第二章
化学分析基本方法
第一节重量分析法
一、重量分析法的基本原理
重量分析法是将待测组分与试样中的其他组分分离，并转化为一定称量形式的化合物，然后用称量的方法测定待测组分的含量。
（一）重量分析法的分类和特点
根据待测组分与试样中其他组分分离方法的不同，重量分析法通常可分为四种：沉淀法、气化法、电解法、萃取法。
1、沉淀法：利用沉淀反应使待测组分以难溶化合物的形式从溶液中沉淀出来，将沉淀过滤、洗涤后，烘干或灼烧，然后称量其质量，再计算待测组分的含量。
例：钢铁中硅的测定
试样—溶解成硅酸—脱水成聚合硅酸沉淀进行灼烧称重
SO2 .nH2O(H2SiO3) →SiO2 . H2O
这时的沉淀不纯常带有铁、铝等的氧化物，一般要经氢氟酸处理，使硅成氟化硅挥发，再次灼烧称重，失去的重量，即为二氧化硅的重量。
Si%=(G1－G2) ×0.4674/S× 100
G1—氢氟酸处理前坩埚与沉淀的重量
G2—氢氟酸处理后坩埚与沉淀的重量
S—试样的重量
0.4674—二氧化硅换算成硅的换算系数
（28.09/60.09≈0.4674）
2、气化法：利用物质的挥发性质，通过加热或其他方法使待测组分从试样中挥发逸出，然后根据气体逸出前后试样质量之差，计算待测组分的含量或将逸出的气体用吸收剂吸收，根据吸收剂质量的增加来计算待测组分的含量。
例1：煤焦挥发份的测定
试样在隔绝空气的高温中（900±10℃）变成挥发性物质逸出（碳氢化合物等有机物质），计算失去的重量占试样重量的百分数。
例2：钢铁中碳的测定
试样置于高温炉中通氧燃烧变成二氧化碳，通过洗瓶/干燥塔（高铬酸钾-硫酸饱和溶液）用以除去二氧化硫以及水份，再通过已知重量的内装碱石棉的吸收瓶吸收二氧化碳，称量吸收瓶之增重，计算试样中碳的含量。
3、电解法：利用电解原理，使待测组分转化为金属或其他形式的物质在电极上沉积，根据电极增加的重量，计算待测组分的含量。
例：测定铜合金中铜
试样经硝酸—硫酸溶液溶解后，以网状铂电极为阴极进行电解，溶液中的铜离子以金属铜的形
式在铂阴极上析出，电解终了，将网状铂电极洗涤、烘干、称重，根据铂电极增加的质量，算出铜合金中铜的含量。
4、萃取法：利用有机试剂将待测组分从样品中萃取出来，然后加热将有机试剂挥发除去，称量残留的萃取物质量，计算出待测组分的含量。
例：工业废水中石油类物质含量的测定
将水样酸化，用石油醚从废水中萃取油类，加热除去石油醚后，称量油的重量，从而计算出废水中油的含量。
（二）重量分析对沉淀的要求及沉淀剂的选择
1、对沉淀形式的要求
⑴沉淀的溶解度要小，保证待测组分定量地沉淀完全。通常要求沉淀的溶解损失不超过0.2mg。
⑵沉淀必须纯净，杂质应尽可能少。
⑶沉淀应易于过滤和洗涤，不仅便于操作，也可以保证沉淀纯度。
⑷沉淀易转化为称量形式。
2、对称量形式的要求
⑴称量形式必须具有确定的化学组成，并与化学式完全符合。
例：Fe(OH)3沉淀中水分是不定的（Fe2O3·nH2O）不能作为称量形式；
灼烧后：成为组成一定的与化学式完全符合的Fe2O3可作为称量形式。
⑵称量形式要有足够的化学稳定性，不应吸收空气中的水分和二氧化碳而改变质量，也不应受氧气的氧化作用而发生结构的改变，在干燥、灼烧时也不易分解。
例：测Ca2+时，CaC2O4沉淀灼烧后得：CaO易吸收空气中的水分及CO2，作为称量形式不合适。用H2SO4将CaO转为CaSO4再灼烧，称量就可以了。
⑶称量形式的相对分子质量要大，待测组分在称量形式中所占比例要小。这样由称量引起的误差较小，可提高分析的准确度。
3、沉淀剂的选择
⑴生成的沉淀溶解度要小，沉淀反应才能完全。
⑵沉淀剂本身溶解度要大，容易在洗涤时除去。
