CNS 11244-2004 Iron and steel – Methods for determination of aluminum content《铁及钢－铝定量法》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 77.080.01 G2242 11244 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 74 年 4 月 23 日 93 年 4 月 20 日 鐵及鋼鋁定量法 (共 8 頁) Iron and steel Methods for determination of aluminum content 1. 適用範圍：本標準規定鐵及鋼中鋁之定量方法。 2. 一般事項：定量方法共同之一般事項，依 CNS 11012鋼鐵分析法通則之規定。 3. 定量方法之區分：鋁定量方法，依下列方法中之一種。

2、 (1) 8-喹啉酚 (8-quinolinol)沈澱分離溴酸鉀硫代硫酸鈉逆滴定法：本方法適用於鋁含量 0.1%(m/m)以上 5%(m/m)以下之試樣，其定量方法，依附錄 1 之規定。 (2) 鐵分離色薁醇 (chromazurol)S 吸收光度分析法：本方法適用於鋁含量0.0005%(m/m)以上 0.12%(m/m)以下之試樣，其定量方法，依附錄 2 之規定。惟為了顯色所分取之試樣溶液中，即使單獨共存鉻有 600mg 以上或鎳 2mg 以上之試樣，則不適用本方法。 2 CNS 11244, G 2242 附錄 1 8-喹啉酚沈澱分離溴酸鉀硫代硫酸鈉逆滴定法 1. 方法概要：以氫氯酸與硝酸

3、分解試樣，處理殘渣並併入主液後，以 4-甲基 -2-戊酮(4-methyl-2-pentanone)將大部分之鐵等萃取去除。使用硝酸與過氯酸將有機物分解，以氫氧化鈉使殘存之鐵等成為氫氧化物而分離後，加 8-喹啉酚以下，稱為喔星 (oxine)，將所生成之喔星鋁沈澱物過濾，將沈澱物溶解於氫氯酸，加一定量之溴酸鉀標準溶液及碘化鉀溶液，以硫代硫酸鈉標準溶液滴定所游離之碘。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (7+5， 1+1， 1+4， 1+10) (2) 硝酸 (3) 過氯酸 (4) 氫氟酸 (5) 硫酸 (1+1) (6) 王水 (氫氯酸 3，硝酸 1) (7) 氨水 (1+1， 1+100) (8)

4、 氫氧化鈉溶液 (100g/L， 10g/L) (9) 鐵：係儘可能高純度之鐵，且鋁含量為 0.001%(m/m)以下者 (10) 過氧化氫 (1+9) (11) 二硫酸鈉 (12) 碘化鉀溶液 (100g/L)：本溶液每次使用時調製之 (13) L(+)-酒石酸溶液 (100g/L) (14) 喔星溶液：取喔星 (C9H7ON)10g，移入燒杯 (500mL)，加乙酸 30mL，溶解後以溫水使液量為 500mL。若有不溶解殘渣，予以過濾，冷卻至室溫。本溶液裝入褐色瓶儲存之。 (15) 4-甲基 -2-戊酮 (16) 0.1mol/L 溴酸鉀標準溶液：將溴酸鉀置於硫酸乾燥器內乾燥兩天後，精秤2

5、.7835g，移入燒杯 (200mL)，加溴化鉀 10g，溶解於水 100mL。使用水將溶液洗移至 1000mL 之量瓶，加水至標線。 (17) 0.1mol/L 硫代硫酸鈉標準溶液：調製及標定方法，依 CNS 1501化學試藥試驗法通則第 4.5.21(2)節之規定 (18) 甲基紅溶液：調製方法，依 CNS 1501 第 4.4 節 (指示劑 )表 8(中和滴定用 )之規定。 (19) 靛胭脂 (indigo carmine)溶液：將靛胭脂 (C16H8N2Na2O8S2)粉末 0.25g 溶解於熱水 100mL，冷卻至室溫後，若有不溶解殘渣，則過濾之。 (20) 澱粉溶液：調製方法，依

