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铝合金中铝含量的测定

一、实验目的

1．熟悉置换滴定方法的原理，了解其应用。

2.掌握铝合金样品的处理方法。

3.掌握铝合金中铝含量测定的基本原理与操作。

二、实验原理

由于Al3+易形成一系列多核羟基配合物，这些多核羟基配合物与EDTA配合缓慢，故通常采用返滴定法测定铝。加入定量且过量的EDTA标准溶液，在pH≈3.5时煮沸几分钟，使Al3+与EDTA配位滴定法完全，继而在pH为5～6时，以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+盐溶液返滴定过量的EDTA而得铝的含量。

但是，返滴定法测定铝缺乏选择性，所有能与EDTA形成稳定配合物的离子都干扰。对于像合金、硅酸盐、水泥和炉渣等复杂试样中的铝，往往采用置换滴定法以提高选择性，即在用Zn2+返滴定过量的EDTA后，加入过量的NH4F，加热至沸，使A1Y-与F-之间发生置换反应，释放出与Al3+的物质的量相等的H2Y2一EDTA，再用Zn2+盐标准溶液滴定释放出来的EDTA而得铝的含量。

有关反应如下：

pH=3.5时，Al3+（试液）＋Y4-（过量）＝AlY-,Y4-(剩)

pH=5-6时，加入二甲酚橙指示剂，用Zn2+盐标液滴定剩余的Y4-

Zn2+＋Y4-(剩)＝ZnY2-，

加入NH4F

置换反应:AlY-+6F-=AlF63-+Y4-(置换)

滴定反应:Y4-(置换)+Zn2+＝ZnY2-

终点：Zn2+(过量）＋XO＝Zn-XO黄色→紫红色

用置换滴定法测定铝，若试样中含Ti4+、Zr4+、Sn4+等离子时，亦会发生与Al3+相同的置换反应而干扰Al3+的测定。这时，就要采用掩蔽的方法，把上述干扰离子掩蔽掉，例如，用苦杏仁酸掩蔽Ti4+等。

铝合金所含杂质主要有Si、Mg、Cu、Mn、Fe、Zn，个别还含Ti、Ni、Ca等，通常用HNO3-HCl混合酸溶解，亦可在银坩埚或塑料烧杯中以NaOH—H202分解后再用HN03酸化。

三、试剂

1．NaOH(200g／L)。2．HCl溶液(1+1)。3．EDTA(0.2mol／L)

4．二甲酚橙(2g／L)。5．氨水(1+1)。6．六亚甲基四胺(200g／L)。

7．Zn2+标准溶液8．NH4F(200g／L)9．铝合金试样。

四、实验内容

1.锌标准溶液的配制：

准确称取在800?C～1000?C灼烧（需20min以上）过的基准物锌粉0.15～0.20g于100mL烧杯中，用少量水润湿，然后逐滴加入6mol·L-1HCl5ml，边加边搅至完全溶解为止，然后，定量转移入250mL容量瓶中，稀释至刻度并摇匀。

2.样品溶液的制备

准确称取0.10～0.1lg铝合金于50mL塑料烧杯中,加入10mLNaOH，沸水浴中使其完全溶解，稍冷后,加(1+1)HCl溶液至有絮状沉淀产生，再多加10mL(1+1)HCl溶液。定量转移试液于250mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀。

3.铝合金含量的测定

准确移取上述试液25.00mL于250ml锥形瓶中，加3mLEDTA，25ml蒸馏水，2滴二甲酚橙，此时试液为黄色，加氨水至溶液呈紫红色，再加(1+1)HCl溶液，使溶液呈现黄色。煮沸3min，冷却。加20mL六亚甲基四胺，此时溶液应为黄色，如果溶液呈红色，还须滴加(1+1)HCl溶液，使其变黄。滴加2滴二甲酚橙指示剂，把Zn2+滴入锥形瓶中，用来与多余的EDTA配位滴定，当溶液恰好由黄色转变为紫红色时停止滴定(这次滴定的Zn2+的体积不需记录)。

于上述溶液中加10mLNH4F，加热至微沸，流水冷却，再补加2滴二甲酚橙，此时溶液应为黄色，若为红色，应滴加(1+1)HCl溶液使其变为黄色。再用Zn2+标准溶液滴定，当溶液由黄色恰好转变为紫红色时即为终点，根据这次Zn2+标准溶液所耗体积计算Al的质量分数。

五、数据处理

编号

1

2

3

Zn2+浓度

Zn2+溶液的体积/mL

平均值/ml

含量/%

六、思考题：

1.本实验中使用的EDTA溶液要不要标定？

2.为什么加入过量的EDTA，第一次用Zn2+标准溶液滴定时，可以不计所消耗的体积？但此时是否须准确滴定溶液由黄色变为紫红色？为什么？