工业分析课件

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。在工業生產中，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。水的品質的好壞，對於人們的生活以及工業生產等都有直接的影響，必須經過分析檢驗。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，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。我們學校的地下水質很好，鍶Sr含量較高。2.生活用水

人們日常生活中所使用的水稱為生活用水：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，因此應檢驗分析一些有害元素的含量，對其含量都有標準規定，不能超標。

比如F-的含量，正常情況下應為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.工業用水

指工業生產所使用的水，要求為不影響產品品質，不損害設備、容器及管道，使用時也要經過分析檢驗，不合格的水要先經處理後才能使用。

另外還有廢水，特別是工業廢水，污染環境，必須符合一定的標準才允許排放。三、水質分析專案

水質分析專案繁多，主要有以下幾類：

1．物理性質

2．金屬化合物

3．非金屬化合物

4．有機化合物1.物理性質

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、鹼度、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、可溶性二氧化矽等。4.有機化合物

主要包括：化學需氧量、生化需氧量、總有機碳、礦化油、揮發性酚類、苯系物、多環芳烴、有機磷、苯胺類、硝基苯類、陰離子洗滌劑、各類農藥等。不同用途的水，對水質的要求各不相同，因此其分析檢測專案也有區別。§3.2工業用水分析

一、懸浮固形物和溶解固形物的測定二、pH值的測定三、鹼度的測定四、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行生化作用，結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。常溫常壓下，水中溶解氧一般在8～10mg/L，隨水中還原性雜質污染程度加重而下降，如果含量低於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，因此在工業分析中也是一個很重要的指標。一、間接碘量法基本原理

二價錳在鹼性溶液中，生成白色的氫氧化亞錳沉澱

MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2↓（白色）+Na2SO4

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

加入酸後，Mn(OH)4沉澱溶解並氧化I-離子（已加入KI）釋放出一定量的I2：

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

然後用Na2S2O3標準溶液滴定釋出的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，待水溢出幾分鐘後，取出膠管，迅速塞緊塞子。

2.反應取好水樣後，取下瓶塞，用刻度吸量管緊靠瓶口內壁，插入樣品液面下0.5cm，準確加入1mL硫酸錳溶液，再用同法加入鹼性KI溶液2mL，蓋緊瓶塞，將瓶反復顛倒，充分混合均勻，放置5min待沉澱下降至瓶底，用上法加濃硫酸1.5mL，塞緊瓶塞，顛倒混合至沉澱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溶液於250mL錐形瓶中，用Na2S2O3標準滴定溶液[c(Na2S2O3)=0.01mol/L]滴定至淡黃色後，加入1mL澱粉(10g/L)，繼續滴定至蘭色恰好消失，即為終點。任務1.重鉻酸鉀標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澱少，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.自來水取樣應該先放開水龍頭流一段時間，水樣穩定後再取樣，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並冷卻的蒸餾水配製好後放置暗處7天後標定。

預先加入硫代硫酸鈉消除Cl2干擾5.氧化性物質干擾如Fe3+、Cl2等，與I-作用時結果偏高。

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.還原性物質可能會與I2作用,使結果偏低,可以預先出去。如水被還原性雜質污染，在測定時要消耗一部分I2而使測定結果偏低，則要增加處理雜質的過程(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，再加適量草酸鉀溶液還原過量的KMnO4，從而消除雜質影響）。7.體積校正（修正）問題工業分析中可以忽略由於加入試劑，樣品會由瓶中溢出，但由於損失量很小，而且在只吸取一部分溶液滴定的情況下，影響很小。在一般工業分析中，可不必進行樣品體積的校正，計算中可忽略此影響。

8.測定水中溶解氧時，關鍵在於勿使水中含氧量有所變更。要求取樣時，切勿與空氣接觸。最好在現場加入MnSO4及鹼性KI溶液，使溶解氧固定在水中，其餘步驟可送至實驗室後進行。§3.3廢水及環境水樣分析

