铝中间合金化学分析方法第2部分：锰含量的测定高碘酸钾分光光度法编制说明

铝中间合金化学分析方法 第2部分：锰含量的测定 高碘酸钾分光光度法 编 制 说 明 北京有色金属研究总院 2011年8月 编 制 说 明 1 工作简况（包括任务来源、协作单位、主要工作过程） 1.1 任务来源 根据全国有色金属标准化技术委员会2009年标准制（修）定计划，2010年6月29日～7月2日于安徽省黄山市召开了《铝中间合金化学分析方法》有色金属行业标准任务落实会，根据会议纪要安排，由国家轻金属质量监督检验中心负责YS/T XXX.2-201X《铝中间合金化学分析方法 第2部分：锰含量的测定 高碘酸钾分光光度法》由北京有色金属研究总院，东北轻合金有限责任公司，辽宁忠旺集团有限公司起草。 本部分主要起草人：刘冰心、李娜、童坚。 本部分主要验证人：李文志、张红霞、曹阳、孙明杰。 1.2 起草单位情况 国家有色金属及电子材料分析测试中心于1983年6月由原国家科委批准成立，是十四个国家级分析测试中心之一。中心拥有雄厚的技术力量，先进的仪器，齐全的分析方法，以及与国际接轨的质量管理体系（ISO/IEC17025），是国家有色金属及电子材料的权威检测机构，同时是国家分析测试标准的主要起草单位。 中心拥有先进的大型分析测试仪器四十台套，包括：一百万伏超高压电子显微镜（国内唯一）、高分辨电子显微镜、数字金相显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机、等离子质谱仪、等离子发射光谱仪、火花直读光谱仪、X射线荧光光谱仪、离子色谱仪、石墨炉原子吸收光谱仪、氢分析仪、氧氮测定仪、碳硫测定仪等等。 1.3 主要工作过程和工作内容 2010年7月全国轻金属标准化技术委员会在黄山召开了任务落实会，根据会上的讨论，形成征求意见稿，之后广泛征求相关单位意见，再根据各单位意见形成预审稿，于2011年7月九江召开审定会。 1.3.1 制定编审原则 ⑴ 以满足我国铝行业的实际生产和使用的需要为原则。提高标准的适用性。 ⑵ 以与实际相结合为原则，提高标准的可操作性。 ⑶ 充分考虑国家法律、安全、卫生、环保法规的要求。 ⑷ 完全按照 GB/T1.1-2000《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则》、GB/T1.4-2001《标准化工作导则 第4部分：化学分析方法》的要求对本部分进行了编写。 1.3.2 编制过程 ⑴ 申报单位计划。 ⑵ 组建起草小组。 ⑶ 先进行调研工作，向轻标委秘书处提交立项论证 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，送交年会讨论。 ⑷ 形成草案稿。 ⑸ 2010年6月全国轻金属标准化技术委员会在黄山召开了任务落实会，本单位接受下达起草YS/T XXX.2-201X《铝中间合金化学分析方法 第2部分：锰含量的测定 高碘酸钾分光光度法》的任务；确定了标准编审原则；同时对草案稿进行讨论。 (6) 由草案稿形成了征求意见稿。 ⑺ 通过广泛征求意见，归纳总结各条意见形成审定稿。 2 标准的主要内容 标准由八个部分组成：范围、方法提要、试剂、试样、分析步骤、分析结果的计算、精密度、质量控制与保证。 3 试验报告 根据目前铝锰中间合金中锰量w（Mn） 在9.0%~26.0%，杂质元素质量分数小于0.5%，见表1-铝中间合金成分表，本方法确定Mn的测定范围为5.0%～30.0%。 表1 序号 牌号 化学成分（质量分数）/% Si Fe Cu Mn Cr Ni Ti B V 其他 Al 单个 合计 12 AlMn10 0.40 0.45 0.10 9.0～11.0 0.10 0.10 0.10 - - 0.05 0.15 余量 13 AlMn20 0.20 0.25 0.10 19.0～21.0 - - - - - 0.03 0.15 余量 14 AlMn25 0.20 0.25 - 24.0～26.0 - - - - - 0.05 0.15 余量 试验用高碘酸钾做氧化剂，其反应式如下： 5IO4- + 2Mn2+ + 3H2O = 2HMnO4 + 5IO3- + 4H+ 试样用硫酸溶解，生成硫酸锰，锰（Ⅱ）被高碘酸根氧化为锰（Ⅶ），高锰酸为紫红色，以分光光度法测定锰的含量。 3.1试验部分 3.1.1 试剂 高碘酸钾；纯铝（纯度≥99.99%）；硫酸（ρ1.84 g/L），优级纯；硫酸（1+1）；锰标准贮存溶液（1000μg/mL）；锰标准溶液（200μg/mL）。 3.1.2 分析方法 3.1.2.1 将试料置于200mL烧杯中，加入5 mL硫酸(ρ1.84 g/L)，低温加热至试料完全分解，冷却，按表2将溶液移入相应体积容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。