UDC 669.14/.15 :543.06 H 11 中华人民共和国国家标准 GB/T 223.3694 钢铁及合金化学分析方法 蒸馏分离-中和滴定法测定氮量 Methods for chemical analysis of iron ,steel and alloy The neutral titration method for the determination of nitrogen content after distillation separation 1994-09-26发布 1995-06-01实施 国家技术监督局发布 中华人民共和国国家标准 钢铁及合金化学分析方法 GB/T 223.36--94 蒸馅分离-中和滴定法测定氮量 代替GB223.36—85 Methods for chemical analysis of iron ,steel and alloy The neutral titration method for the determination of nitrogen content after distilation separation 1主题内容与适用范围 本标准规定了蒸馏分离-中和滴定法测定氮量。 本标准适用于合金钢及高温合金中氮量的测定，不适用于不加铝冶炼的硅钢及其型材中氮量的测 定。测定范围：0.010%~0.50%。 2方法提要 试样用适当的酸分解，其中的氮转化成相应酸的铵盐，在过量碱的作用下，水蒸汽蒸馏分离氮，以硼 酸溶液吸收蒸出液，用氨基磺酸标准溶液滴定。 3试剂 所有试剂应采用含氮量低的试剂，所有用水均为无氨水。 3.1硫酸钾。 3.2氟化钠。 3.3 硫酸(pl.84g/mL)。 3.4硫酸(1+4)。 3.5 氢氟酸（p1.15g/mL）。 3.6磷酸(pl.70g/mL)。 3.7石 硫酸-磷酸混合酸：于200mL水中，在搅拌下缓缓加入10mL硫酸（3.3），加40mL磷酸（3.6），混 匀。 3.8盐酸（1+1)。 3.9高氯酸(1+1)。 3.10过氧化氢(p1.10g/mL)。 3.11氢氧化钠溶液：称取500g氢氧化钠，溶于800mL水中，加数粒锌粒，加热煮沸10min，捞去残余 的锌粒，取下冷却，用水稀释至1000mL，混匀，贮于塑料瓶中。 3.12硼酸吸收液(0.1%）。 3.13氨基磺酸标准溶液 3.13.1氨基磺酸标准溶液[c(NH,SO,H)=0.1000mol/L) 称取9.7090g预先在硫酸真空干燥器内干燥48h的基准氨基磺酸，置于400mL烧杯中，加水溶解， 移入1 000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。 若无基氨基磺酸，在配制氨基磺酸溶液之后，其浓度可用基准无水碳酸钠标准溶液进行标定。方 国家技术监督局1994-09-26批准 1995-06-01实施 GB/T 223.36—94 法如下： 称取5.2995g预先在高温炉中于270℃下灼烧至恒量的基准无水碳酸钠配制成1000mL，其浓度为 c(1/2Na,CO,)= 0. 1000mol/L。 移取三份20.00mL上述溶液分别放于锥形瓶中，分别加约40mL.水，再分别加3滴指示剂（3.14）， 用氨基磺酸溶液滴定至玫瑰红色为终点。三份所消耗氨基磺酸溶液的毫升数，其极差值不得超过 0.05mL,取其平均值。 Vi 式中: V,一 一滴定时消耗氨基磺酸溶液的体积，mL。 3.13.2氨基磺酸标准溶液[c（NH,SO,H)=0:002000mol/L]： 移取20.00mL氨基磺酸标准溶液（3.13.1）,置于1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 3.14甲基红-次甲基蓝指示剂：称取 0.125g甲基红和0.083g次甲基蓝,溶于100mL乙醇中,贮于棕 色瓶内。 4仪器 水蒸气蒸馏仪（见下图）。 凡能满足下列条件的蒸馏仪均可采用： 必须是水蒸气蒸馏式的； 8. b. 蒸馏速度：一般为10～20min内蒸出液量达70～100mL； 氮的回收率：对10～1500μg氮，蒸出液为80mL，氮的回收率在97%以上； d. 仪器空白值：在加碱空蒸时（不加试样），蒸出液为80mL，滴定消耗氨基磺酸标准溶液 (3.13.2）不应超过0.50mL。 