6、CNS 1501 第 4.4 節表 9(沈澱滴定、氧化還原滴定、錯合滴定用等 )之規定。 3. 試樣秤取量：依附錄 1 表 1 之規定秤取試樣。 3 CNS 11244, G 2242附錄 1 表 1 試樣秤取量 鋁含量 (m/m) 試樣秤取量 g 0.1 以上，未滿 1 1.50 1 以上， 5 以下 0.50 4. 操作 警告：過氯酸蒸氣，若有氨、亞硝酸蒸氣或有機物存在，則有爆炸之危險。過氯酸之蒸發處理，須在具備使用過氯酸亦可確保安全之排氣設備的場所施行。 4.1 試樣溶液之調製：試樣溶液之調製，依下列步驟施行。 (1) 秤取試樣移入燒杯 (300mL)。 (2) 覆蓋錶玻璃，加王水 30

7、mL，加熱分解之。以水洗滌錶玻璃下面，取下錶玻璃，繼續加熱蒸發至液面產生皮膜。放冷後，加氫氯酸 (1+4)20mL 溶解塩類，使用濾紙 (II 種 G 級 )過濾溶液於燒杯 (300mL)，先以溫氫氯酸 (1+10)洗滌，然後以溫水將濾紙及殘渣洗滌，將濾液與洗液合併，作為主液保存。 (3) 將不溶解殘渣連濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )，乾燥後，將濾紙灼熱灰化。放冷後，以硫酸 (1+1)潤濕殘渣，加氫氟酸 5mL，和緩地加熱以使氫氟酸及硫酸揮發。放冷後，加二硫酸鈉 2g，加熱熔融之。放冷後，以溫水約 10mL 溶解熔融生成物，併入第 4.1(2)節所保存之主液。 4.2 鐵等之分離去除：鐵等

8、之分離去除，依下列步驟施行。 (1) 將第 4.1(3)節所得之溶液加熱蒸發至液量為約 10mL。冷卻至室溫後，使用氫氯酸 (7+5)10mL 將溶液洗移至分液漏斗 (100mL)，加 4-甲基 -2-戊酮 20mL，劇烈搖動混合 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將下層之水相移入另一個分離漏斗 (100mL)。再加 4-甲基 -2-戊酮 20mL 於水相，劇烈搖動混合 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將下層之水相移入燒杯 (300mL)，以錶玻璃覆蓋燒杯，加熱使大部分之 4-甲基 -2-戊酮蒸發後，加硝酸 5mL 及過氯酸 10mL，再加熱使發生過氯酸白煙 (1)，並繼續加熱蒸發至液量為 2 3m

9、L(2)。放冷後，加溫水約 30mL 溶解塩類 (3)，加過氧化氫 (1+9)3 5mL 於溶液，加熱煮沸，以分解過氧化氫。加水使液量為約 100mL。 (2) 邊將溶液攪拌混合邊加氫氧化鈉溶液 (100g/L)10mL，加熱煮沸約 5 分鐘，使殘存之鐵等沈澱。冷卻至室溫後，以水洗滌錶玻璃下面，取下錶玻璃，使用濾紙 (II 種 E 級 )將溶液過濾於燒杯 (300mL)，以氫氧化鈉溶液 (10g/L)洗滌沈澱物及濾紙，將洗液併入濾液，捨棄沈澱物。 註 (1) 有鉻共存時，稍移開錶玻璃邊使發生過氯酸白煙邊逐次少量加氫氯酸共 5mL，使大部分之鉻以二氯化鉻之形態揮發。 (2) 注意不得使其亁涸。

10、(3) 產生含有鈮及鎢之不溶解殘渣時，使用濾紙 (II 種 G 級 )將溶液過濾於 4 CNS 11244, G 2242 燒杯 (300mL)，以溫氫氯酸 (1+10)及溫水洗滌濾紙及殘渣，將洗液併入濾液。捨棄殘渣。 4.3 鋁之沈澱分離：鋁之沈澱分離，依下列步驟施行。 (1) 於第 4.2(2)節所得之溶液，加甲基紅溶液第 2(18)節 2、 3 滴作為指示劑，以氫氯酸 (1+1)中和，再加其過量 5mL。加 L(+)-酒石酸溶液 5mL 後，加氨水(1+1)使成為微鹼性，加熱至 50 60，邊攪拌混合邊滴加喔星溶液 第 2(14)節至稍過量。再滴加氨水 (1+1)至呈微鹼性，保持於 50