⑶洗涤剂应具有较好的选择性和特效性。
⑷生成的沉淀应具有易于分离和洗涤的良好结构。
⑸沉淀剂应具有较大的相对分子质量，生成的沉淀形式和称量形式的相对分子质量也大。⑹沉
淀剂应是易于挥发或易分解除去的物质。
4、常用沉淀剂的种类及特点
⑴无机沉淀剂的特点：无机沉淀剂的选择性较差，生成的沉淀溶解度较大，吸附杂质较多。
⑵有机沉淀剂的特点：有机沉淀剂的选择性较好，生成的沉淀溶解度小，有利于被测物质沉淀完全，生成的沉淀组成固定，结构较好，吸附无机杂质少，易于分离和洗涤。
二、影响沉淀溶解度的因素
1、同离子效应：在进行沉淀时，都要加入过量的沉淀剂，以增大构晶离子的浓度，这样就会使沉淀的溶解度明显减小，这一现象称为同离子效应。
2、盐效应：同温度时，沉淀的溶解度在强电解质存在下比在纯水中大，而且沉淀的溶解度随强电解质浓度的增加而增大。这种由于加入强电解质使沉淀溶解度增大的现象称为盐效应。
3、酸效应：溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为酸效应。
4、配位效应：当溶液中存在能与沉淀的构晶离子形成配合物的配位剂时，则沉淀的溶解度增大，甚至完全溶解，这种沉淀现象称为配位效应。
5、其他因素
⑴温度：沉淀的溶解反应，绝大多数是吸热反应，因此，沉淀的溶解度一般随温度的升
而增大。
⑵溶剂：无机沉淀，一般在有机溶剂中的溶解度比在水中小，而有机沉淀剂生成的沉淀，在有机溶剂中的溶解度，一般比在水中要大。
⑶沉淀颗粒：同一种沉淀物质，晶体颗粒大，溶解度小；颗粒小，溶解度大。
⑷沉淀结构：初生成的沉淀往往是亚稳定型结构，放置之后才转化为稳定型结构，通常稳
定型的溶解度小于亚稳定型的溶解度。
三、影响沉淀纯度的因素
1、共沉淀现象：在进行沉淀时，某些可溶性杂质同时沉淀下来的现象，称为共沉淀现象
原因主要有三种：表面吸附、吸留、混晶现象。
2、后沉淀现象：当沉淀析出后，在放置过程中，溶液中的杂质离子慢慢沉淀到原沉淀上
现象称为后沉淀现象。
3、提高沉淀纯度的措施
⑴选择适当的分析程序
⑵降低易被吸附的杂质离子的浓度
⑶选择适当的洗涤剂进行洗涤
⑷进行再沉淀
⑸选择适当的沉淀条件
四、进行沉淀的条件和方法
1、晶形沉淀的沉淀条件和方法
⑴沉淀作用应在适当稀的溶液中进行，加入的沉淀剂也应选稀溶液。
⑵在不断搅拌下逐滴加入沉淀剂。
⑶沉淀作用应在热溶液中进行，使沉淀的溶解度略有增加。
⑷沉淀作用完毕后，将沉淀和母液放在一起放置一段时间，进行陈化。
1、无定形沉淀的沉淀条件和方法
⑴沉淀作用应在比较浓的溶液中进行，加入沉淀剂的速度可适当加快。
⑵沉淀作用应在热溶液中进行。
⑶溶液中加入适当的电解质，以防止胶体溶液的生成。
⑷不必陈化。沉淀完毕后，趁热过滤。
⑸必要时可进行再沉淀。
3、均匀沉淀法
五、重量分析法的基本操作
首先按要求称取一定质量的试样，溶解成溶液，加入沉淀剂进行沉淀，将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧后，然后通过前后质量的变化和换算因数的计算，得到待测组分的质量分数。
（一）试样称取和溶解
1、试样的称取
试样的称取量主要取决于沉淀的类型和性质，称量过多，沉淀量大，造成过滤洗涤困难，且费
时；称量过少，沉淀量小，引入的误差就大，降低分析结果的准确度。称量方法可根据具体情况采用减量法或直接称量法。
2、样的溶解
根据试样的性质，分别用水溶、酸溶、碱熔或高温熔融处理后，制成溶液。
（二）沉淀的生成
沉淀是重量分析最重要的一步，应根据沉淀的不同类型和性质选择不同的沉淀条件。
（三）沉淀的过滤和洗涤
