高频红外碳硫仪

高频红外碳硫仪是分析钢铁中碳硫元素含量的重要仪器，有些碳化物的相分析，如

SiC

，需冒硫酸烟除掉游离碳后再测碳化硅含量。常遇到冒烟，冒烟未见有定义，其实是指加入酸溶液产生某种酸的气状烟雾。看到的烟，一般不是指纯酸的蒸汽，而是酸蒸汽和水蒸汽形成的细微雾滴。

HCl

和

H₂O

的恒沸化合物，常压下

11

0

℃

沸腾，即

110

℃

发盐酸烟。

HNO₃

和

H₂O

的恒沸化合物，常压下

122

℃

沸腾，即

122

℃

发硝酸烟。有时

HNO₃

的烟显黄色，因为

HNO₃

分解生成

NO₂

。

HCl

和

HNO₃

冒烟温度低，易掌握，不易出现问题。难溶试样的溶解过程中，主要是冒

HClO₄

烟、

H₂SO₄

烟和

H₃PO₄

烟，这三种烟均为白色，而且冒烟温度较高，较难掌握。下面介绍下冒高氯酸烟。

高频红外碳硫仪加热稀

HClO₄

溶液时，初蒸发出的是水，然后是稀的酸，后在

476K

即可蒸发出水和高氯酸的恒沸化合物。含

72%

的

HClO₄

的恒沸化合物蒸发时，同时也伴随着

HClO₄

的分解，其反应式为：

市售

HClO₄

的质量分数就是

70%-72%

。但在冒

HClO₄

烟时，

HClO₄

的含量一般低于

72%

，开始时蒸发出来的水多，后是含

72%HClO₄

的恒沸化合物。合金钢的炉前分析中，一般观察到的高氯酸冒烟现象是

413K

左右见到三角瓶中在液面上冒烟，随着温度逐渐升高，白烟逐渐充满瓶子，后达到

476K

，温度不变，即为恒沸化合物。此时特征是瓶中无烟，仅是瓶口冒烟。一般情况下，规程中提到冒高氯酸烟就是以

476K

仅见瓶口冒烟为标准，而不是指开始时的液面冒烟或瓶中充满白烟，更不是指一开始的瓶口水汽。

炉前分析中，用高氯酸氧化法测定高铬钢时，用溶解酸（

H₂O:HCl:HClO₄=4:1:20)

低温溶解后，继续加热就可以见到下述现象：开始液面冒烟，接着瓶中充满白烟，后是仅见瓶口冒烟，此时温度为

476K

。温度保持不变，维持

30-40s

，再加硫磷混酸调节酸度，在铬指示剂存在下，用硫酸亚铁铵滴定。有的化学分析规程中，这一方法的注意事项注明发烟是在

573-673K

，这是不对的。因为

HClO₄

在

203

℃

为恒沸化合物时，温度不变。根据物理化学原理，在

HClO₄

和

H₂O

的二相平衡图上，

476K

为终蒸发温度，此时含

72%HClO₄

，含量不再变动，温度不再变动。实际测得结果正是如此，一直到高氯酸全部赶尽为止。

炉前分析用硫氰酸盐

-

抗坏血酸比色法测定低、中、高合金钢中钼时，试样以高氯酸溶样，冒

HClO₄

烟时，加抗坏血酸和硫氰酸铵后进行比色。这里冒

HClO₄

烟，也是指

HClO₄

烟一直上升至瓶口，仅见瓶口冒烟，此时温度同样为

476K

。炉前以过硫酸铵

-

丁二肟比色测定镍时，用

HCl

和

H₂O

溶样，加

HClO₄

蒸发冒烟，加酒石酸钾钠络合干扰离子，在过硫酸铵存在下，在碱性溶液中镍与丁二肟生成酒红色溶液比色测定。这里的

HClO₄

蒸发冒烟的要求和温度也是上述标准，仅见瓶口冒烟，温度为

476K

。

高频红外碳硫仪应用广泛，对于提高钢铁产品质量具有重要意义。