11、 60約 20 分鐘，以使喔星鋁之沈澱物成熟。 (2) 以濾紙 (II 種 F 紙 )過濾沈澱物，使用溫氨水 (1+100)洗滌至看不出洗液有黃色之著色。將沈澱物連濾紙一起移入具栓塞之磨砂接合錐形瓶 (300mL)，加溫氫氯酸 (1+1)50mL，不至於使煮沸之情形下加熱，偶而予以搖動混合，以完全溶解沈澱物，冷卻至常溫。 4.4 滴定：於第 4.3(2)節所得之溶液，加靛胭脂溶液第 2.(19)節 2， 3 滴作為指示劑，邊將溶液搖動混合邊使用滴定管添加 0.1mol/L 溴酸鉀標準溶液 第 2.(16)節至溶液之藍色消失，再加靛胭脂溶液第 2.(19)節 1 滴，確認溶液呈黃色後，再加 0.

12、1mol/L 溴酸鉀標準溶液第 2.(16)節 2 3mL 作為過量，正確讀取0.1mol/L 溴酸鉀標準溶液第 2.(16)節使用量。加碘化鉀溶液第 2.(12)節10mL，立即蓋栓塞於磨砂接合錐形瓶，放置約 1 分鐘後，以 0.1mol/L 硫代硫酸鈉標準溶液第 2.(17)節滴定所游離之碘。溶液變成淡黃色後，加澱粉溶液第 2.(20)節 5mL 作為指示劑，繼續滴定至碘與澱粉所呈之藍色消失為止。求得 0.1mol/L 硫代硫酸鈉標準溶液第 2.(17)節使用量。 5. 空白試驗：秤取與第 4.1(1)節所秤取試樣相同量之鐵第 2(9)節，移入燒杯(300mL)。以下，依第 4.1(2)

13、4.4 節之步驟，與試樣並行實施相同操作。 6. 計算：依下式算出試樣中之鋁含量。 100m000225.0)VFV()VFV(Al4321= 式中， Al：試樣中之鋁含量 %(m/m) F： 0.1mol/L 硫代硫酸鈉標準溶液第 2.(17)節之濃度係數 V1：滴定試樣溶液時之 0.1mol/L 溴酸鉀標準溶液第 2.(16)節使用量 (mL) V2：滴定試樣溶液時之 0.1mol/L 硫代硫酸鈉標準溶液第 2.(17)節使用量 (mL) V3：滴定空白試驗溶液時之 0.1mol/L 溴酸鉀標準溶液第 2.(16)節使用量 (mL) V4：滴定空白試驗溶液時之 0.1mol/L 硫代硫酸鈉

14、標準溶液第 2.(17)節使用量 (mL) m：試樣秤取量 (g) 5 CNS 11244, G 2242附錄 2 鐵分離色薁醇 S 吸收光度分析法 1. 方法概要：以氫氯酸與硝酸分解試樣，施行殘渣處理後，使用 4-甲基 -2-戊酮將大部分之鐵等萃取去除。加硫醇基乙酸 (mercaptoacetic acid)與色薁醇 S，使生成色薁醇 S 鋁錯合物，使用光度計測定其吸光度。 2. 試藥 (1) 氫氯酸 (7+5， 1+4) (2) 硝酸 (3) 氫氟酸 (4) 硫酸 (1+1， 1+9) (5) 王水 (氫氯酸 3，硝酸 1) (6) 氨水 (1+2) (7) 二硫酸鉀 (8) 鐵溶液：秤取

15、鐵 (99.9%以上 )1.0g，移入燒杯 (300mL)，覆蓋錶玻璃，加氫氯酸10mL 及硝酸 5mL，和緩地加熱分解之。以水洗滌錶玻璃下面，取下錶玻璃，繼續加熱蒸發至亁涸。放冷後，加氫氯酸 (7+5)10mL，加熱溶解塩類，冷卻至室溫，使用氫氯酸 (7+5)20mL 將此溶液洗移至分液漏斗 (200mL)，加 4-甲基 -2-戊酮 30mL 並劇烈搖動混合 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，捨棄下層之水相。加水 20mL 於有機相並劇烈搖動混合約 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將下層之水相移入原來之燒杯。加水 10mL 於有機相，再劇烈搖動混合約 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將下層之水移入原