根据沉淀在灼烧中是否会被纸灰还原以及称量的性质，确定采用过滤坩埚还是滤纸进行过滤。
1、用滤纸过滤
⑴滤纸的选择
滤纸分为定性滤纸和定量滤纸两种。定量滤纸用HCl和HF酸处理过，因其灼烧后灰分含量少又称无灰滤纸。滤纸的选择决定于沉淀的量、沉淀颗粒的大小和沉淀的性质。晶形用慢，无定形用快。
⑵漏斗的选择
漏斗的大小与滤纸的大小和沉淀的体积必须匹配，滤纸一般按四折法折叠，放置时滤纸和漏斗要紧密贴合。
2、用微孔玻璃坩埚（漏斗）过滤
3、洗涤液的选择
⑴易溶解杂质而不溶解沉淀；
⑵对沉淀无胶溶式水解作用；
⑶烘干或灼烧沉淀时，易挥发除去；
⑷不影响滤液的下一步测定；
4、洗涤原则
⑴用倾斜法过滤上层清液，并洗涤沉淀数次；
⑵把沉淀转移到放好滤纸的漏斗中,为提高洗涤效率，应再前一份洗液流尽后，再加新的洗液。
⑶洗涤玻璃和烧杯。
⑷检查沉淀是否洗净，用洁净的表面皿或试管接取1～2滴滤液，用快速定性反应检查。
（四）沉淀的烘干和灼烧
1、烘干
2、灼烧
3、冷却与称量：
灼烧好的沉淀，不能直接称量，要放在干燥器中冷却至室温。
灼烧后的沉淀应尽快称量，特别是对灼烧后吸湿性很强的沉淀更应如此，2次灼烧后称量的结果相差0.2mg以下，才算恒重。
第二节滴定分析法
一、滴定分析法的基本原理
将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到化学反应完全为止，然后根据所用试剂溶液的体积和试剂溶液的浓度求得被测组分的含量。
（一）滴定分析的特点
滴定分析法就是将被测物质的溶液置于一定的容器中，并加入少量适当的指示剂，然后用一种已知准确浓度的标准溶液通过滴定管逐滴地加到容器里。这样的操作过程称为“滴定”。当滴入的滴定剂的量与被测物质的量之间正好符合化学反应式所表示的化学计量关系时，称化学反应达到了理论终点，也叫做化学计量点或等物质的量点。
等物质的量点一般是根据指示剂颜色的改变来确定，指示剂颜色改变称为“滴定终点”。
滴定终点与理论终点不一定恰好符合，由此而造成的分析误差称为“滴定误差”。因此必须选择适当的指示剂，使滴定终点尽可能接近理论终点。
滴定分析法的特点：使用的仪器设备简单；分析方法易于掌握和操作；测定快速、准确度高。一般情况下，测定的相对误差为0.1% 。
（二）滴定反应分析的类型
根据反应类型不同，滴定分析法主要分为四类：
1、酸碱滴定法：利用酸碱中和反应进行的，是以质子（H+）传递反应为基础的。
2、氧化-还原滴定法：利用氧化还原反应进行的，是基于电子转移的反应，机理比较复杂。
3、沉淀滴定法：利用沉淀反应进行的，在滴定过程中有沉淀产生。
4、络合滴定法：利用络合反应进行的，滴定的最终产物是络合物。
（三）滴定分析对化学反应的要求
1、反应必须定量进行（反应必须接近完全）
被测物质与标准溶液之间的反应要按一定的化学方程式进行，而且反应必须接近完全（99.9%以上），没有副反应。
2、反应速度要快
反应要求瞬间完成，对于速度较漫的反应，可通过加热或加入催化剂等方法加速反应。
3、要有比较简便可靠的方法确定理论终点
一般采用指示剂来确定终点，如没有合适的指示剂，可借助物理化学方法。
4、共存物质不干扰滴定反应
标准溶液应只与被测组分反应，对共存离子的干扰可通过控制实验条件或利用掩蔽剂手段予以消除。
（四）滴定的主要方式
滴定分析常用的滴定方式有四种
1、直接滴定法：凡是能满足滴定要求的反应，都可以用标准溶液直接滴定被测物质，这类滴定方式称为直接滴定法。
例：亚砷酸钠-亚硝酸钠测定锰
2、返滴定法：当反应速度较慢或反应物为固体时，可先加入过量的标准溶液，待反应完成后，再用另外一种标准溶液滴定剩余的标准溶液，这类滴定方式称为返滴定法。