工業生產所排放的廢水，大多含有對人體或對環境有害的成分，需經過分析檢驗，符合一定的標準之後，才允許排放，不同廠礦排出的廢水含有不同的污染物，需根據污染源確定檢測專案。一、化學需氧量的測定

化學需氧量（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。水中還原性物質包括有機物和亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，化學需氧量反映了水中受還原性物質污染的程度。

對於工業廢水，我國規定用重鉻酸鉀法測定，其測得值稱為化學需氧量，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，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴，根據其用量計算水樣中還原性物質消耗氧的量。反應式如下

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，揮發性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在於蒸氣相，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，並且能與硫酸銀作用產生沉澱，影響測定結果，可在回流前向水樣中加入硫酸汞，使成為絡合物以消除干擾。氯離子含量高於2000mg/L的樣品應先作定量稀釋，使含量降低至2000mg/L以下再進行測定。3．方法的適用範圍

用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大於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，但準確度較差。回流裝置

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）置於250mL磨口的回流錐形瓶中，準確加入10.00mL重鉻酸鉀標準溶液及數粒小玻璃珠或沸石，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冷卻後，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶，溶液總體積不得少於140mL，否則因酸度太大，滴定終點不明顯。3溶液再度冷卻後，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的用量。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準滴定溶液的用量。

計算式中c——硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的濃度，mol·L；

V0——滴定空白時硫酸亞鐵銨標準滴定溶液用量，mL；

V1——滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準滴定溶液的用量，mL；

V——水樣的體積，mL；

M(1/2O)——氧(1/2O)的摩爾品質，8g/mol。

肥料分析

植物生長，幾乎需要所有的化學元素，但最主要的是N、P、K三要素。

肥料的作用？肥料是促進植物生長，提高農作物產量的重要物質之一。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肥料。

以礦物、空氣、海水等為原料，經化學和機械加工方法製造，能供給農作物營養及提高土壤肥力的化學物質。引入主要內容

化學肥料的分類營養元素氮肥磷肥鉀肥複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性質酸性肥料中性肥料鹼性肥料

化學肥料的分析專案包括水分含量，有效成分含量和雜質含量等分析。

有效成分含量，氮肥以氮元素的品質分數表示。磷肥以有效五氧化二磷的品質分數表示。鉀肥以氧化鉀的品質分數表示。微量元素以該元素的品質分數表示。

§5.2

氮肥分析化學氮肥銨鹽：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，硝酸態，有機態三種形式存在，由於三種狀態的性質不同，因而分析方法也不同。

氨態氮強酸的銨鹽甲醛法強鹼分解-蒸餾法氨水、碳酸氫銨：硝酸態氮先還原成氨態氮甲醛法強鹼分解-蒸餾法酸標準溶液直接滴定法

三、尿素中氮的測定有機態氮濃硫酸消化氨態氮甲醛法強鹼分解-蒸餾法

尿素是中性氮肥。尿素[CO(NH2)2]是碳酸的醯二胺。氮原子以醯胺(-CONH2)狀態存在。只有經過土壤中微生物加工分解，轉化為氨態或硝態後，才被吸收產生肥效。

性質

農業用尿素通常要求檢驗水分，縮二脲，氮含量及粒度四項指標。

檢測指標基本原理

醯胺態氮是有機態氮，採用凱達爾法

1、首先尿素與H2SO4共熱CO(NH2)2

+H2SO4+H2O=

(NH4)2SO4

+CO2有機分析學過？2、然後，對所得的(NH4)2SO4和剩餘的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準溶液吸收，然後用NaOH標準溶液滴定剩餘的酸。H2SO4+2NH3=2(NH4)2SO4H2SO4(剩)+2NaOH=Na2SO4+2H2O甲醛法：

用強酸中和(NH4)2SO4+H2SO4中的H2SO4，然後加入甲醛和(NH4)2SO4作用，最後用強鹼標準滴定溶液滴定NH4++6HCHO=

(CH2)6N4H+

+3H++6H2O

(CH2)6N4H+-

六甲基四胺鹽(Ka=7.1×10-6)可用強鹼滴定。回憶一下分析化學學的內容？這是一種什麼手段？回憶一下分析化學的內容？其原理可用下圖表示：CO(NH2)2H2SO4共熱(NH4)2SO4