16、來之燒杯中水相，捨棄有機相。以錶玻璃覆蓋燒杯，加熱使大部分之 4-甲基 -2-戊酮揮發後，加硝酸 5mL 並加熱，以水洗滌錶玻璃，取下錶玻璃，繼續加熱蒸發至亁涸。放冷後，加氫氯酸(1+1)20mL，和緩地加熱溶解塩類。冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 100mL之量瓶，加水至標線。 (9) 硫醇基乙酸溶液 (10vol%) (10)乙酸銨溶液 (200g/L) (11)庫番龍 (cupferron)溶液 :溶解庫番龍 (C6H5N2O2 NH4)6g 於水 100mL。本溶液每次使用時調製之。 (12)色薁醇 S 溶液：溶解色薁醇 S(C23H13Cl2Na3O9S)0.20g 於水 100m

17、L。有不溶解殘渣時，以乾濾紙 (II 種 E 級 )過濾之。 (13)4-甲基 -2-戊酮 (14)氯仿 (15)鋁標準溶液 (5 g Al/mL)：秤取鋁 (99.9%以上 )0.100g，移入燒杯 (300mL)，覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 (1+1)20mL，加熱分解之。滴加硝酸數滴並煮沸，以去除氮氧化物。冷卻至常溫後，以水洗滌錶玻璃下面，取下錶玻璃，使用水將溶液洗移至 1000mL 之量瓶，加水至標線作為原液 (100 g Al/mL)。每次使用時，將此 6 CNS 11244, G 2242 原液之必要量正確稀釋成 20 倍，作為鋁標準溶液。 3. 試樣秤取量：依附錄 2 表 1 之規定秤

18、取試樣。 附錄 2 表 1 試樣秤取量 鋁含量 (m/m) 試樣秤取量 g 0.0005 以上，未滿 0.001 2.0 0.001 以上，未滿 0.010 1.0 0.010 以上， 0.12 以下 0.50 4. 操作 (1) 註 (1) 微量鋁之定量時，最好使用石英器具以替代玻璃器具。 4.1 試樣溶液之調製：試樣溶液之調製，依下列步驟施行。 (1) 秤取試樣移入燒杯 (300mL)，覆蓋錶玻璃，加王水 30mL，加熱分解之。以水洗滌錶玻璃下面，取下錶玻璃，繼續加熱蒸發至液面產生皮膜後，放冷之。 (2) 加氫氯酸 (1+4)20mL 溶解塩類，使用濾紙 (II 種 G 級 )將溶液過濾於

19、燒杯(300mL)，先以溫氫氯酸 (1+4)，然後以溫水洗滌濾紙及殘渣，將濾液與洗液合併，作為主液保存。 (3) 將不溶解殘渣連濾紙一起移入鉑坩堝 (30 號 )，亁燥後，將濾紙灼熱灰化。放冷後，以硫酸 (1+1)潤濕殘渣，加氫氟酸 5mL，和緩地加熱，以使氫氟酸及硫酸揮發。放冷後，加二硫酸鉀 2.0g，加熱熔融之，放冷後，以溫水約 10mL溶解熔融生成物，將溶液併入第 4.1(2)節所保存之主液。 4.2 鐵等之分離去除：鐵等之分離去除，依下列步驟中之一種。 4.2.1 試樣中不含有鈦及釩時 (1) 將第 4.1(3)節所得之溶液加熱濃縮至約 10mL，冷卻至室溫後，使用氫氯酸 (7+5)1

20、0mL 將溶液洗移至分液漏斗 (100mL)。加入 4-甲基 -2-戊酮，其添加量當試樣秤取量為 2.0g 時添加 30mL，試樣秤取量為 1.0g 及 0.50g時添加 20mL，劇烈搖動混合 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，將下層之水相移入燒杯 (300mL)(2)。 (2) 覆蓋錶玻璃，加熱使大部分之 4-甲基 -2-戊酮揮發。加硫酸 (1+1)5mL 及硝酸 5mL 並加熱，待下部分之水蒸發後，以水洗滌錶玻璃下面，取下錶玻璃，繼續加熱使發生硫酸白煙約 2 分鐘 (3)。放冷後，加水約 50mL 並搖動混合，冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 100mL 之量瓶，加水至標線。 4.2.2 試

