钒铬储氢合金中铬的分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铬含量的分析方法。尤其针对钒和铬含量都高的钒铬储氢合金中 铬的分析方法，属于分析化学领域。
【背景技术】
[0002] 目前，一些高校和科研单位正在研制开发一种新材料一一钒铬储氢合金，该产品 的主要成分是钒和铬，含钒量在40~70%之间；含铬量在10~30%之间。对这种样品中 铬含量进行直接测定的方法，目前还未见报道。
[0003] 根据现有文献报道和生产实际经验，高含量铬的分析一般采用硫酸亚铁铵滴定 法，该方法在测定过程中，钒对测定干扰非常大，由于钒和铬的性质非常相似，很难将钒和 铬进行分离。目前常常是用该方法测定出钒和铬的总量，再减去钒的量换算而得铬的含量， 这样操作存在的问题：（1)工作量较大，费时费力：本来只需要铬的含量但必须测出钒量和 钒铬总量，相当于是间接测定铬的含量。如果用户需要钒、铬2个元素含量则没有增加工作 量，如果只需要铬的含量就多分析了一个钒的含量从而增加了工作量和分析成本。（2)分析 误差增加：a、如果钒测定不准确必然影响铬的准确度导致分析误差增加；b、对于本发明涉 及的钒铬储氢合金，铬量较大，对采用硫酸亚铁铵滴定法测定钒是有一定影响的，使测定结 果常常会偏高，从而影响铬的结果。
[0004] 本发明针对上述存在的问题，发明人欲提供了一种可以直接测定钒铬储氢合金中 铬的分析方法。
【发明内容】
[0005] 本发明所解决的技术问题是提供一种简单、快速、准确、直接测定钒铬储氢合金中 铬含量的分析方法。
[0006] 本发明所提供的钒铬储氢合金中铬含量的分析方法，包括如下步骤：
[0007] A、溶解样品：钒铬储氢合金样品采用硫酸和硝酸溶解，定容，得样品溶液；
[0008] B、氧化：B、氧化：取样品溶液，在酸度1. 0~1. 5mol/L的条件下，加入过硫酸铵， 在硝酸银催化作用下氧化钒和铬；
[0009] C、掩蔽钒的颜色：调整溶液pH值大于等于12 ;
[0010] D、分光光度法测定，计算铬含量：采用分光光度法，在波长为420nm的条件下测定 铬的吸光度，根据吸光度计算铬的含量。
[0011] 采用本发明分析方法检测钒铬储氢合金中的铬含量，进一步优选至少满足以下任 意一项：
[0012] 步骤A溶解样品为：按照下述比例称取储氢合金样品0. 1000~0. 2000克，加入 10mLH2S04,加热并滴加ΗΝ03 (约3~5mL)溶解样品，定容至250ml，得样品溶液。
[0013] 其中，所述 H2S04采用（1+1)H2S04溶液；HN0 3采用（1+1)HN03溶液。
[0014] 所述（1+1)H2S04溶液是指一体积浓硫酸被一体积的纯水稀释而成的硫酸溶液；
[0015] 所述（1+1)ΗΝ03溶液是指一体积浓硝酸被一体积的纯水稀释而成的硝酸溶液。
[0016] 其中，定容采用水定容至250ml。
[0017] 步骤A判断反应终点是：加热并滴加ΗΝ03溶解样品后，继续加热至冒硫酸烟30-60 秒，然后冷却至室温，最后定容至250ml，得样品溶液。其中，加热至冒硫酸烟30-60秒：是 为了去除硝酸，因为硝酸的沸点低于硫酸，可以通过上述方式去除硝酸。
[0018] B、氧化：取样品溶液10mL，加入（1+1)H2S04溶液5~8ml，并加水至50ml，滴加高 锰酸钾溶液（20g/L) 1~2滴，硝酸银溶液（10g/L) 1~2mL，过硫酸铵（200g/L) 3~5mL，加 热煮沸至出现稳定的红色，保持3~5分钟，再加入（1+1)盐酸溶液lmL继续煮沸至红色褪 去，冷却至室温。
[0019] 其中，滴加高锰酸钾溶液的目的是利用7价锰的红色能稳定存在，表征溶液中低 铬全部被氧化成6价，如果还有低价钒、铬（3价）存在7价锰是不稳定的，会与低价钒、铬 (3价）发生氧化还原反应而褪色，因此高锰酸钾溶液的加入相当于起到了指示溶液中的铬 全部转化成6价铬的作用，通过颜色变化就能使操作者易于判断反应进度，使操作方便、简 单。
[0020] 其中，加入（1+1)盐酸溶液lmL继续煮沸至红色褪去的目的在于用少量的盐酸具 有弱的还原性来还原高价锰为二价，而不会还原6价铬，消除后序光度法测定吸光度时的 干扰。
[0021] 步骤C掩蔽钒的颜色是采用调整溶液pH值大于等于12实现。原理是发明人试验 时发现，pH值=12时钒的吸光度趋近于零，因此只要保证溶液的pH值大于等于12即可消 除钒对铬的测定干扰，实现掩蔽钒的颜色。
[0022] 其中，调整溶液pH值大于等于12具体的是采用：在步骤B所得的溶液中，以酚酞 (10g/L酒精溶液）为显色指示剂，添加NaOH溶液至pH值至大于12,具体的颜色变化是加 酚酞（10g/L酒精溶液）2滴，用NaOH溶液调节溶液pH值，至溶液出现红色，继续加入NaOH 溶液到红色刚褪去，再过量2mL。上述操作的目的在于消除钒的干扰，由于钒在ρΗ>11以上 才成为无色。根据酚酞的变色范围8~10红色变为无色，再过量2mLNa0H溶液能确保pH 在12以上，使钒的黄色完全消失，变为无色。
[0023] 其中，所述NaOH溶液为浓度400g/L的NaOH溶液。