+H2SO4消化蒸餾法強鹼中和H2SO4，且過量NH3H2SO4標液(過量)吸收(NH4)2SO4+H2SO4

(標剩)NaOH定量強鹼中和混合物中H2SO4(NH4)2SO4HCHO強化3H+(CH2)6N4H+NaOH標液定量條件1、消化反應的催化劑及加熱溫度

為使消化反應完全和較迅速完成並防止消化過程中N的損失，最主要的條件是選擇適當的催化劑和注意加熱溫度。(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此作用周而復始地迴圈進行，過程中析出的新生態的氧使有機物迅速分解。(a)使用CuSO4的優點除有催化作用外，消化完畢，使溶液具有清澈的藍綠色(CuSO4·5H2O)，可以指示終點。(b)

H2O2是氧化劑，加入後可使消化時間大為縮短，但也因價格昂貴，只有當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，但加入的數量與對H2SO4的比例應按照規定。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，避免碳化物反應激烈；

以後：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後生成淺藍色氫氧化銅沉澱(Δ變成黑色CuO)或者氫氧化銅溶於過濃的堿液所生的深藍色判斷。

此方法適用於消化後其中N可變為氨的有機化合物。有些有機化合物中，其N原子系於另外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，則不能應用，因為在消化時其中的含N不能轉變成NH3，而成游離氮或氮的氧化物逸出。3、方法的適用範圍若有機肥中含有銨態氮堿蒸餾時可一併蒸出有機態氮銨態氮之和

若有硝酸態氮因消化時，已成為硝酸而揮發無法測定

先將硝酸態氮固定為硝基物，再用還原劑還原為氨基物，然後消化。

若欲求三種態氮之和一般用水楊酸固定，Na2S2O3還原4、食品中蛋白質的測定常用凱達爾法(凱氏法)，得出N%乘以6.25，即為蛋白質的百分數(因為蛋白質中平均含有16%的氮)。§5.3

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、骨粉及骨灰等化學磷肥：以自然礦石為原料，經化學加工處理的含磷的肥料根據化學磷肥根據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製造的，如磷酸鈣，重過磷酸鈣，因其中含有易溶於水的磷化物，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(如白雲石、滑石等)或不加配料，經高溫煆燒分解所製造的磷肥。如鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥等。因其所含磷化物難溶於水，施用後經長時間後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定的標準仲裁方法。

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。

磷肥的組成較為複雜，往往一種磷肥中同時含有幾種不同性質的含磷化合物。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](為什麼這樣叫？)、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溶解後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晶磷酸二鈣。3、難溶性磷化合物

難溶於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製備試液的方法不同，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+剩餘NaOH(容量法)HCl標液滴定V磷鉬酸喹啉黃色具體反應：

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、(穩定性)磷鉬雜多酸只有在酸性環境中才穩定

在鹼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，嚴重影響雜多酸組成，沉澱條件必須嚴格控制。2、NH4+干擾

NH4+存在，可能生成部分和磷鉬酸喹啉性質相近的磷鉬酸銨沉澱

因為磷鉬酸銨摩爾品質小，和堿反應時，需堿量較少，無論重量法容量法都偏低。什麼影響？

加入丙酮，丙酮和NH4+作用可消除其干擾，同時，沉澱時有丙酮存在，還可以改善沉澱物理性能，使生成的沉澱顆粒粗大疏鬆，便於過濾沉澱。

可採取什麼措施？

因為檸檬酸與鉬酸生成解離度小的絡合物，解離出的鉬酸根僅能滿足磷鉬酸喹啉的沉澱條件，而達不到矽鉬酸喹啉的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，所以檸檬酸可進一步排除NH4+，另外，可阻止鉬酸鹽水解析出MoO3導致結果偏高。3、檸檬酸作用

