高速化学分析的新进展 (1).pdfVIP

21世纪材料高速分析第二届全国高速分析学术交流会论文集 高速化学分析的新进展 严恒泰 (上海宝钢股份有限公司不锈钢分公司，上海200431) 20世纪50年代中期以我国著名分析化学家周宗祥为代表的一批分析化学工作者在已有湿法化学分析 方法的基础上，研究完成了一系列适合炉前快速分析的金属特快分析法，如普碳钢中锰、磷、硅、铬、镍五元 素，不锈钢中硅、锰端、镍、钼、钒、钛七元素，铝合金中硅、锰、铁、镍、铜、锌六元素特快分析方法。 20世纪50年代末在钢铁工业迅猛发展的推动下，又相继出现了锰、磷、硅三元素半自动化和自动化分 析仪。之后周老更大胆面科学地提出了以“秒钟”作为分析速度计时单位的高速分析新概念，即化学定量分 析，不必等到化学反应达到平衡可在反应中途截取相对的准确数据，进而又归纳出了形成高速分析六大因 素，即试样溶解高速化，反应与作用高速化，取消及合并操作程序，高速测定终点，控制秒钟化及研究新的高 速分析体系，从而奠定了高速分析的理论基础，并于1964年研制成功了“材研V型湿式高速自动三元素分 析仪”，并荣获国家发明奖。以后十多年步人一个相对缓慢和受挫的发展阶段，这期间锰、磷、硅三元素分析 在上钢一、三、五厂得到成功应用，尤其上钢一厂有五台仪器，四台在现场(二个车问)24h开机，一台作试验 研究用，有专门的玻璃加工工场，有专门的仪表室，从事仪器改进，备品备件生产和维修保养工作，用钽丝替 代碳棒加热，就是我们研究成功的，当时还支援了昆钢、水钢、涟钢等单位，影响颇为深远，在这期问上海虹口 区出现了一家新光仪器厂，专门生产电导碳、硫仪和锰、磷、硅三元素分析仪，名噪一时，产品销售全国各地， 但无一台能正常使用，造成很大的负面影响。 20世纪80年代后，随着我国第一家高速分析仪器厂的诞生，高速化学分析方法的研究与改进，新的高 灵敏的选择性好的有机显色剂合成应用及计算机技术的应用，使得高速分析进入一个崭新的发展时期，以上 只是对高速分析的发展作了一个简要的回顾。 我一生从事了化学分析工作，对高速化学分析情有独钟，现结合本人工作，做一简述。 1碳的测定 研究了新的非水吸收体系，不逸逃，用无水碳酸钠基准标定，实现了理论值计算，用光电管控制滴定终 点，脉冲注射式滴定，测定低含量的碳(wc70．005％)。经典气量法定碳，在李生军，张兴宝等人研制的差压 定碳斜线标尺技术基础上，由方克兵等人选择了压力传感器，引入计算机技术，使气体容量法实现了自动化、 准时化、数字化，并经田英炎教授研究了差压定碳理论问题，揭示了差压与等压定碳的内部联系，证明差压定 碳与等压定碳具有同样准确度。 红外吸收定碳(硫)仪就英之诚公司而言，高频炉输出功率大、螺旋式炉头自动清扫、电子流量计控气、动 态彩屏显示实时数据、释放曲线、分析过程、测碳选用双碳池并能自动切换、气室恒温、低碳池体积扩大等新 技术应用，使得国产红外定碳(硫)仪的水平，能与国外比美，这方面朱中权、刘兴海两位专家的工作，功不可 没。 2硫的测定 绘制检量线，用光电管控制滴定终点，脉冲注射式滴定，碘量测定低含量硫(Ws≥o．0005％)。 经典碘量滴定法，由于s@易逸逃，必需迅速滴定，其终点过量量很难控制一致，误差较大，我们采用容 量光度法联用。通过一只吸收比色杯过量滴定，其过量量(2mL)用光度法扣除，测定结果，可以与重量法 比美。 ·18· 严恒泰：高速化学分析的新进展 当然采用“一管双杯”专用定硫仪也是一个不错的选择，即由一支滴定管计量，减少了读数误差，又简化 了仪器装置，两只吸收杯吸收，第一只杯用中速滴定，不担心硫的逸逃无需快滴，确保终点不过量，第二只杯 用慢滴以捕捉逸逃的SQ。 通氮燃烧测定某些粉状物料中的硫，其硫的回收率接近100％，可用理论值计算。现已测定矿石、炉渣、 锰铁、硅铁、硅铝铁、硅铝锰铁等铁合金及生(铸)铁，另外还进行了石油产品中硫的测定试验，也取得成功。 最后不得不提及田英炎教授关于添加剂作用机理的研究，即助燃、发热、调节酸碱度、搅拌、催化、稳燃， 抗干扰和参加反应八大作用，以及高含量碳硫分析的稀释技术。 3锰的测定 磷酸的存在对高锰酸的稳定有益，但使二价锰被氧化成七价锰的速度变慢，因比在高速分析中在锰量不 高的情况下(弧。≤2％)，可以不加磷酸，又因锰的氧化反应是一生成酸的反应，采用低酸度对反应有益，试