丁二酮肟－氨水溶液分光光度法测定高温合金中的镍
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丁二酮肟-氨水光度法测定高温合金中的镍
摘要：用酸溶解样品，用发烟高氯酸将铬氧化为六价铬，将原样品溶液稀释34倍后，用柠檬酸三铵掩盖铁和铝，在强碱性介质中，以碘-碘化钾溶液为氧化剂，镍与丁二酮肟形成红色络合物，以与样品化学组成相似的标准样品为参比，测定吸光度。该方法操作简单、快速、准确。
关键词：高温合金，稀释，标准样品，参考标准，丁二酮肟-氨溶液，分光光度法，镍
1 简介
针对现有高含量镍检测方法存在的各种缺点或问题，特别是高温合金中镍含量的测定，实际检测操作难度较大。另外，随着相关企业和领域对高含量镍的准确性要求的提高，需要对高含量镍的检测方法进行改进，提高其准确性。实践证明，改进后的分析方法在操作程序上比GB/T 223.25-94国标法更为简便，条件易控制，分析速度快，准确度高，稳定性好，从而保证了高温合金中镍测定结果的可靠性。测定范围：≥20.00%
2. 试剂
盐酸（ρ1.1g/ml）、硝酸（ρ1.42g/ml）、高氯酸（ρ1.67g/ml）、氨水（ρ0.90g/ml）
柠檬酸三铵：50%溶液
1% 二甲基乙醛肟（二甲基二乙醛肟）-氨水
碘-碘化钾溶液：称取12.7g单质碘、25g碘化钾，溶解于1L棕色容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。
3. 分析步骤
①空白试验：随样品做空白试验。
②试验溶液的制备：称取试样0.1000g，置于150ml锥形瓶中，加王水10-15ml，加热溶解，加高氯酸3-5ml，蒸发至出现白烟为止，移至低温处继续放出高氯酸烟，回流5-8min，冷却后，溶于100ml容量瓶中。
③ 显色与测定：吸取该溶液3.0 ml于50 ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，再取10.0 ml稀释液转移于两个50 ml容量瓶中，进行下列操作：
显色液：加50%柠檬酸铵溶液10ml，碘-碘化钾溶液5ml。
1%二乙酰肟（二甲基二乙醛肟）-氨水溶液20ml。各试剂加入后混匀，加水稀释至刻度，摇匀。
参比溶液：加50%柠檬酸三铵溶液10ml，碘-碘化钾溶液5ml，氨水20ml，加水稀释至刻度，摇匀。
10分钟后，取部分溶液移入2或3cm吸收皿中，以参比溶液为参比，在分光光度计上于波长530nm处测定其吸光度，减去空白试验的吸光度，计算出样品的镍含量。
④ 标准样品测试溶液的制备：标准参比标准品(如冶金工业部高温合金钢GH915标准样品)的操作按上述测试样品所述。
样品镍含量计算方法：
Ni（%）=η1×A2/A1
η1——标准参考标准（如GH915）的标准百分含量，%；
A2——待测样品的吸光度读数；
A1 - 标准参考标准（例如 GH915）的吸光度读数。
4.结果与讨论
①干扰元素
铁和铝在氨溶液中生成沉淀，妨碍测定。可预先加入柠檬酸盐或酒石酸钾钠，与铁、铝形成稳定的络合物。此络合物不被氨水沉淀，也不与丁二酮肟（二甲基二乙醛肟）反应显色。铜、钴等元素与丁二酮肟（二甲基二乙醛肟）生成有色化合物，量较少时，对镍的比色测定无影响。若比色溶液中铜含量超过0.5mg，钴含量超过1mg时，必须分离。钒、铬也产生显色干扰，量较大时必须分离。锰在碱性溶液中有沉淀，比色溶液中锰的量不得超过0.5mg。
② 业绩
由于二乙酰肟分光光度法（GB/223.23-94）测定镍含量的范围为0.030%～2.00%，显然不符合高镍含量的分析标准，因此这里就不列出它的实际分析数据了。
为了检验改进后的检测方法是否可靠，我们对常用标准样品进行了实际分析，结果如表1所示：
表格1
标准品牌
1 2 3 4 平均误差
（冶金部标准样品号03-03）
GH915