(主要)排除Si，(同時)進一步排除NH4+干擾，阻止鉬酸鹽水解。

沉澱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%。

正常沉澱劑溶液為---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，於250mL燒杯中，用少量水濕潤後，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幹）。取下燒杯，待冷卻至室溫後，加入10mL鹽酸(1+1)

，電爐上加熱後用快速濾紙濾於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.沉澱的形成

移取25mL試液置於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，冷卻過程中轉動燒杯3～4次。（此時生成磷鉬酸喹啉沉澱）3.沉澱的過濾及洗滌

將上述得到的混合物用快速濾紙過濾，先將上層清液濾完，然後以傾瀉法洗滌沉澱3～4次，每次用水約25mL將沉澱移入濾器中，再用水洗淨沉澱直至取濾液約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.溶解沉澱及滴定

將沉澱連同濾紙移入原燒杯中，加入氫氧化鈉標準滴定溶液，充分攪拌使溶解沉澱，然後再過量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—酚酞混合指示劑溶液，用鹽酸標準滴定溶液滴定至溶液從紫色經灰藍色轉變為黃色即為終點。5.結果計算p225我們實驗時候不做空白試驗任務1.標定氫氧化鈉溶液2.標定鹽酸溶液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)；農家肥如草木灰等化學鉀肥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四苯硼酸鉀法

(重量法和容量法)

僅由化學方法製成的複混肥稱為複合肥料。由幹混方法製成的肥料稱為摻合肥料。

複混肥料

N、P、K三養分中，至少有兩種養分標明含量的肥料，由化學方法或物理方法加工製成。何為複混肥料？二、複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]在酸性環境中不穩定，所以選在鹼性區。(二)條件1、NH4+干擾---甲醛消除2、慢、攪拌---促沉澱溶解、破壞過飽和3、洗滌劑---稀沉澱劑，防溶解損失1、NH4+干擾

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

四苯硼酸鉀易形成過飽和溶液而不能及時沉澱，為促使沉澱析出，應緩慢加入沉澱劑並激烈攪拌。3、四苯硼酸鉀稀溶液作洗滌劑

四苯硼酸鉀沉澱的溶解度較大(易得到沉澱)，為減少沉澱的損失應選用沉澱劑稀溶液作洗滌劑。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，先於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，硝酸態，有機態三種形式存在，由於三種狀態的性質不同，因而分析方法也不同。

氨態氮強酸的銨鹽甲醛法強鹼分解-蒸餾法氨水、碳酸氫銨：硝酸態氮先還原成氨態氮甲醛法強鹼分解-蒸餾法酸標準溶液直接滴定法

三、尿素中氮的測定有機態氮濃硫酸消化氨態氮甲醛法強鹼分解-蒸餾法

尿素是中性氮肥。尿素[CO(NH2)2]是碳酸的醯二胺。氮原子以醯胺(-CONH2)狀態存在。只有經過土壤中微生物加工分解，轉化為氨態或硝態後，才被吸收產生肥效。

性質

農業用尿素通常要求檢驗水分，縮二脲，氮含量及粒度四項指標。

檢測指標基本原理

醯胺態氮是有機態氮，採用凱達爾法

1、首先尿素與H2SO4共熱CO(NH2)2

+H2SO4+H2O=

(NH4)2SO4

+CO2有機分析學過？2、然後，對所得的(NH4)2SO4和剩餘的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準溶液吸收，然後用NaOH標準溶液滴定剩餘的酸。H2SO4+2NH3=2(NH4)2SO4H2SO4(剩)+2NaOH=Na2SO4+2H2O

甲醛法：

用強酸中和(NH4)2SO4+H2SO4中的H2SO4，然後加入甲醛和(NH4)2SO4作用，最後用強鹼標準滴定溶液滴定NH4++6HCHO=

(CH2)6N4H+

+3H++6H2O

(CH2)6N4H+-

六甲基四胺鹽(Ka=7.1×10-6)可用強鹼滴定。回憶一下分析化學學的內容？這是一種什麼手段？回憶一下分析化學的內容？其原理可用下圖表示：CO(NH2)2H2SO4共熱(NH4)2SO4

