分光光度法测定合金钢中的钼

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Determination of M olybdenum in Alloy Steel bySpectrophotometryZHOU Zhiwei(Chongqing Chuanwei Yian'an Engineering Co.，Ltd.，Chongqing 401254，China)Abstract A SnC12 reduction spectrophotometry method for analysis of molybdenum in steel wasestablished. The influence of experimental conditions on analysis results was studied. The optimaldetection conditions were determined by testing the steel alloy standards with known concentrations ofmolybdenum.Under the optimal conditions，the content of molybdenum of the samples were tested andthe results were consistent with those by the traditional method for the determination of molybdenum.Themethod was proved tO be time saving，reagent saving and can be used to fast and accurately determine thecontent of molybdenum in steel alloy。

Keywords steel alloy；SnC12；spectrophotometry；molybdenum ；3 5 CrM oA0 前言合金钢通常是在钢中加入合金元素来提高钢的性能u]，当钼加入钢中时，能增加钢的强度又不降低钢的可塑性和韧性，同时使钢在高温下有足够的强度和改善钢的耐蚀性和冷脆性，广泛应用于结构钢、耐热钢、耐酸钢中。因此，各种含钼合金材料中均对钼元素含量作出了上下限区间规定。

目前，检测钼的主要方法有目视光谱分析法、重量法、直读式光谱分析法，紫外分光光度法l2。]，上述方法中，目视光谱分析法主要是定性，对操作人员的要求较高，重量法分析速度慢，直读光谱仪器昂贵，而传统紫外分光光度法分析过程长，所以对钼含量的检测中寻找-种操作简单，快速、廉价、灵敏度高的方法非常必要。

研究中发现，在-定的试验条件下，溶在酸性溶液中的 Mo针，被氯化亚锡还原为 Mo件后，加入硫氰酸钠显色，静置 15 min后，在 470 nm波长处有最大吸收 ，且与合金钢 中钼的含量在-定范围 内呈线性关系，据此建立了分光光度法测定合金钢中的钼含量。

收稿日期：2012-12-17 修回日期：2013-01-16基金项 目：中国石化集团四川维尼纶厂 3o万吨/年醋酸乙烯项目资金(VPMT09-A15-B04-33)资助作者简介 ：周志伟，男，工程师，主要从事金属材料的研究检验工作。E-mail：46729722###qq.corn54 中国无机分析化学 2013拄1 实验部分1.1 主要仪器与试剂722型光栅分光光度计(重庆川仪九厂)。

磷混合酸 ：于 700 mL水 中加入 150 mL硫酸和150 mL磷酸，搅拌均匀。硫酸溶液(13)，高氯酸(19)，王水 ，硫氰酸钠 (200 g/L，现用现配)，氯化亚锡(100 g/L，现用现配)，分析用水均为去离子水，试剂均为分析纯。

钼标准溶液(1 000 rag/L)：称拳 500℃灼烧1 h，冷却到室温 的三氧化钼 (纯度 为 99.99 O)1.500 0 g，置于 100 mL烧杯中，用 NaOH(1 tool/L)溶液溶解，用 H SO4(11)溶液中和，冷却后定容到1 L，摇匀。

1.2 实验方法将 35CrMoA的螺栓在砂轮上打磨到出现金属光泽，在取样机上钻取约 20 g铁屑，用分析样品专用袋保存，备用。

称取 0.200 0 g试样于 250 mL三角烧瓶中，加入 5 mL王水 ，加热溶解 ，溶解完毕 ，加入 15 mL硫磷混合酸，蒸发冒白烟，保持 30 S，取下，流水冷却，加入 1O mL水溶解盐类，稀释到 100 mL容量瓶中，摇匀，用移液管从容量瓶 吸取 1O mL试液于 150 mL干燥 的三 角瓶 中，用 移液 管 ，分 别加 入 配 制 好 的10 mL疏酸(13)，10 mL高氯酸(100 g/L)，5 mL硫氰酸钠(200 g/L)，10 mL氯化亚锡(100 g/L)，放置15 min后用 1～2 cm 比色皿于 470 nm波长处在分光光度计中测定其吸光度 A。

2 结果与讨论2.1 吸收波长的选择按实验方法，绘制吸收光谱 曲线 ，结果见图 1。

图 1 吸收光谱 曲线 图Figure 1 Absorption spectra of samples。

结果表明，在酸性介质中，用 SnC1。为还原剂 ，溶液中的 Mo汁与 SCN 形成橙红色络合物，在470 nm波长处有最 大吸收峰，选择 吸收波长为470 nm为测定波长。