例：用EDTA标液滴定镍：先加过量的EDTA标液，待反应完全后，再用铅标准溶液回滴过量的EDTA。
3、置换滴定法：对于不按确定的反应式进行（伴有副反应）的反应，可以不直接滴定被测物质，而是先用适当试剂与被测物质起反应，使其置换出另一生成物，再用标准溶液滴定此生成物，这类滴定方式称为置换滴定法。
例：硫代硫酸钠不能直接滴定重铬酸钾和其他强氧化剂，因为不仅能将S2O32-氧化为S4O62-，还会将一部分氧化为SO42-，没有一定的计量关系，无法计算。但在酸性重铬酸钾溶液中加入过量的KI，使产生一定量的I2，从而可以用硫代硫酸钠滴定。
4、间接滴定法：被测物质不能直接与标准溶液作用，却能和另一种可以和标准溶液直接作用的物质起反应，这时便可以采用间接滴定法滴定。
例：钙的测定：先利用C2O42-使其沉定为草酸钙，再用硫酸溶解沉淀便得到与钙离子等当量的草酸，用高锰酸钾标准溶液滴定草酸，从而间接地计算出钙的含量。
（五）标准溶液的配制和标定
1、标准溶液浓度大小的选择依据
⑴滴定终点的敏锐程度；
⑵测定标准溶液体积的相对误差；
⑶分析试样的成分和性质；
⑷被测元素含量的要求；
⑸对分析结果准确度的要求；
2、配制标准溶液的方法
⑴直接配制法：准确称量一定质量的物质，溶解于适量水（或其他溶剂）后移入容量瓶中，用水稀释至刻度。
例：配制0.1mol/L碳酸钠标准溶液500ml
（Na2CO3=105.9887≈106）
称取基准碳酸钠5.2994溶于水中，移入500 ml容量瓶中，用水稀释至刻度。
只有符合下列条件的化学试剂（基准试剂），才能直接配制：
1）纯度较高，通常在99.95%以上；
2）实际组成与化学式相符（包括结晶水等）；
3）在一般条件下，性质稳定，不潮解，不风化，易提纯，易保管；
4）在反应过程中不发生副反应；
⑵间接配制法（标定法）：先配制成接近所需浓度的溶液，然后用基准物质或高精度的重量法（或另一种物质的标准溶液）来测定它的准确浓度。这种操作过程称为“标定”。
3、标准溶液浓度的标定
⑴用基准物质标定：称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液滴定，然后根据基准物质的质量及待标定溶液所消耗的体积，即可计算出该溶液的准确浓度。
根据等物质的量规则n A=n B
∵n A=m／M n B=C B×V /1000
∴C B=m×1000／M × V
C B—被标定溶液的浓度，mol/L ；
m —称取基准物质的量，g；
M—基准物质的摩尔质量，g/mol；
V—消耗被标定溶液的体积，ml。
例：配制0.2mol/L氢氧化钠标液1000 ml
1）称取8.00克氢氧化钠溶于1000 ml水中（接近0.2mol/L）
2）算出消耗20～25 ml所配氢氧化钠溶液需多少克草酸
M=（1/2H2C2O4）=47g/mol
0.2=m×1000/47×25 m=0.2350
3）准确称量基准草酸0.2350克，溶于20～25 ml 水中，加酚酞指示剂，用所配氢氧化钠溶液
滴定，计算出该溶液的标准浓度。
C=0.2350×1000/47×24.80=0.2016
⑵用已知浓度的标准溶液标定（比较法）：准确吸取一定量的待标定溶液，用已知准确浓度的标准溶液滴定；反之亦然。根据两种溶液所消耗的体积数及标准溶液的浓度，即可计算出待标定溶液的准确浓度。
C B V B=C A V A
C B—待标定溶液的浓度，mol/L ；
V B—待标定溶液的体积，L；
C A—标准溶液的浓度，mol/L ；
V A—标准溶液的体积，L。
（六）滴定分析的误差