+H2SO4消化蒸餾法強鹼中和H2SO4，且過量NH3H2SO4標液(過量)吸收(NH4)2SO4+H2SO4

(標剩)NaOH定量強鹼中和混合物中H2SO4(NH4)2SO4HCHO強化3H+(CH2)6N4H+NaOH標液定量條件1、消化反應的催化劑及加熱溫度

為使消化反應完全和較迅速完成並防止消化過程中N的損失，最主要的條件是選擇適當的催化劑和注意加熱溫度。(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此作用周而復始地迴圈進行，過程中析出的新生態的氧使有機物迅速分解。(a)使用CuSO4的優點除有催化作用外，消化完畢，使溶液具有清澈的藍綠色(CuSO4·5H2O)，可以指示終點。(b)

H2O2是氧化劑，加入後可使消化時間大為縮短，但也因價格昂貴，只有當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，但加入的數量與對H2SO4的比例應按照規定。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，避免碳化物反應激烈；

以後：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後生成淺藍色氫氧化銅沉澱(Δ變成黑色CuO)或者氫氧化銅溶於過濃的堿液所生的深藍色判斷。

此方法適用於消化後其中N可變為氨的有機化合物。有些有機化合物中，其N原子系於另外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，則不能應用，因為在消化時其中的含N不能轉變成NH3，而成游離氮或氮的氧化物逸出。3、方法的適用範圍若有機肥中含有銨態氮堿蒸餾時可一併蒸出有機態氮銨態氮之和

若有硝酸態氮因消化時，已成為硝酸而揮發無法測定

先將硝酸態氮固定為硝基物，再用還原劑還原為氨基物，然後消化。若欲求三種態氮之和

一般用水楊酸固定，Na2S2O3還原4、食品中蛋白質的測定常用凱達爾法(凱氏法)，得出N%乘以6.25，即為蛋白質的百分數(因為蛋白質中平均含有16%的氮)。§5.3

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、骨粉及骨灰等化學磷肥：以自然礦石為原料，經化學加工處理的含磷的肥料根據化學磷肥根據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製造的，如磷酸鈣，重過磷酸鈣，因其中含有易溶於水的磷化物，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(如白雲石、滑石等)或不加配料，經高溫煆燒分解所製造的磷肥。如鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥等。因其所含磷化物難溶於水，施用後經長時間後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定的標準仲裁方法。

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。

磷肥的組成較為複雜，往往一種磷肥中同時含有幾種不同性質的含磷化合物。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](為什麼這樣叫？)、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溶解後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晶磷酸二鈣。3、難溶性磷化合物

難溶於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製備試液的方法不同，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+剩餘NaOH(容量法)HCl標液滴定V磷鉬酸喹啉黃色具體反應：

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、(穩定性)磷鉬雜多酸只有在酸性環境中才穩定

在鹼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，嚴重影響雜多酸組成，沉澱條件必須嚴格控制。2、NH4+干擾

NH4+存在，可能生成部分和磷鉬酸喹啉性質相近的磷鉬酸銨沉澱

因為磷鉬酸銨摩爾品質小，和堿反應時，需堿量較少，無論重量法容量法都偏低。什麼影響？

加入丙酮，丙酮和NH4+作用可消除其干擾，同時，沉澱時有丙酮存在，還可以改善沉澱物理性能，使生成的沉澱顆粒粗大疏鬆，便於過濾沉澱。

可採取什麼措施？

因為檸檬酸與鉬酸生成解離度小的絡合物，解離出的鉬酸根僅能滿足磷鉬酸喹啉的沉澱條件，而達不到矽鉬酸喹啉的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，所以檸檬酸可進一步排除NH4+，另外，可阻止鉬酸鹽水解析出MoO3導致結果偏高。3、檸檬酸作用