水蒸气蒸馏仪 1—三颈瓶（20003000mL）；2—加热电阻丝，3接线柱；4一电极；5—废液瓶（500mL）； 6—蒸馏瓶（500mL)：7—漏斗；8磨口罩，9—双球分馏器；10--冷凝管， 11一吸收瓶（250mL）；12--弹簧夹 2 GB/T 223.36-94 5分析步骤 在无氮化物污染的专用实验室工作。 5.1试样量 按表1称取试样量。 表1 含氮量,% 试样量,g 0. 01~0. 03 2.000 >0. 03~0. 05 1. 000 >0. 05~0. 15 0.5000 >0. 15~0. 30 0.2000 >0. 30~0. 50 0.1000 5.2空白试验 随同试样做空白试验。 5.3测定 5.3.1试样的溶解 将试样（5.1)置于150mL锥形瓶或凯氏瓶中，根据不同试样按下列各项处理。 5.3.1.1一般合金钢和高温合金试样：加50mL硫酸（3.4)[如果试样中含1%～8%的铝、钨、钛合量 时，可补加1~5mL磷酸（3.6)；试样中含0.5%~4%硅时，可加5～40滴氢氟酸（3.5)或0.5g氟化钠 （3.2），加热溶解，保持溶液不沸腾，直到试样基体全部溶解[如发现有多量碳化物存在于溶液中，可在 摇动下滴加5～20滴过氧化氢（3.10)，移至较高温度处，蒸发至刚冒白烟，然后，加5mL硫酸（3.3）、1g 硫酸钾（3.1），置于高温处（330℃以上），加热冒烟20~30min，取下冷却，加30mL水，加热溶解大部分 盐类，冷却，备蒸馏。 5.3.1.2不含难溶氮化物的高铬（铬大于10%）钢和铬（镍）锰氮系不锈钢试样：加40mL硫酸（3.4)溶 解，冷却，备蒸馏。 5.3.1.3含（1%~2%）的超低碳不锈钢试样：加30mL高氯酸（3.9），加热溶解，继续冒烟5~ 10min，取下冷却，加30mL水，加热溶解盐类，冷却，备蒸馏。 5.3.1.4高速工具钢试样：加30mL硫酸-磷酸混合酸（3.7)溶解试样，在摇动下滴加10～20滴过氧化 氢（3.10），继续加热至冒烟20~30min，取下冷却，加30mL水，加热溶解盐类，冷却，备蒸馏。 5.3.1.5基体难溶于硫酸的试样：加30mL盐酸（3.8)溶解，冷却后，边摇动边加入10ml.硫酸（3.3）， 继续在高温下冒硫酸烟20～30min，取下冷却，加30mL水，加热溶解大部分盐类，冷却，备蒸馏。 5.3.2蒸馏氨 5.3.2.1蒸馏仪的准备：蒸馏试样前，必须用水蒸气充分清洗仪器并检查仪器是否漏气，以免造成氨的 损失和回收废液的困难。然后加10mL氢氧化钠溶液（3.11)和30mL水，进行蒸馏，至蒸出液达80mL， 滴定空白值，滴定所消耗的氨基磺酸标准溶液（3.13.2)不大于0.50mL，仪器方可使用。 5.3.2.2在250mL吸收瓶（11)内，加入10mL硼酸吸收液（3.12)和4滴甲基红-次甲基蓝指示剂 （3.14），置于冷凝管（10)下端，使冷凝管下端浸入吸收液内。 5.3.2.3经漏斗（7)向蒸馏瓶（6)加入氢氧化钠溶液（3.11)。其加入量按中和溶样用酸量之后，再过量 5～10mL。用水冲洗漏斗（7），然后缓缓地加入试样溶液（5.3.1.1～5.3.1.5），并用水冲洗锥形瓶和漏 斗。 5.3.2.4加盖磨口罩（8），通电加热蒸馏，待蒸出液达80mL，降低吸收瓶（11,）使冷凝管下端离开液 面，再继续蒸馏30s，用少量水冲洗冷凝管下端。 3 GB/T 223. 36—94 5.3.2.5断电，停止蒸馏。此时，蒸馏瓶（6)中废液自动回吸到废液瓶（5)中，打开弹簧夹（12)放出废液。 5.3.3滴定 取下吸收瓶(11),用氨基磺酸标准溶液(3.13.2)进行滴定，溶液由亮绿色变成玫瑰红色，即为终点。 6分析结果的计算 按下式计算氮的百分含量： c(V-V,)X0. 01400 N(%)= X100 m 式中：V滴定试样所消耗氨基磺酸标准溶液体积，mL; V。滴定随同试样空白所消耗氨基磺酸标准溶液体积，mL； c—-滴定用氨基磺酸标准溶液的摩尔浓度c(NH,SO,H)，mol/L; 试样量，g， m-- 0.01400- 一与1.00mL氨基磺酸溶液[c(NH,SO,H)=1.000mol/L]相当的氮的质量，g 57精密度 本标准的精密度是在1992年选择8个水平，由7个实验室共同试验结果确定的。精密度见表2。 表 2 水平范围，%(m/m) 重复性 r 再现性R 0.010~0.043 =0.0005464+0.03826m R=0.001053+0.08827m 如果两个独立测试结果之间的差值超过表中所列精密度函数式计算出的重复性或再现性数值，则 认为这两个结果是可疑的。