1、滴定分析的完全程度：滴定反应平衡常数越大，被测组分的浓度越大，反应向右进行越完全，滴定分析准确度越高，误差越小。
2、指示剂的终点误差：指示剂指示的终点与理论终点存在差异，是滴定分析的主要误差。
3、测量误差：滴定管的读数，是滴定分析误差的来源，一般规定不能超过±0.1%
二、滴定分析法的计算
三、滴定分析法的应用
（一）酸碱滴定法
1、概述：酸碱滴定法是利用酸碱中和反应的滴定方法。凡是H+离子和OH-离子反应生成难电离的水，以及H+离子和OH-离子与某物质反应生成难离解的物质，这类反应都可以用来进行酸碱滴定。
酸碱滴定的种类：
⑴强酸和强碱相互滴定
当反应完全时，溶液呈中性，pH=7 pH → [ H+ ]的负对数
⑵强碱滴定弱酸
当弱酸浓度C与离解常数Ka的乘积C·ka≥10-8，才能直接滴定。
当反应完全时，溶液呈碱性，pH＞7。强碱弱酸盐。
⑶强酸滴定弱碱
当弱碱浓度C与离解常数Kb的乘积C·kb≥10-8，才能直接滴定。
当反应完全时，溶液呈酸性，pH＜7。强酸弱碱盐。
⑷强碱滴定多元酸
1）如Ka＞10-8，则这一级电离的H+可被滴定。
2）如相邻两Ka值相差104倍以上，较强的那一级电离的H+先被滴定，形成第一个突跃，较弱的那一级电离的H+后被滴定，是否有突跃，决定于己于K2值是否大于10-8。
3）如相邻的Ka值相差不大，滴定时两个突跃将混在一起，形成一个突跃。
⑸水解性盐的滴定
当弱酸强碱盐的CKb＞10-8，弱碱强酸盐的CKa＞10-8＞时，才能直接用酸或碱滴定。
2、酸碱指示剂
酸碱理论终点的到达借助于指示剂在一定酸碱溶液中发生颜色变化来确定。选择合适的指示剂并正确指示终点是酸碱滴定的关键。
酸碱指示剂本身是一种弱的有机酸或有机碱。其酸式与其共轭碱式的结构不同，从而具有不同的颜色。随着滴定的进行，溶液中的PH值改变时，指示剂会失去或得到质子，其结构就发生变化，引起溶液颜色的变化。
HIn ＝H＋＋In－
指示剂质子转移反应的平衡常数式为：
K HIn =[ H＋] [In－]／[ HIn]
pH=pK Hin±1，称为指示剂变色范围。实际上，这个变色范围不能单纯由计算得出，而应从实验中测得。因为人的眼睛对各种颜色的感觉敏锐程度不同，实际观察与理论计算结果之间有差别。
例如：指示剂pK Hin pK Hin±1 变化范围（pH）颜色变化
甲基橙 3.4 2.4～4.4 3.1～4.4 红→ 黄
3、指示剂的选择
在酸碱滴定法中，滴定开始时，由于溶液的缓冲作用，溶液中H＋浓度的变化不明显，但在理论终点附近很小的范围内，溶液H＋浓度的变化却很大，将引起pH值的急剧变化，称为滴定突跃。
指示剂的选择主要以滴定突跃为依据，显然，所选指示剂的变色范围位于滴定突跃范围内，都可以保证测定方法具有足够的准确性。
酸碱
强碱滴定强酸用酚酞：8.0～10.0 无红
强酸滴定强碱用甲基红： 4.4～6.2 红黄
4、酸碱滴定法的应用举例
（二）氧化还原滴定法
1、概述：氧化还原滴定是利用氧化还原反应的一种滴定方法。氧化还原反应是指反应过程中物质之间有电子得失或电子对发生偏移的反应。
在氧化-还原反应中，物质失去电子或化合价升高的过程叫做氧化；物质夺得电子或化合价降低的过程叫做还原。失去电子的物质叫做还原剂，它本身被氧化；夺得电子的物质叫做氧化剂，它本身被还原。其强弱可用标准电极电位表示
1）标准电极电位的数值越负，该电极的还原态失去电子的能力越强，是强的还原剂。相反，其氧化态获得电子的能力越弱，是弱的氧化剂。
2）标准电极电位的数值越正，该电极的还原态失去电子的能力越小，是弱的还原剂。而其共轭的氧化态都是强的氧化剂。