分取5mL试液于200mL烧杯中，加入40mL硫酸(1+1)，0.5g高碘酸钾，补加水至约75mL，徐徐加热至溶液微沸，并保持微沸12min，冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 表2 锰的质量分数/% 分取前试液总体积/g 5.0～15.0 100 ≥15.0～30.0 250 3.1.2.2 分别移取0，1.00mL，2.00mL，3.00mL，4.00mL，5.00mL锰标准溶液（200μg/mL），于6个200mL烧杯中，加入40mL硫酸（1+1），0.5g高碘酸钾，补加水至约75mL，徐徐加热至溶液沸腾，并保持微沸12min，冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 3.1.2.3 用1cm吸收皿，以水做参比，于525nm处进行光度测量。以锰量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。 3.1.3 结果计算 锰含量以锰的质量分数 计，数值以 % 表示，按公式（1）计算： ……………………………（1） 式中： ——工作曲线上查得的锰的质量，单位为微克（μg）； V0——试液分取前的总体积，单位为毫升（mL）； ——试料的质量，单位为克（g）； V1——试液的分取体积，单位为毫升（mL）。 计算结果表示到小数点后2位。 3.2 结果与讨论 3.2.1 高锰酸吸收曲线 移取700μg锰于200mL烧杯中，加入40mL硫酸（1+1），0.5g高碘酸钾，补加水至约75mL，徐徐加热至溶液沸腾，并保持微沸12min，流水冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，进行光度测量。用1cm吸收皿，以水做参比，在400nm～约750nm进行波长扫描，得到高锰酸吸收曲线，如图1，最大吸收峰在525nm处。 图1. 高锰酸吸收曲线 3.2.2 显色溶液放置时间与吸光度的关系 进行显色时间的条件试验，结果如图2，高锰酸根稳定时间大于48h。 图2. 显色稳定性试验 3.2.3 高碘酸用量的影响 由图3可以看出高碘酸钾用量在0.2g～1g之间吸光度有一个稳定的平台，太少或太多均引起吸光度降低。显色溶液体积为100mL时选择高碘酸钾加入量为0.5g。 图3. 高碘酸钾用量试验 3.2.4 硫酸酸度的影响 移取700μg锰标准溶液于200mL烧杯中，加入XmL硫酸(1+1)，0.5g高碘酸钾，补加水至约75mL，徐徐加热至溶液沸腾，并保持微沸12min，流水冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，进行光度测量。由图4可以看出硫酸加入量在10mL以上时，吸光度可以获得一个稳定的平台，为操作方便，选择硫酸加入量为20mL。 图4 硫酸酸度的影响 3.2.5 煮沸时间的影响。 移取700μg锰标准溶液于200mL烧杯中，加入20mL硫酸(1+1)，0.5g高碘酸钾，补加水至约75mL，徐徐加热至溶液沸腾，并保持微沸Xmin，冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，进行光度测量。由图5可以看出煮沸时间小于8min时，锰（II）没有完全氧化到（VII）,煮沸时间太长（大于15min），会引起高锰酸根的分解，因而吸光度下降，本试验选择煮沸时间为12min。 图5. 煮沸时间的影响 3.2.6 铝基体的影响 分别移取两个系列的0，0.40mL，0.80mL，1.20mL，1.60 mL，2.00mL锰标准贮存溶液（1000μg/mL），于12个200mL烧杯中，并于其中一个系列的6个烧杯中分别加入0.1g纯铝（纯度≥99.99%），所有烧杯都依次加入40mL硫酸(1+1)，0.5g高碘酸钾，补加水至约75mL，徐徐加热至溶液沸腾，并保持微沸12min，冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 用1cm吸收皿，以水做参比，于525nm处进行光度测量。比较加入0.1g铝基底锰工作曲线与不加铝基底的锰工作曲线斜率。如图6试验表明铝对锰标准工作曲线斜率无影响。 图6. 铝基体影响 3.2.7 精密度试验 3.2.7.1 试验方法 1#： 称取0.1g纯铝（1.2）11份，分别置于200mL烧杯中，加入5mL锰标准贮存溶液（1.5）。以下按3.1.2.1～3.1.2.3操作。 2#： 称取0.1g铝中间合金11份，分别置于200mL烧杯中，加入15mL锰标准贮存溶液（1.5）。以下按3.1.2.1～3.1.2.3操作。 3#： 称取0.060g纯铝11份，分别置于200mL烧杯中，加入铝锰剂（其中锰含量为75%）0.0400g，以下按3.1.2.1～3.1.2.3操作。 3.2.7.2 精密度数据见表3。 