21、樣中含有鈦及釩時 (1) 施行第 4.2.1(1)節之操作 (2) 覆蓋錶玻璃，加熱使大部分之 4-甲基 -2-戊酮揮發。加硫酸 (1+1)6mL 及硝 7 CNS 11244, G 2242酸 5mL，加熱使大部分之水蒸發後，以水洗滌錶玻璃下面，取下錶玻璃，繼續加熱使發生硫酸白煙。放冷後，使用少量水將溶液洗移至分液漏斗(100mL)，加水使液量為約 30mL。以流動水冷卻後，加庫香龍溶液第2(11)節 2.5mL 並搖動混合，加氯仿 10mL，劇烈搖動混合約 1 分鐘。靜置至分離為兩層後，取出下層之有機相並捨棄之 (4)。 (3) 加氯仿 5mL 於水相並搖動混合，靜置分離為兩層後，捨棄下層

22、之有機相。 (4) 反覆施行第 4.2.2(3)節之操作直至看不出來有機相有黃色之著色。 (5) 將水相移入原來之燒杯，覆蓋錶玻璃，加硝酸 5mL 並加熱使發生硫酸白煙 (3)。放冷後，加水約 50mL 並搖動混合，冷卻至常溫後，使用水將溶液洗移至 100mL 之量瓶，加水至標線。 註 (2) 在此後之操作中的硫酸白煙處理，若有鋁自燒杯溶出之虞，應使用石英燒杯。 (3) 因有機物之分解不充分而致有著色時，稍放冷後，加硝酸 1mL，再加熱使發生硫酸白煙。 (4) 含有多量鈦及釩時，再加庫番龍溶液第 2.(11)節 2.5mL 並搖動混合，加氯仿 10mL，劇烈搖動混合約 1 分鐘，靜置至分離為兩

23、層後，取出下層之有機相並捨棄之。 4.3 顯色：顯色依下列步驟施行之。 (1) 依附錄 2 表 2 之 規 定，將 第 4.2.1(2)或 4.2.2(5)節所得之溶液分取，移入 100mL之量瓶。 (2) 正確加硫醇基乙酸溶液 1mL 及色薁醇 S 溶液第 2(12)節 2mL。滴加氨水(1+2)使溶液呈黃色後，滴加硫酸 (1+9)，以最後一滴使溶液呈色薁醇 S 鋁錯合物之紅色。加乙酸銨溶液 5mL，加水至標線。 附錄 2 表 2 分取量 鋁含量 (m/m) 分取量 mL 0.0005 以上，未滿 0.005 50 0.005 以上，未滿 0.010 20 0.010 以上，未滿 0.050

24、 10 0.050 以上， 0.12 以下 5 4.4 吸光度之測定：將第 4.3(2)節所得之顏色液放置 20 分鐘，取其一部分於光度計之吸收槽 (1cm)，以水為參比液，測定波長 550nm 附近之吸光度。 5. 空白試驗：取鐵溶液第 2.(8)節 5mL，移入燒杯 (300mL)，加王水 30mL。加熱蒸發至即將亁涸後，放冷之。以下，依第 4.1(2) 4.4 節之步驟，與試樣並行實施相同操作。 8 CNS 11244, G 2242 6. 檢量線之製作：準備數個 100mL 量瓶，各取硫酸 (1+1)5mL，加水至標線。由此溶液各分取與第 4.3(1)節之分取量相同之量，移入 7 個

25、100mL 之量瓶，並分別加鋁標準溶液第 2(15)節 0mL、 1.0mL、 2.0mL、 3.0mL、 4.0mL、 5.0mL 及 6.0mL(以鋁計， 0g 、 5g 、 10 g 、 15 g 、 20 g 、 25 g 及 30 g )。以下，依第 4.3(2)及 4.4節之步驟，與試樣並行實施相同操作，製作所得吸光度與作為鋁標準溶液所加鋁量之關係線，將其平行移動使通過原點後，作為檢量線。 7. 計算：自第 4.4 及 5 節所得之吸光度，與第 6 節所製作之檢量線求得鋁量，依下式算出試樣中之鋁含量。 100100BmAAAl21= 式中， Al：試樣中之鋁含量 %(m/m) A1：所分取試樣溶液中之鋁檢測量 (g) A2：所分取空白試驗溶液中之鋁檢測量 (g) m：試樣秤取量 (g) B：試樣溶液及空白試驗溶液之分取量 (mL) 引用標準： CNS 1501 化學試藥試驗法通則 CNS 11012 鋼鐵分析法通則