(高温合金) 重量法 45.55 45.52 45.56 45.53 45.54 -0.06
改进方法 45.54 45.60 45.57 45.57 45.57 -0.03
实际值 45.60 45.60 0.00
注意：重量法对测试环境要求严格，如：空气湿度不能超过50%，室内温度必须为室温等，称量时称量室必须保持恒温恒湿等。在南方尤其是广州潮湿寒冷的冬季，不增加实验室成本很难满足此条件。
为了检验改进后的检测方法得到的结果是否连续、稳定，对某公司进口高温合金原料进行了实际检测，结果如表2所示：
表 2
样本 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
48.92 48.89 48.90 48.91 48.92 48.93 48.95 48.89 48.85 48.90
大量实验表明，改进后的检测方法可以最大限度提高检测精度，检测结果稳定、连续，并且在环境、实验操作人员专业水平、耗时等方面具有很大优势。由于该方法采用的是稀释原样溶液的检测方法，并以与样品化学组成相似的标准样品作为参比，在实际操作中有一定的局限性。
5.推广应用现状及前景
根据实际操作情况，由于采用与待测样品化学成分相近的标准参考基作为计算基，在实际操作中，人力、物力、时间等方面的节省是显而易见的。因此，该方法也可应用于镍含量比较高的检测，如不锈钢（如304等）中镍含量的检测。
具体检测方法与高温合金中镍的测定方法大致相同，但由于镍含量的变化，样品溶液的稀释倍数将以具体的镍含量确定。测定范围：﹤20.00%
为了检验改进后的检测方法是否能适用于不锈钢系列等镍含量相对较高的检测，我们对常用的比对标准样品进行了分析，结果如表3所示：
表3
标准品牌
1 2 3 4 平均误差
（冶金工业部标准样品-1）
改进方法 2.30 2.20 2.19 2.21 2.225 -0.005
实际值 2.23 2.23 0.00
钢铁研究总院标准样品129号
铬镍钢改进方法 8.25 8.29 8.30 8.28 8.28 -0.02
实际值 8.30 8.30 0.00
钢铁研究总院标准样品206号
（Cr-Ni-Mo-Cu-Nb钢） 改进方法 18.25 18.30 18.27 18.26 18.27 0.00
实际值 18.27 18.27 0.00
经过多次试验，对于镍含量相对较高（≥2.00%）的钢种，如不锈钢系列，试验结果相对稳定。
为了检验应用改进后的分析方法后的检测结果是否符合国家标准，我们记录了某公司某种产品的检测结果，如表4所示：
表4
名称 网眼 边缘 8cm 边 10cm 边 10cm 网眼 20cm 边 20cm 网眼
检测值 8.29 8.08 8.13 8.05 8.29 8.42 8.30
实际值范围：8.00 - 10.50
结果表明，采用改进后的测试方法对不锈钢中镍含量的测试结果符合国家标准和客户要求，此前在同样的操作条件下，测试中心对该类样品的测试结果不如采用该方法后的结果准确。
从以上可以看出，改进后的检测方法可以明显提高检测结果的准确度和精密度，客户对检测机构的满意度也大大提高，扩大了检测机构在同行中的影响力，检测业务得到了很大的发展，达到了提高检测机构声誉、服务大众的目的，实现了预期的经济效益和社会效益。
六，结论
将丁二酮肟分光光度法测定镍含量方法（GB/T 223.23-94）和丁二酮肟重量法测定镍含量方法（GB/T 223.25-94）改为丁二酮肟-氨溶液分光光度法测定镍含量方法，缩短了分析周期。该方法简便、快速、节省试剂，对试验人员的专业技能要求不高。镍测定结果的误差完全在国家标准允许误差范围内。
7. 参考文献
【1】GB/T 223.23-94 二乙酰肟分光光度法测定镍量•钢铁及铁合金化学分析方法；
【2】GB/T 223.25-94 丁二酮肟重量法测定镍量• 钢铁及铁合金化学分析方法；
【3】冶金部有色金属研究院分析室编·有色金属矿石分析·1959年·8月