表3 精密度数据 Mn 1# 2# 3# 1 5.01 15.28 29.02 2 5.03 15.25 29.50 3 5.10 15.42 29.49 4 5.02 15.15 30.45 5 4.98 15.47 30.33 6 4.97 15.35 29.49 7 5.05 15.18 29.73 8 5.03 15.26 29.11 9 5.01 15.32 29.27 10 5.02 15.45 30.08 11 5.03 15.21 29.94 平均值 average 5.02 15.30 29.25 重复性标准差 Sr 0.034 0.11 0.48 重复性限 2.8Sr 0.10 0.31 1.34 相对标准偏差 RSD 0.68 0.72 1.64 3.3 验证结果 标准复验单位（东北轻合金有限责任公司）对试验报告进行了完全复验，重点进行了加标回收试验和样品精密度试验，完全同意试验报告中各项条件试验的结论。经过修改按照分析方法，对铝中间合金进行同样的3个合成样品分析，测定结果见表4。 表4 Mn 1# 2# 3# 1 5.04 15.20 29.02 2 5.00 15.12 30.00 3 4.96 15.52 30.40 4 5.04 15.28 30.50 5 4.96 14.72 29.30 6 5.00 14.96 30.20 7 5.00 15.12 29.90 8 4.96 15.04 29.90 9 4.96 14.88 30.40 10 4.96 15.52 30.50 11 5.04 15.28 29.80 平均值 average 4.99 15.15 30.03 重复性标准差 Sr 0.035 0.25 0.42 重复性限 2.8Sr 0.10 0.70 1.18 相对标准偏差 RSD 0.70 1.65 1.40 复核单位（辽宁东旺）按照分析方法测定的结果见表4。 表5 Mn 1# 2# 3# 1 4.92 15.07 29.85 2 5.12 14.96 30.35 3 4.95 15.00 29.85 4 4.94 15.13 29.75 5 4.93 14.90 30.00 6 5.07 15.13 29.15 7 5.02 15.48 29.40 8 4.96 15.28 28.95 9 4.93 14.76 29.65 10 5.06 15.15 29.75 11 4.96 14.79 29.68 平均值 average 4.99 15.06 29.67 重复性标准差 Sr 0.07 0.21 0.39 重复性限 2.8Sr 0.19 0.59 1.09 相对标准偏差 RSD 1.40 1.39 1.31 4 建议 按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则 第1部分 标准的结构和编写》和GB/T20001.4—2001《标准编写规则 第4部分 化学分析方法》的要求，对本部分进行了编写。 建议颁布本部分为有色金属行业标准； 建议本部分为推荐性有色金属行业标准。 5 预期效果 随着铝及铝合金生产技术的进步和使用范围的不断扩大，已广泛用于航天、航空、建筑等各个领域，是重要金属材料之一，铝中间合金也被广泛应用于铝合金的生产之中，其种类和牌号也越来越多，目前，国内外分析标准中尚无铝中间合金的测定方法。在日常分析中，各单位通常采用自己的企业标准，没有统一方法。行业标准《铝中间合金化学分析方法》，将成为铝中间合金化学分析方面的基础标准， 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 、统一铝中间合金各主元素测定方法，使得铝及铝合金化学分析事业更加有序地发展，更加标准化，更加与国际接轨，为中国铝业的持续、健康、快速发展服务。 2011年8月 _1375021896.unknown _1375022101.unknown _1375021961.unknown _1354003427.xls Chart1 0.247 0.251 0.295 0.296 0.295 0.295 0.294 硫酸用量（mL） 吸光度 Sheet1 时间（h） 0 8 24 32 48 吸光度 0.296 0.295 0.293 0.295 0.294 Sheet1 时间 吸光度 吸光度 Sheet1 (2) 高碘酸钾用量（g） 0.05 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.5 2 吸光度 0.251 0.272 0.296 0.295 0.294 0.295 0.294 0.285 0.262 0.205 Sheet1 (2) 高碘酸钾用量（g） 吸光度 Sheet1 (3) 硫酸加入量（mL） 2 5 10 15 20 25 30 吸光度 0.247 0.251 0.295 0.296 0.295 0.295 0.294 Sheet1 (3) 硫酸用量（mL） 吸光度 Sheet2 Sheet3 _1375010978.unknown _1354001743.xls Chart1 0.296 0.295 0.293 0.295 0.294 时间 吸光度 吸光度 Sheet1 时间（h） 0 8 24 32 48 吸光度 0.296 0.295 0.293 0.295 0.294 Sheet1 时间 吸光度 吸光度 Sheet2 Sheet3