3）表上方的还原态，可使其表下方的氧化态还原；表下方的氧化态可使其表下方的还原态氧化。
4）当一种氧化剂能氧化几种还原剂时，首先被氧化的是其中最强的还原剂；同样，当一种还原剂和共存的几种氧化剂作用时，首先被还原的是其中最强的氧化剂。即两电极电位之差越大的物质之间的氧化-还原反应越容易发生。
对氧化-还原滴定的一般要求：
⑴滴定剂和被滴定物的电位要有足够的差别，反应才能进行完全。
⑵能够正确的指示滴定终点。
⑶滴定反应必须能迅速完成。
在氧化还原滴定中，随着滴定的进行，溶液电极电位相应发生变化，在化学计量点附近，溶液电位有一个突跃，氧化剂与还原剂两个电对的标准电位相差越大，则电位突跃也越大。
氧化还原滴定曲线和酸碱滴定曲线相似，主要区别在于酸碱滴定曲线是根据溶液中H＋浓度的
变化，而氧化还原滴定曲线是根据溶液电位的变化。
指示剂的选择主要以滴定突跃为依据，显然，所选指示剂的变色范围位于滴定突跃范围内，都可以保证测定方法具有足够的准确性。
根据理论终点前后电位突跃的范围可以选择最为合适的指示剂，正确的指示滴定终点。
2、氧化还原指示剂
利用某种物质在化学计量点附近时颜色的改变来指示终点，这种物质叫做氧化还原滴定指示剂。氧化还原指示剂本身是一种弱的氧化剂或还原剂，它的氧化或还原产物具有不同的颜色。在滴定过程中，氧化还原指示剂也发生氧化还原反应，引起氧化态和还原态浓度的改变，因而溶液颜色也相应发生改变。从而指示终点的到达。
氧化还原滴定中常用的指示剂有以下几种：
⑴自身指示剂
⑵淀粉指示剂
⑶本身发生氧化还原反应的指示剂
在选用氧化还原指示剂时，应该采用变色点在电位突跃范围之内的指示剂。氧化还原指示剂的标准电极电位和理论终点时溶液的电位越接近，滴定误差越小。
3、氧化－还原滴定法的应用
⑴高锰酸钾法：高锰酸钾是一种强氧化剂，本身呈深紫色，用它滴定无色或浅色溶液时，不需另加指示剂，应用十分广泛。用高锰酸钾作氧化剂来进行滴定分析的方法称为高锰酸钾法。
⑵重铬酸钾法：重铬酸钾是一种常用的氧化剂，在酸性溶液中与还原剂作用时Cr2O72－被还原为Cr3+ , n=6。用重铬酸钾作为氧化剂的滴定方法称为重铬酸钾法，该法具有如下优点：1）重铬酸钾容易提纯，经140～150℃烘干后，可以直接配置标准溶液。
2）重铬酸钾标准溶液非常稳定，可以长期使用。
3）重铬酸钾作为氧化剂时反应比较简单，它在酸性溶液中与还原剂作用，总是被还原到Cr3+离子状态。
4）重铬酸钾在室温下不与Cl－作用，故可以在盐酸溶液中滴定。但当盐酸浓度大于2mol／L或将溶液煮沸时，重铬酸钾也能与Cl－作用。
重铬酸钾最重要的应用是测定Fe的含量。由于Cr2O72－对Fe2+的氧化还原反应是可逆的，在钢铁分析中用硫酸亚铁铵标准溶液测定铬。
（三）沉淀滴定法
1、概述：沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的滴定分析方法。沉淀滴定法必须符合下列条件。
⑴沉淀反应的速度要快，生成的沉淀其溶解度要小。
⑵能够用适当的指示剂或其它方法确定滴定的终点。
⑶沉淀的共沉淀现象不影响滴定结果。
目前，应用较广的是生成难溶的银盐反应进行测定，称为银量法。
2、沉淀反应的类型：按测定条件及选用指示剂的不同，银量法可分为三种。
⑴莫尔法（铬酸钾指示剂法）：依据分级沉淀原理。
例：用硝酸银溶液滴定Cl－：AgCl比铬酸银溶解度小，首先析出，到终点时，微过量的硝酸银与CrO42－生成砖红色的铬酸银沉淀，指示出滴定终点。
⑵佛尔哈德法（铁铵矾作指示剂）：用NH4SCN滴定（测Ag＋）
⑶法扬司法（吸附指标剂）：利用指标剂被沉淀吸附后改变颜色以确定终点。
如：以荧光黄为指示剂，用AgNO3滴定氯化物：