[0024] 步骤D分光光度法测定，计算铬含量中，将步骤C所得样品试液定容至100ml，过 滤，然后取上述滤液用于分光光度法测定。
[0025] 其中，分光光度法条件为以水作参比，用1cm比色皿，将上述滤液于420nm波长处， 测量吸光度，以A表不。
[0026] 然后，绘制工作曲线：分别取至少5组不同量的铬标准溶液（浓度为lmg/mL，配制 方法：称取105°C烘干的重铬酸钾2. 8289g，用水溶解，定容1000ml摇匀）置于100mL容量 瓶中，再加入酚酞（l〇g/L) 2滴，用NaOH溶液（400g/L)调节溶液pH值，至溶液出现红色，继 续加入NaOH溶液（400g/L)到红色刚褪去，再过量2mL，用水定容至刻度，摇匀；以铬含量为 0. 00的铬标准溶液所得的溶液作参比液，用lcm比色皿，420nm波长处，测定吸光度。以吸 光度为横坐标，对应铬标准溶液中铬的质量为纵坐标绘制工作曲线；
[0027] 绘制工作曲线属于分析检测领域常用方法：需要取同一标准溶液不同体积量进行 测定，取量的依据是根据待测样品的含量来决定，每个标准量对应一个吸光度，这样就构成 了几组数据，作为绘制工作曲线的依据。
[0028] 分析结果计算，钒铬储氢合金中铬质量百分含量计算公式：
[0030] 式中：
[0031] w(Cr)-试样中铬的质量百分比含量，单位为％ ;
[0032] 工作曲线上由吸光度A查得铬的质量，单位为微克；
[0033] m-步骤A中称取的待分析试样量，单位为克；
[0034] V-经步骤A定容后溶液的体积，单位为毫升；
[0035] %-步骤B分取的用于测量吸光度的液体的体积，单位为毫升。
[0036] 本发明的有益效果：建立了一种钒铬储氢合金中铬的测定的方法；提供了一种在 分光光度法测定时不需要显色剂，利用铬的本色，通过调节pH值，掩蔽钒的颜色，消除钒对 铬测定的干扰，采用光度法可以直接测定钒铬储氢合金中铬的含量，操作简便，快速准确、 易于掌握，成本低，完全满足科研生产的要求。本发明分析方法可以用于快速、准确测定储 氢合金中铬的方法，还可以推广应用到其它高钒试样中常量铬的测定。
【附图说明】
[0037] 图1纯铬标准溶液工作曲线。
[0038] 图2钒基体铬标准溶液工作曲线。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合实施例对本发明作进一步阐述，实施例仅用于说明本发明，而不是用任 何方式来限制本发明。
[0040] 本发明提供的测定储氢合金中铬含量的分析方法，具体实施过程包括以下步骤：
[0041] a、样品处理：称取储氢合金样品0. 1000~0. 2000克于250mL三形瓶中，加入 10mL(l+l)H2S04溶液，加热并滴加（1+1)HN03(约3~5mL)溶解样品，继续加热至冒硫酸烟 一定时间，取下冷却至室温。
[0042] b、定容过滤：将步骤a冷却的溶液定容至250mL，摇勾、过滤。
[0043] c、氧化：分取步骤b得到的溶液10mL于100mL烧杯中，加入硫酸（1+1) 5~8ml， 并加水至体积约50ml，滴加高锰酸钾溶液（20g/L) 1~2滴，硝酸银溶液（10g/L) 1~2mL， 过硫酸铵（200g/L) 3~5mL，在电炉上加热煮沸出现稳定的红色，保持3~5分钟，再加入盐 酸（1+1) lmL继续煮沸（确保锰还原为二价）此时红色褪去，取下冷却至室温。
[0044] d、调节pH值掩蔽钒的颜色：将步骤c得到的溶液，加酚酞（10g/L酒精溶液）2滴， 用NaOH溶液（400g/L)调节溶液pH值，至溶液出现红色，继续加入NaOH溶液（400g/L)到 红色刚褪去，再过量2mL(目的在于消除钒的干扰，由于钒在ρΗ>11以上才成为无色。根据 酚酞的变色范围8~10红色变为无色，再过量2mLNa0H溶液（400g/L)能确保pH在12以 上，使钒的黄色完全消失，变为无色）。
[0045] e、定容：将步骤d得到的溶液定容100mL，过滤，得滤液等待比色。
[0046] f、测定吸光度：以水作参比，用1cm比色皿，将步骤e得到的滤液，于420nm波长 处，测量吸光度，以A表不。
[0047] g、绘制工作曲线：分别取至少5组不同量的铬标准溶液（浓度为lmg/mL，配制方 法：称取105°C烘干的重铬酸钾2. 8289g，用水溶解，定容1000ml摇匀）置于100mL容量瓶 中，再加入酚酞（l〇g/L) 2滴，用NaOH溶液（400g/L)调节溶液pH值，至溶液出现红色，继续 加入NaOH溶液（400g/L)到红色刚褪去，再过量2mL，用水定容至刻度，摇匀，按步骤f方法， 以铬含量为〇. 〇〇的铬标准溶液所得的溶液作参比液，测定吸光度。以吸光度为横坐标，对 应组络标准溶液中络的质量为纵坐标绘制工作曲线；
[0048] h、分析结果计算，储氢合金中铬质量百分含量计算公式：
[0050] 式中：
[0051] w(Cr) -试样中铬的质量百分比含量，单位为％ ;
[0052] 工作曲线上由吸光度A查得铬的质量，单位为微克；
[0053] m-步骤a中称取的待分析试样量，单位为克；
[0054] V-经步骤b定容后溶液的体积，单位为毫升；
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