(主要)排除Si，(同時)進一步排除NH4+干擾，阻止鉬酸鹽水解。沉澱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%。

正常沉澱劑溶液為---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製備方法

稱取1g試樣，於250mL燒杯中，用少量水濕潤後，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幹）。取下燒杯，待冷卻至室溫後，加入10mL鹽酸(1+1)

，電爐上加熱後用快速濾紙濾於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.沉澱的形成

移取25mL試液置於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，冷卻過程中轉動燒杯3～4次。（此時生成磷鉬酸喹啉沉澱）3.沉澱的過濾及洗滌

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，然後以傾瀉法洗滌沉澱3～4次，每次用水約25mL將沉澱移入濾器中，再用水洗淨沉澱直至取濾液約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.溶解沉澱及滴定

將沉澱連同濾紙移入原燒杯中，加入氫氧化鈉標準滴定溶液，充分攪拌使溶解沉澱，然後再過量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—酚酞混合指示劑溶液，用鹽酸標準滴定溶液滴定至溶液從紫色經灰藍色轉變為黃色即為終點。5.結果計算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)；農家肥如草木灰等化學鉀肥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四苯硼酸鉀法

(重量法和容量法)

僅由化學方法製成的複混肥稱為複合肥料。由幹混方法製成的肥料稱為摻合肥料。

複混肥料

N、P、K三養分中，至少有兩種養分標明含量的肥料，由化學方法或物理方法加工製成。何為複混肥料？二、複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]在酸性環境中不穩定，所以選在鹼性區。(二)條件1、NH4+干擾---甲醛消除2、慢、攪拌---促沉澱溶解、破壞過飽和3、洗滌劑---稀沉澱劑，防溶解損失1、NH4+干擾

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

四苯硼酸鉀易形成過飽和溶液而不能及時沉澱，為促使沉澱析出，應緩慢加入沉澱劑並激烈攪拌。3、四苯硼酸鉀稀溶液作洗滌劑

四苯硼酸鉀沉澱的溶解度較大(易得到沉澱)，為減少沉澱的損失應選用沉澱劑稀溶液作洗滌劑。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，先於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

瞭解鋼的生產過程，從而進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，其化學成分中大多數元素是鐵，還含有碳、矽、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、鋼的生產過程

鐵礦石和焦炭、石灰石按一定比例配合，經過高溫煆燒、冶煉，則鐵礦石被焦炭還原，生成粗制的鐵，稱生鐵。反應歷程較複雜，可用下式代表：

鐵礦石主要含有矽酸鹽狀態存在的其他金屬或非金屬雜質的氧化鐵，經冶煉大部分雜質轉化成爐渣，分離除去，有少量雜質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，進一步冶煉，則雜質被進一步氧化除去，同時控制含碳量降至一定限度，矽猛等元素含量很低，硫磷等雜質降至0.05%以下，則成為鐵及碳的合金碳素鋼。特種鋼：若適當提高鋼中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於承受衝擊或強大壓力的製件含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於製造多用於製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於特殊用途。

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。碳是區別鐵與鋼，決定鋼號、品級的主要標誌。形態：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，正是由於碳的存在，才能用熱處理的方法來調節和改善其機械性能。

對存在狀態的影響

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C含量分三類，低、中、高碳素鋼（二）矽

1、來源

由原料礦石引入或去氧及特殊需要而有意加入

2、形態主要以矽化物：FeSi、MnSi、FeMnSi存在在高矽鋼中，一部分以SiC存在，也有時形成固熔體或矽酸鹽。（二）矽

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以游離態石墨狀態，使鋼高於流動性，易於鑄造

3、性能

(3)

、類型

a一般生鐵或碳素鋼Si含量<1%b電器用矽鋼Si含量可達4%c特殊用途的矽鐵、矽鋼等合金，

Si含量高達12–95%如：

含Si12–14%的鐵合金稱矽鐵含Si12%，Mn20%的鐵合金稱矽鏡鐵，主要用於煉鋼去氧劑(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去氧劑有意加入。

