廣泛采用，它也是國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)方法。介紹燃燒—滴定法中的燃燒—碘酸鉀容量法

(一)原理

將鋼鐵試樣于1250～1350℃的高溫下通氧燃燒，使硫全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫，將生成的二氧化硫用淀粉溶液吸收，用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺藍(lán)色為終點:

燃燒：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

(二)主要試劑及儀器1碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液

[c(1/6K103)=0.01000mol/L、0.001000mol/L、0.0002500mol/L]；

2．淀粉吸收液(10g/L)；3.助熔劑

（三）儀器裝置

定硫儀的滴定部分裝置1.球形管2.吸收杯3.滴定管(四)測定步驟

將爐溫升至1200～1350

C，檢查裝置是否正常，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，用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至淺藍(lán)色不褪，作為終點色澤，關(guān)閉氧氣。(四)測定步驟

稱取適量試樣，置于瓷舟中，加入適量助熔劑，將瓷舟推至高溫處，預(yù)熱0.5～1.5min，通氧，控制氧速為1500～2000mL/min，燃燒后的混合氣體導(dǎo)入吸收杯中，使淀粉吸收液藍(lán)色開始消褪，立即用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定并使液面保持藍(lán)色，當(dāng)吸收液褪色緩慢時，滴定速度也相應(yīng)減饅，直至吸收液的色澤與原來的終點色澤相同，間歇通氣后，色澤不變即為終點。計算T—碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對硫的滴定度，g/mL；

V—滴定試樣所消耗碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V0—滴定空白時所消耗碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積，mL；

m—試料的質(zhì)量，g。(五)測定條件

助熔劑用量SO2的轉(zhuǎn)化率SO2的回收率連續(xù)測定10個樣品后，就應(yīng)清除管內(nèi)的氧化物

燃燒—酸堿滴定法

本法采用雙氧水溶液作為吸收劑吸收二氧化硫，生成的H2SO3被氧化為H2SO4，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定生成的H2SO4，即可求出SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。吸收：SO2+H2O=H2SO3H2SO3+H2O2=H2SO4+H2O

滴定：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

本法克服了SO2在吸收器中逃逸的現(xiàn)象，對滴定速度沒有要求，尤其適合于碳硫的聯(lián)合測定。該法終點敏銳，操作方便；燃燒過程中即使有SO3產(chǎn)生也能被滴定，不影響測定結(jié)果?！?.4

磷的測定

鋼鐵中磷的測定方法有重量法、滴定法、光度法。一般是使磷轉(zhuǎn)化為磷酸，在與鉬酸銨反應(yīng)生成磷鉬酸，在此基礎(chǔ)上可用重量法、酸堿滴定法、磷鉬藍(lán)光度法進(jìn)行測定。

§6.5

錳的測定

鋼鐵中錳含量的分析通常采用滴定法和光度法。前者可用硝酸銀(酸性條件)定量將錳氧化成三價，用硫酸亞鐵錢標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。還可以用過硫酸銨將錳氧化成七價，以亞砷酸鈉-亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。后者常用高碘酸鉀將錳氧化成七價后，進(jìn)行光度測定。§6.6

硅的測定

目前鋼鐵中硅的測定方法很多，主要有重量法，滴定法，光度法等。重量法是最經(jīng)典的測定方法，具有準(zhǔn)確、適用范圍廣等特點。光度法具有簡單、快速、準(zhǔn)確等特點，是目前實際應(yīng)用最廣泛的方法。其中應(yīng)用最多的是硅鉬藍(lán)光度法。介紹還原型硅鉬酸鹽光度法測定

一、方法原理

試樣用稀酸溶解后，使硅轉(zhuǎn)化為可溶性硅酸:3FeSi+l6HNO3=3Fe(NO3)3+3H4SiO4+7NO

+2H2OFeSi+H2SO4+4H2O=FeSO4+H4SiO4+3H2

加高錳酸鉀氧化碳化物，再加亞硝酸鈉還原過量的高錳酸鉀，在弱酸性溶液中，加入鉬酸，使其與H4SiO4反應(yīng)生成氧化型的黃色硅鉬雜多酸(硅鉬黃)，在草酸的作用下，用硫酸亞鐵銨將其還原為硅鉬藍(lán):H4SiO4+12H2MoO4=H8[Si(Mo2O7)6]+10H2O

于波長810nm處測定硅鉬藍(lán)的吸光度。本法適用于鐵、碳鋼、低合金鋼中0.030～l.00%酸溶硅含量的測定。

二、主要試劑與儀器

1試劑

1.1純鐵（硅的含量小于0.002%）；

1.2鉬酸銨溶液（50g/L）；

1.3草酸溶液(50g/L)1.4硫酸亞鐵銨溶液(60g/L)；

1.5硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(20