一種同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法及其應(yīng)用
【專利說明】一種同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法及其應(yīng)用 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合金成分分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法及 其應(yīng)用。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 純鎂不能用作結(jié)構(gòu)材料，必須通過合金化和工藝優(yōu)化來進(jìn)行改性。作為鎂合金的 兩大主要合金化元素之一，鋅元素對鎂合金的強(qiáng)化作用十分顯著。Zn對鎂合金的主要影響 有：（1)Zn能固溶于鎂合金中，對鎂合金起到固溶強(qiáng)化作用，加入的Zn也可同時(shí)增加鎂合金 中其它元素的固溶度，進(jìn)而提高其它元素的固溶強(qiáng)化作用。（2)Zn在鎂合金中與其它元素 形成高熔點(diǎn)化合物，可改善鎂合金的高溫力學(xué)性能，尤其是抗蠕變性能。（3)Zn的加入能夠 去除鎂合金中的某些雜質(zhì)，提高鎂合金的耐腐蝕性能。
[0003] 鋅具有與鎂相同的晶體結(jié)構(gòu)（hep)，原子半徑相近，易形成連續(xù)固溶體，同時(shí) 鎂-鋅合金熔點(diǎn)低，鋅可作為鎂電解工藝中的液態(tài)陰極，實(shí)現(xiàn)鎂-鋅合金的低能耗、低成本 熔鹽電解。鋅含量的不同對合金性能影響很大，因此快速準(zhǔn)確測定合金中的鎂、鋅等成分的 含量對合金制備具有重要意義。
[0004] 目前，樣品中鎂、鋅的含量測定，主要采用加指示劑的絡(luò)合滴定法，有時(shí)在滴定之 前需進(jìn)行分離操作?！禘DTA滴定法測定鎂-鋅-釔三元合金成分》(冶金分析，2010, 30 (4): 69-72) -文中報(bào)道了合金成分的分析方法，控制溶液pH值為5. 0-5. 5,先以EDTA滴定 鎂-鋅-釔三元合金中的鋅、釔總量，再在pH值為9. 0-9. 4時(shí)，通過氨水沉淀分離釔后滴定 鋅的含量，滴定前加入三乙醇胺掩蔽主要干擾元素鐵?！读蛩徜\中鋅與鎂同時(shí)絡(luò)合滴定方法 的研究》（湖南冶金，1994,（6) :47-49) -文中報(bào)道了鋅、鎂的連續(xù)滴定方法，在pH5. 5-6. 0 的緩沖體系中，加入2. 5g/L二甲酚橙指示劑0.lmL，經(jīng)EDTA(二鈉鹽）溶液絡(luò)合滴定鋅后， 調(diào)pH至10,加入緩沖液，加入2. 5g/L鉻黑T指示劑2mL，繼續(xù)進(jìn)行EDTA絡(luò)合滴定鎂，可對硫 酸鋅中的鋅、鎂進(jìn)行連續(xù)滴定?！躲~離子選擇電極絡(luò)合滴定法分步滴定鋅和鎂》(中南民族大 學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010, 29(1) :32-35)-文報(bào)導(dǎo)了鋅、鎂的連續(xù)滴定方法，以EDTA為 滴定劑，Cu-EDTA為置換劑，銅離子選擇電極為指示電極，通過控制氨的用量來調(diào)節(jié)鋅-氨 絡(luò)合，可對鎂、鋅進(jìn)行分步電位滴定。以上滴定方法中都加入了指示劑或置換劑，另外，在滴 定完一種離子之后，需要調(diào)節(jié)pH值，才能繼續(xù)滴定另外一種離子。在分析的過程中，加入的 試劑較多，需要的分析時(shí)間較長。
[0005] 鎂和鋅也可以采用ICP法測定，但該法適用于微量分析，用于常量分析時(shí)，誤差較 大。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種同時(shí)測定鎂和鋅含量的方 法。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法，包括：
[0009] 精確移取5-10mL試樣，加入10mLNH4C1-NH3 .H20緩沖溶液，以EDTA二鈉鹽為滴定 齊U，以鈣離子選擇性電極或銀環(huán)鍍汞電極為指示電極，根據(jù)鎂、鋅絡(luò)合物絡(luò)合常數(shù)的不同， 電位滴定連續(xù)測定樣品中的鎂、鋅，電位滴定過程中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)電位突躍，按出現(xiàn)的順序依 次為Zn2+、Mg2+的滴定終點(diǎn)，記錄兩個(gè)電位突躍時(shí)消耗的EDTA二鈉鹽的體積Vi、V2 ;通過如 下公式分別計(jì)算試樣中鎂和鋅的含量；
[0012] 其中：M-----EDTA二鈉鹽的濃度，mol/L;
[0013] V:--Zn離子滴定終點(diǎn)時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL;
[0014] V2――滴定完成時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL;
[0015] m-----移取樣品的質(zhì)量，g;
[0016] 所述試樣中含有Mg2+和Zn2+總質(zhì)量為0. 5-25mg。