2.2 反应介质的选择按选定的实验方法操作，SCN-作为配位离子与Mo 结合，该反应是在强酸溶液中进行的，在酸性溶液中，络合物被离解的反应是不显著，因为氢离子并不与 SCN 结合。以SnC1 为还原剂时，显色的适宜介质为硫酸溶液Ec(H )0.5～2.0 mol/L]，含钨钢时，溶液中硫酸浓度-般控制在 2.5～2.8 mol/L。酸化溶液时可以使用硫酸、高氯酸、盐酸，不能用硝酸，因为硝酸的存在能使已被还原的 Fe抖重新氧化而发色。

2.3 发色剂的选择实验用的发色剂可以用硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸铵 。溶液 中有高氯酸的存在 ，为防止硫氰酸的钾盐、铵盐与高氯酸形成高氯酸盐沉淀 ，影响吸收光谱强度，实验中采用硫氰酸钠。

2.4 反应温度和时间的选择按实验方法操作，分别设定在不同温度下反应不 同的时间，测其吸光度。实验结果表 明，温度越低，Mo汁与 scN 结合不充分，其它共存离子难以充分掩蔽，发色效果不明显；温度越高，时间越长，Mo。与 SCN 结合不稳定 ；实验选择 25℃下反应15 rain为最佳操作条件。

2.5 共存离子对测定的影响按实验方法分析不锈钢、合金钢中钼时，钨、铜、钒、钛、锑、铬对测定干扰，其他元素的干扰影响可以忽略 。

据文献报道[3]，铁的存在有利于钼的测定，因其在还原 时，Fe计/Fe 离子 的存 在对于钼还原 至-定价态起到稳定作用，因此铁的存在更有利于钼的测量 。

钨的干扰主要是在用高氯酸溶样和冒烟时，生成钨酸吸附钼，造成结果无规律的偏低。操作中可用 5 mL磷酸和高氯酸-起溶样来消除其干扰。铜的干扰主要是由于生成硫氰酸亚铜沉淀聚集在水相与有机相的界面上，并沾污有机相而影响吸光度的测定 。显色液中铜含量超过 O.5 mg就会引起 吸光度偏高，实验中可加入硫脲与氯化亚锡-起充当还原剂，将铜(Ⅱ)掩蔽，消除其干扰。钛含量低时可不予考虑。

由于高氯酸在溶样、冒烟和加水溶解盐类时，锑第 2期 周志伟：分光光度法测定合金钢中的钼 55发生水解导致钼被 吸附 ，吸光度偏低。-般显色液中锑含量超过 200 mg干扰比较明显。但由于钢中锑含量甚微 ，可以不予考虑 ，必要时改用 25 mL磷酸(13)溶解试样 ，滴加硝酸氧化 ，可消除其干扰。

Cr抖不与硫氰酸络合，但本身颜色存在干扰，应该作试液空白进行校正。Cr汁与硫氰酸盐生成紫红色 ，在波长 530 rim时对测定有影响，所以对高铬低钼试样，用高氯酸加热冒烟操作，会除去干扰。

2.6 操作对实验结果的影响氯化亚锡还原法适用于测定铁基合金，显色液中含铁量不小于 20 mg，若含量太少，测定结果会偏低，此时应在试样加入纯铁(99.99 )，保证结果准确；硝酸盐的存在对显色有影响，在实验时，要加热以除去；硫氰酸钠与氯化亚锡加入的顺序不 能颠倒 。

2.7 工作曲线和检出限按实验方法对钼系列标准溶液进行测定，合金钢中钼的质量含量在 0.1 ～4.0 时与其吸光度A呈线性关系，线性 回归方程为 A0.2178C0.0016，相关系数为 0.996 2，对 1 000 mg/L钼标准溶液测定 11次，相对标准偏差为 1.2 ，求得方法的检出限为 0.24 mg/L。

2.8 方法的准确度按实验方法对合金钢标准物质中钼含量进行测定，其结果见表 1。

表 1 标 准物质 的分析 结果Table 1 Analytical results of standards(，l6 J /%2.9 样品分析按实验方法，对取 自库房中的 35CrMoA合金钢螺栓进行处理与钼的测定 ，平均测定 6次 ，钼含量为 0.21 9/6，相对标准偏差为 1.2 ，检测效果 良好，符合分析的要求。

3 结论用分光光度法 ，以确定的实验条件和操作方法 ，测定样品的吸光度 ，从 而得 到被测样的钼含量 。与传统方法相比，操作简单，快速，在冶金分析，机械制造材料质量控制中不失为-种可选的方法。