GB/T 40795.1-2021 镧铈金属及其化合物化学分析方法 第1部分：铈量的测定 硫酸亚铁铵滴定法

　　ICS 77 . 120 . 99 CCS H 14

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40795. 1—2021

　　镧铈金属及其化合物化学分析方法

　　第 1 部分：铈量的测定 硫酸亚铁铵滴定法

　　Chemicalanalysismethodoflanthanum-cerium metalsandtheircompounds— part1：Determinationofcerium content—

　　Ammonium ferroussulfatetitrationmethod

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40795 . 1—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件是 GB/T 40795《镧铈金属及其化合物化学分析方法》的第 1 部分。 GB/T 40795 已经发布了以下部分：

　　— 第 1 部分：铈量的测定 硫酸亚铁铵滴定法。

　　— 第 2 部分：稀土量的测定。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由全国稀土标准化技术委员会(SAC/TC 229)提出并归口 。

　　本文件起草单位：国标(北京)检验认证有限公司、虔东稀土集团股份有限公司(赣州艾科锐检测技术有限公司)、湖南稀土金属材料研究院、乐山有研稀土新材料有限公司、中国北方稀土(集团)高科技股份有限公司、赣州有色冶金研究所、四川江铜稀土有限责任公司、四川省乐山锐丰冶金有限公司、国家钨与稀土产品质量监督检验中心。

　　本文件主要起草人：张婉、李凤艳、邓楠、刘鹏宇、田佳、温斌、王贵超、姚南红、周林、徐宁、赵之连、康亚先、黄鹏、王芳。

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　　引 言

　　镧铈金属及其化合物系列产品 目前在国内市场上占有较大的份额，国际贸易的需求量也很大，未来市场需求仍有望进一步增长。 镧铈金属是生产镍氢电池所用的稀土储氢合金的主要原料，随着新能源汽车行业的发展，以镧铈金属代替金属铈用于稀土储氢合金的生产已经成为一种趋势。 同时，镧铈化合物产品是产量最大的稀土产品，主要用于新型抛光粉、石油催化裂化剂等生产。 建立镧铈金属及其化合物中铈量、稀土量的测定方法，可满足相关生产和贸易的基本需求，规范相关产品的检测流程，给出精密度要求，从而提高检测数据的可比性，减少供需双方关于检测结果的纠纷，也有利于规范相关产品的质量控制，促进其应用。

　　GB/T 40795《镧铈金属及其化合物化学分析方法》由两个部分组成。

　　— 第 1 部分：铈量的测定 硫酸亚铁铵滴定法;

　　— 第 2 部分：稀土量的测定。

　　两个部分之间，针对铈量的检测是重叠的。 第 1 部分，以硫酸亚铁铵滴定法测定镧铈金属及其化合物中铈含量，适用于较高含量的铈及氧化铈量的测定;第 2 部分，以 ICP-OES 方法先测定稀土杂质量，然后以差减法测定镧、铈量，稀土杂质元素分析下限低，便于全面了解、追踪镧铈金属及其化合物系列产品中各稀土元素量的分布。 当两个部分针对铈量测定范围重叠时，考虑到硫酸亚铁铵滴定法精度较高，仲裁方法宜选择该方法。

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　　镧铈金属及其化合物化学分析方法

　　第 1 部分：铈量的测定 硫酸亚铁铵滴定法

　　1 范围

　　本文件规定了镧铈金属及其化合物中铈含量的测定方法。

　　本文件适用于镧铈金属中铈含量的测定，以及氧化镧铈、碳酸镧铈、氯化镧铈中氧化铈量的测定，测定范围见表 1 。

　　表 1 测定范围

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 方法原理

　　试料用盐酸或硝酸溶解后，在磷酸介质中，高氯酸将三价铈氧化为四价;于稀硫酸介质中，加入尿素，用亚硝酸钠溶液将紫红色的高价锰还原成无色的二价锰，消除锰的干扰;以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液对试液中铈离子进行滴定。

　　5 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯及以上试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

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　　5. 1 磷酸(ρ= 1.69 g/mL)。

　　5.2 高氯酸(ρ= 1.67 g/mL)。

　　5 . 3 过氧化氢(30%) 。

　　5.4 盐酸(1+1)。

　　5.5 硝酸(1+1)。

　　5.6 硫酸(5+95)。

　　5.7 尿素溶液(200 g/L)。

　　5 . 8 亚硝酸钠溶液(2 g/L) 。

　　5 . 9 苯代邻氨基苯甲酸(2 g/L) ：称取 0 . 2 g苯代邻氨基苯甲酸，0 . 2 g无水碳酸钠，溶于 100 mL水中，混匀。

　　5. 10 硫酸高铈溶液：c[Ce(SO4)2] ≈0.01 mol/L。称取 1.66 g 无水硫酸高铈于 250 mL烧杯中，加入100 mL硫酸(5 . 6)溶解，移入 500 mL容量瓶中，用硫酸(5 . 6)稀释至刻度，混匀。