2、形態鋼鐵中主要以MnS狀態存在，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。用於製造彈簧、齒輪、轉軸、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

上兩種主要用於煉鋼做脫硫劑（四）硫

1來源主要由焦炭或原料礦石引入鋼鐵

2形態主要以MnS或FeS狀態存在若：

3性能使鋼產生“熱脆性”——有害成分原因：為什麼產生熱脆性？

FeS的熔點較低，最後凝固，夾雜於鋼鐵的晶格之間。當加熱壓制鋼鐵時，FeS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：以Fe2P或Fe3P狀態存在

3性能：磷化鐵硬度較強，以至鋼鐵難於加工，並使鋼鐵產生“冷脆性”也是有害雜質作用(事物都有其另一面)P↑→流動性↑→易鑄造並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達此目的。4.類型

:

生鐵P<0.3%一般碳素鋼<0.06%優質鋼<0.03%

特殊用途：軋輥鋼高達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

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

MnC,MnS,FeMnSi

固熔體MnS,FeSFe2P,Fe3P來源焦炭原料礦石；去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和作用表硬度高低↑↑產生熱脆性產生冷脆性↑↓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%優質鋼<0.03%軋輥鋼高達0.4–0.5%磷鐵15–20%之間↓↑↓↑彈性強度抗氧化性↑↑↑↑流動性↑易於鑄造（促使C以游離態）↑易於鑄造防止軋輥軋件間粘合抗酸鹼性↑檢測意義決定鋼鐵型號及用途主要指標直接影響鋼鐵性能控制一定量有害成分嚴格降至一定量三、檢測意義

綜上所述，C是確定鋼鐵型號及用途→主要指標

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

碳的測定

測定各種形態的碳屬於相分析；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於高溫氧氣流中燃燒，使之轉化為二氧化碳再用適當方法測定。歸納起來可分為三大類：

物理法、化學法物理化學法燃燒-氣體容積法(氣體容量法)

燃燒-氣體容積法是目前國內外廣泛採用的標準方法。本法成本低，有較高的準確度，測得結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經導管引入量氣管，測定容積，然後通過裝有KOH溶液的吸收器，吸收其中的CO2

CO2十2KOH=K2CO3十H2O

剩餘的O2再返回量氣管中，根據吸收前後容積之差，得到CO2的容積，據此計算出試樣中碳的品質分數。（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.緩衝瓶，4、5.洗氣瓶，6.乾燥塔，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、水準瓶c、吸收瓶d、小旋塞e、三通旋塞f、），l2.球形乾燥管，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，燃燒標準樣品，檢查儀器及操作。稱取適量試樣(可按照表7-2確定稱樣量)置於瓷舟中，將適量助熔劑覆蓋於試樣上面，打開玻璃磨口塞，將瓷舟放入瓷管內，用長鉤推至高溫處，立即塞緊磨口塞。預熱lmin，按照定碳儀操作規程操作，測定其讀數(體積或含量)。打開磨口塞，用長鉤將瓷舟拉出，即可進行下一試樣分析。(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更換水準瓶所盛溶液、玻璃棉、除硫劑、氫氧化鉀溶液後，均應作幾次高碳試樣，使二氧化碳飽和後，才可進行試樣測定。3.6對測定含硫量較高的試樣(大於0.2%)，應增加除硫劑量或增加一個除硫管。3.7吸收器、水準瓶內溶液以及混合氣體三者的溫度應基本相同，否則將產生正負空白值。3.8如分析完高碳試樣後，應空通一次，才可以接著做低碳試樣分析。3.9當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爐子升溫應開始慢，逐步加速，以延長矽碳棒壽命。3.12分析前，應先檢查儀器各部分是否漏氣。工作開始前及工作中，均應燃燒標準樣品，判定工作過程中儀器的準確性。3.13吸收前後觀察刻度的時間應一致。吸收後觀察刻度時，量氣管及水準瓶內液面與視線應處在同一水平線上。3.14吸收器中氫氧化鉀溶液使用久後也應進行更換，一般在分析2000次後更換，否則吸收效率降低，使測定結果偏低。3.15測定中應記錄溫度與大氣壓力，以確定補正係數f。如附錄八所示。