[0017] 所述滴定優(yōu)選在自動(dòng)電位滴定儀中進(jìn)行。
[0018] 所述試樣優(yōu)選采用以下方法進(jìn)行處理：稱取鎂-鋅合金，用溶劑溶解后轉(zhuǎn)移至容 量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。
[0019] 所述鎂-鋅合金與溶劑的摩爾比優(yōu)選為1:2-1:2. 5。
[0020] 所述溶劑優(yōu)選為體積比為1 :1的鹽酸水溶液或去離子水。
[0021] 所述nh4ci-nh3 ?H20緩沖溶液優(yōu)選為pH= 10的NH4C1-NH3 ?H20緩沖溶液。
[0022] 所述EDTA二鈉鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0? 01-0. 05mol/L。
[0023] 在測定過程中，如果試樣含有Fe3+、A13+等重金屬離子，則會(huì)對測定結(jié)果產(chǎn)生干擾。 為獲得準(zhǔn)確結(jié)果，干擾離子總量在〇. 5mg以下時(shí)，滴定前可加入5mL體積比為1 :1的三乙醇 胺溶液掩蔽來消除重金屬離子的影響；干擾離子總量大于〇. 5mg時(shí)，需要在測定前進(jìn)行干 擾離子的分離。
[0024] 所述的同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法應(yīng)用于鎂和鋅的微量分析和常量分析。
[0025] 所述的同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法應(yīng)用于測定鎂-鋅合金中鎂和鋅含量。
[0026] 本發(fā)明的發(fā)明機(jī)理：本發(fā)明根據(jù)鎂、鋅絡(luò)合物絡(luò)合常數(shù)的不同，電位滴定連續(xù)測定 樣品中的鎂、鋅含量，電位滴定過程中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)電位突躍。
[0027] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0028] (1)以EDTA二鈉鹽為滴定劑，以鈣離子選擇性電極或銀環(huán)鍍汞電極為指示電極， 根據(jù)鎂、鋅絡(luò)合物絡(luò)合常數(shù)的不同，電位滴定連續(xù)測定樣品中的鎂和鋅的含量，無需加入指 示劑和置換劑，另外，在滴定完一種離子之后，不需調(diào)節(jié)溶液pH值就可以連續(xù)滴定另外一 種離子，加入試劑少，中間環(huán)節(jié)少，分析速度快。
[0029] (2)本發(fā)明的測定方法操作簡單，避免了人為操作誤差，樣品數(shù)量大時(shí)，成效顯著。 該方法適用性強(qiáng)，重現(xiàn)性好。對樣品沒有特殊要求，尤其適用于鎂-鋅合金中鎂和鋅含量的 分析測定。 【【具體實(shí)施方式】】
[0030] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于 此。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 稱取1. 1032g鎂-鋅合金，逐滴加入體積比為1 :1的鹽酸水溶液lmL,使其完全溶 解后，加熱攪拌至微沸，過濾，取濾液轉(zhuǎn)移至200mL容量瓶，用去離子水稀釋至刻度，搖勻， 得到試樣。準(zhǔn)確移取5mL的試樣，加入10mLNH4Cl-NH3 ?H20緩沖溶液，以銀環(huán)鍍汞電極為 指示電極，用自動(dòng)電位滴定儀滴定至終點(diǎn)，記錄兩個(gè)電位突躍時(shí)消耗的EDTA二鈉鹽的體積 V^O. 41mL、V2:21. 53mL，則：
[0035] M-----EDTA二鈉鹽的濃度，mol/L;
[0036] V:-----Zn離子滴定終點(diǎn)時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL;
[0037] V2-----滴定完成時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL ;
[0038] m------移取樣品的質(zhì)量，g。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 稱取1.9879g氯化鋅與氯化鎂的混合物，用30mL去離子水溶解后，轉(zhuǎn)移至 200mL容量瓶，用去離子水稀釋到刻度，搖勻，得到試樣。準(zhǔn)確移取5mL的試樣，加入10mL NH4C1-NH3 *H20緩沖溶液，以鈣離子選擇性電極為指示電極，用自動(dòng)電位滴定儀滴定至終點(diǎn)， 記錄兩個(gè)電位突躍時(shí)消耗的EDTA二鈉鹽的體積Vi: 9. 43mL、V2:12. 74mL，則：
[0043] M-----EDTA二鈉鹽的濃度，mol/L;
[0044] V:-----Zn離子滴定終點(diǎn)時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL;
[0045] V2-----滴定完成時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL ;