　　5. 1 1 重铬酸钾标准溶液：c(1/6K2 Cr2 O7) =0.025 mol/L。称取1.225 8 g经 140 ℃ ~150 ℃干燥 2 h 的基准重铬酸钾于 250 mL烧杯中，加入 100 mL水溶解，移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　5 . 12 硫酸亚铁铵标准滴定溶液 c[(NH4) 2Fe(SO4) 2] ≈0 . 015 mol/L,配制与标定方法如下 ：

　　a) 配制：称取 5.88 g硫酸亚铁铵[(NH4)2 · Fe(SO4)2 ·6H2 O]于 500 mL烧杯中，加入 150 mL硫酸(5 . 6)溶解，移入 1 000 mL容量瓶中，以硫酸(5 . 6)稀释至刻度，混匀。

　　b ) 标定：移取 15 . 00 mL 重铬酸钾标准溶液(5 . 11) ,置于 250 mL 锥形瓶中，加入 50 mL 硫酸(5 . 6),滴加 2 滴苯代邻氨基苯甲酸(5 . 9),用硫酸亚铁铵标准滴定溶液(5 . 12) 滴定至溶液由玫瑰红色突变为亮绿色为终点。 平行滴定三份，所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液(5 . 12) 的体积极差值不大于 0 . 10 mL。 取其平均值。 随同标定做空白试验。

　　5 . 13 按公式(1)计算硫酸亚铁铵标准滴定溶液(5 . 12)的浓度：

　　c …………………………( 1 )

　　式中：

　　c —硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　c1 —重铬酸钾标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V1 —移取重铬酸钾标准溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V2 — 消耗硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V0 —滴定空白溶液时所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) 。

　　6 样品

　　6 . 1 镧铈金属样品的制备：样品应去除表面氧化层，取样后立即称量。

　　6 . 2 氧化镧铈样品测定铈量通常有两种基础状态，制备方式相应分为如下两种方式：

　　a) 原样测定铈量：直接称取。

　　b ) 烘干处理后测定铈量：试样于 105 ℃烘 1 h,置于干燥器中，冷却至室温，立即称量。

　　6 . 3 碳酸镧铈样品的制备：样品开封后立即称量。

　　6 . 4 氯化镧铈样品的制备：将样品破碎(过程中注意防潮)，迅速置于称量瓶中，立即称量。

　　7 试验步骤

　　7 . 1 试料

　　按表 2 准确称取试料，精确至 0 . 000 1 g。

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　　表 2 试料量

　　单位为克

　　7 . 2 平行试验

　　平行做两份试验。

　　7 . 3 空白试验

　　移取 5.00 mL硫酸高铈溶液(5.10) 于 300 mL锥形瓶中，加入 50 mL硫酸(5.6)、10 mL磷酸(5.1)、

　　2 滴苯代邻氨基苯甲酸(5 . 9)指示剂，摇匀，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液(5 . 12)滴定至溶液由紫红色突变成亮黄色为终点。 再移取 5 . 00 mL 硫酸高铈溶液(5 . 10) 于该锥形瓶中，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液(5 . 12)滴定至终点。 第一次消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积减去第二次消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，该体积差即为空白值。

　　7 . 4 测定

　　7 . 4 . 1 试料的溶解

　　7 . 4 . 1 . 1 镧铈金属试料的溶解：将镧铈金属试料(7 . 1)置于 250 mL烧杯中，加入 5 mL 盐酸(5 . 4),低温加热至试料溶解完全，冷却后，移入 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　7 . 4 . 1 . 2 氧化镧铈试料的溶解：将氧化镧铈试料(7 . 1) 置于 300 mL 锥形瓶中，加入 5 mL 硝酸(5 . 5) 和5 滴过氧化氢(5 . 3),低温加热至试料溶解完全。

　　7 . 4 . 1 . 3 碳酸镧铈和氯化镧铈试料的溶解：将碳酸镧铈和氯化镧铈试料(7 . 1)置于 250 mL烧杯中，加入10 mL盐酸(5 . 4),低温加热至试料溶解完全，冷却后，移入 250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　7 . 4 . 2 氧化

　　按表 3 分别移取试液(7 . 4 . 1)于 300 mL锥形瓶中，加入 10 mL磷酸(5 . 1) , 3 mL高氯酸(5 . 2), 加热

　　至冒浓烈的高氯酸烟，且剧烈反应，溶液中出现致密小泡，当液面趋于平静后，取下，稍冷，边摇动锥形瓶边加入 50 mL硫酸(5 . 6),冷却至室温。

　　表 3 试液体积及移取体积

　　单位为毫升

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　　7 . 4 . 3 滴定

　　观察试液(7 . 4 . 2)颜色，如呈紫红色，则加入 5 mL尿素溶液(5 . 7),滴加亚硝酸钠溶液(5 . 8)至高价锰的紫红色消失，再过量 2 滴;如试液(7 . 4 . 2) 中无紫红色，则无需加入尿素溶液(5 . 7) 和亚硝酸钠溶液(5 . 8) 。 随后加入 2 滴苯代邻氨基苯甲酸指示剂(5 . 9),用硫酸亚铁铵标准滴定溶液(5 . 12)滴定至溶液由紫红色突变成亮黄色为终点。

　　8 试验数据处理

　　铈及氧化铈的含量以质量分数 ∞ 计，按公式(2)计算：

　　式中：

　　c —硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V3 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　V5 —滴定试液时所消耗硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　V0 —空白试验中得到的空白值，单位为毫升(mL) ;

　　M —铈或氧化铈量的相对摩尔质量，单位为克每摩尔 (g/mol),当测定铈量时，M 为 140. 12 g/mol;

　　当测定氧化铈量时，M 为 172 . 12 g/mol; m —试料的质量，单位为克(g) ;

　　V4 —分取试液体积，单位为毫升(mL) 。

　　在分析结果表述中，应注明样品的制备方法。 数值修约按照 GB/T 8170 的规定执行。

　　9 精密度

　　9 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5 %,重复性限(r)按表 4 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 4 重复性限

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　　9 . 2 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应不大于表 5 所列允许差。

　　表 5 允许差