分析結果計算

當固定稱樣量如0.2500g、0.5000g或1.000g時的含碳量，其結果可按下式計算：

f—溫度、壓力補正係數§6.3

硫的測定

硫的測定方法很多。經典的硫酸鋇重量法用於測定高硫試樣。燃燒—滴定法具有簡單、快速、準確及適應面廣的特點，被廣泛採用，它也是國內外的標準方法。介紹燃燒—滴定法中的燃燒—碘酸鉀容量法

(一)原理

將鋼鐵試樣於1250～1350℃的高溫下通氧燃燒，使硫全部轉化為二氧化硫，將生成的二氧化硫用澱粉溶液吸收，用碘酸鉀標準溶液滴定至淺藍色為終點:

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碘酸鉀標準滴定溶液

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

2．澱粉吸收液(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，於定硫吸收杯中加入澱粉吸收液（硫小於0.01%用低硫吸收杯，加20mL吸收液；硫大於0.01%用高硫吸收杯，加60mL吸收液），以600～1500mL/min的流速通氧，用碘酸鉀標準滴定溶液滴定至淺藍色不褪，作為終點色澤，關閉氧氣。(四)測定步驟

稱取適量試樣，置於瓷舟中，加入適量助熔劑，將瓷舟推至高溫處，預熱0.5～1.5min，通氧，控制氧速為1500～2000mL/min，燃燒後的混合氣體導入吸收杯中，使澱粉吸收液藍色開始消褪，立即用碘酸鉀標準溶液滴定並使液面保持藍色，當吸收液褪色緩慢時，滴定速度也相應減饅，直至吸收液的色澤與原來的終點色澤相同，間歇通氣後，色澤不變即為終點。計算T—碘酸鉀標準溶液對硫的滴定度，g/mL；

V—滴定試樣所消耗碘酸鉀標準溶液的體積，mL；

V0—滴定空白時所消耗碘酸鉀標準溶液的平均體積，mL；

m—試料的品質，g。(五)測定條件

助熔劑用量SO2的轉化率SO2的回收率連續測定10個樣品後，就應清除管內的氧化物

燃燒—酸堿滴定法

本法採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，然後用NaOH標準滴定溶液滴定生成的H2SO4，即可求出SO2的品質分數。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象，對滴定速度沒有要求，尤其適合於碳硫的聯合測定。該法終點敏銳，操作方便；燃燒過程中即使有SO3產生也能被滴定，不影響測定結果。§6.4

磷的測定

鋼鐵中磷的測定方法有重量法、滴定法、光度法。一般是使磷轉化為磷酸，在與鉬酸銨反應生成磷鉬酸，在此基礎上可用重量法、酸堿滴定法、磷鉬藍光度法進行測定。

§6.5

錳的測定

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

矽的測定

目前鋼鐵中矽的測定方法很多，主要有重量法，滴定法，光度法等。重量法是最經典的測定方法，具有準確、適用範圍廣等特點。光度法具有簡單、快速、準確等特點，是目前實際應用最廣泛的方法。其中應用最多的是矽鉬藍光度法。介紹還原型矽鉬酸鹽光度法測定

一、方法原理

試樣用稀酸溶解後，使矽轉化為可溶性矽酸: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反應生成氧化型的黃色矽鉬雜多酸(矽鉬黃)，在草酸的作用下，用硫酸亞鐵銨將其還原為矽鉬藍:H4SiO4+12H2MoO4=H8[Si(Mo2O7)6]+10H2O

於波長810nm處測定矽鉬藍的吸光度。本法適用於鐵、碳鋼、低合金鋼中0.030～l.00%酸溶矽含量的測定。

二、主要試劑與儀器

1試劑

1.1純鐵（矽的含量小於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矽標準溶液(20