[0046] m------移取樣品的質(zhì)量，g。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] 稱取2. 0130g硫酸鋅與硫酸鎂的混合物，用30mL去離子水溶解后，轉(zhuǎn)移至200mL 容量瓶，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，得到試樣。準(zhǔn)確移取10mL的試樣，加入10mL NH4C1-NH3 *H20緩沖溶液，以銀環(huán)鍍汞電極為指示電極，用自動(dòng)電位滴定儀滴定至終點(diǎn)，記錄 兩個(gè)電位突躍時(shí)消耗的EDTA二鈉鹽的體積Vi:6. 32mL、V2 :26. 48mL，則
[0051] M-----EDTA二鈉鹽的濃度，mol/L;
[0052] V:-----Zn離子滴定終點(diǎn)時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL;
[0053] V2-----滴定完成時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL;
[0054] m------移取樣品的質(zhì)量，g。
[0055] 以上所述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù) 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保 護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法，其特征在于，包括： 精確移取5-10mL試樣，加入IOmL NH4Cl-NH3 · H2O緩沖溶液，以EDTA二鈉鹽為滴定劑， 以鈣離子選擇性電極或銀環(huán)鍍汞電極為指示電極，根據(jù)鎂、鋅絡(luò)合物絡(luò)合常數(shù)的不同，電位 滴定連續(xù)測定樣品中的鎂、鋅，電位滴定過程中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)電位突躍，按出現(xiàn)的順序依次為 Zn2+、Mg2+的滴定終點(diǎn)，記錄兩個(gè)電位突躍時(shí)消耗的EDTA二鈉鹽的體積V1J 2 ;通過如下公式 分別計(jì)算試樣中鎂和鋅的含量：其中：M-----EDTA二鈉鹽的濃度，mol/L ; V1――Zn離子滴定終點(diǎn)時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL ; V2――滴定完成時(shí)消耗EDTA溶液的體積，mL ; m-----移取樣品的質(zhì)量，g ; 所述試樣中含有Mg2+和Zn2+總質(zhì)量為0. 5-25mg。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法，其特征在于，所述溶劑為體積 比為1 :1的鹽酸或去離子水。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法，其特征在于，所述 NH4Cl-NH3 · H2O 緩沖溶液為 pH = 10 的 NH4Cl-NH3 · H2O 緩沖溶液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法，其特征在于，所述EDTA二鈉鹽 為EDTA二鈉鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法，其特征在于，所述滴定在自動(dòng) 電位滴定儀中進(jìn)行。6. 權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法應(yīng)用于鎂和鋅的微量分析 和常量分析。
【專利摘要】本發(fā)明屬于合金成分分析技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種同時(shí)測定鎂和鋅含量的方法及其應(yīng)用。該方法以EDTA二鈉鹽為滴定劑，以鈣離子選擇性電極或銀環(huán)鍍汞電極為指示電極，根據(jù)鎂、鋅絡(luò)合物絡(luò)合常數(shù)的不同，電位滴定連續(xù)測定樣品中的鎂和鋅含量。在測定過程中，無需加入指示劑和置換劑，另外，在滴定完一種離子之后，不需調(diào)節(jié)溶液pH值就可以連續(xù)滴定另外一種離子，加入試劑少，中間環(huán)節(jié)少，分析速度快。本發(fā)明的測定方法操作簡單，避免了人為操作誤差，樣品數(shù)量大時(shí)，成效顯著。該方法適用性強(qiáng)，重現(xiàn)性好。對樣品沒有特殊要求，適用于鎂-鋅合金中鎂和鋅含量的分析測定。
【IPC分類】G01N27/42
【公開號(hào)】CN104897764
【申請?zhí)枴緾N201410077613
【發(fā)明人】李明珍, 葉秀深, 王世棟, 李 權(quán), 火焱, 吳志堅(jiān), 朱軍, 龐全世, 譚忠, 趙世幫, 劉偉朝
【申請人】中國科學(xué)院青海鹽湖研究所, 青海三工鎂業(yè)有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年3月5日