在终点前，溶液中有未反应的Cl－，生成的AgCl沉淀吸附Cl－形成（AgCl）Cl－带负电荷，到达终点时，稍过量的AgNO3溶液中有Ag+，此时的AgCl沉淀吸附Ag+形成（AgCl）Ag+带正电。带正电的（AgCl）Ag+吸附荧光黄阴离子，使溶液由黄绿色转变为粉红。
（四）络合滴定法
1、概述：在滴定分析中，利用形成络合物反应进行的滴定分析称为络合滴定法。络合滴定必须符合下列条件
⑴反应必须完全。即所生成的络合物具有相当大的稳定性。
⑵反应必须按一定的化学式定量进行。即中心离子与络合剂严格地按一定比例相化合。
⑶反应必须迅速，且有适当指示剂指示终点。
最广泛应用的为EDTA（乙二胺四乙酸）这一类氨羧络合剂。
在EDTA七种形式中只有Y4－能与金属离子直接络合。酸度越低，Y4－的分布系数越大，EDTA 在碱性溶液中络合能力较强
2、EDTA与金属离子反应的特点：。
⑴EDTA与金属离子反应形成具有五个五环的稳定络合物。
⑵EDTA能与多数金属离子形成1∶1的络合物。它的标液以物质的量浓度表示。
⑶无色的金属离子与EDTA络合时，形成的络合物也无色；而有色的金属离子与EDTA络合时，形成颜色更深的络合物。
⑷EDTA分子中含有4个亲水的羧氧基团，它与金属离子形成的螯合物易溶于水。
3、络合滴定指示剂（金属指示剂）
⑴金属指示剂的作用原理：络合滴定法使用的金属指示剂常是络合剂，它能与金属离子形成有色络合物，其颜色与游离的指示剂颜色不同。
滴入EDTA时，金属离子逐渐被络合，当达到反应终点时，与指示剂络合的金属离子全部被EDTA 夺取，释放出指示剂，就引起颜色变化。
⑵金属指示剂应具备的条件
1）在滴定的pH范围内，游离指示剂与指示剂金属离子络合物两者的颜色应有显著的差别。
2）指示剂与金属离子的络合物应具有一定的稳定性，但必须小于EDTA与金属离子络合物的稳定性。一般二者的形成常数相差在100倍以上。
3）指示剂应有一定的选择性。
4）指标剂与金属离子生成络合物时反应要敏捷、迅速、络合物易溶于水。
5）指示剂本身应有一定的化学稳定性，便于贮藏和使用。
4、提高络合滴定选择性的方法
⑴控制溶液的酸度：由于金属离子与EDTA的形成常数不同，所以在滴定时，允许的最低pH 值也不同。
⑵利用掩蔽和解蔽：利用掩蔽剂来降低干扰离子的浓度，使它们不与EDTA或指示剂络合，即使它们的EDTA络合物的表现稳定常数减至很小，从而消除干扰。掩蔽的类型有：1）络合掩蔽法：这种方法是干扰离子与掩蔽剂形成稳定络合物的方法。这是络合滴定中应用最广泛的一种方法。
如：用NH4F掩蔽Al而滴定Zn。
2）氧化还原掩蔽法：利用氧化还原反应改变干扰离子的价态以消除其干扰的方法。
如：用抗坏血酸将Fe3+还原为Fe2+，滴定Bi2+。
3）沉淀掩蔽法：利用沉淀剂使干扰离子生成难溶的沉淀以消除干扰的方法。
如：加入NaOH使pH＞12，Mg2+形成Mg(OH)2↓滴定Ca2+
⑶化学分离法：在多种干扰离子共存时，可以选择适当的分离方法，将被测离子从其他组分中分离出来。
⑷选择其他络合剂滴定。
5、络合滴定的应用
第三节分光光度法
一、概述
分光光度法是基于测量溶液中物质对光的选择性吸收程度而建立起来的分析方法，包括比色法、紫外及可见分光光度法、红外光谱法等。目前，广泛应用于机械工业理化试验室中的主要是可见分光光度法。
光是一种电磁波，具有一定的波长或频率，波长在200~380nm的光称为紫外光；人眼能感觉到的光是波长介于380~780nm的电磁波，称为可见光。白色光是由各种不同颜色的光按一定的强度比例混合而成的。每种颜色的光具有一定的波长范围。许多物质都具有一定的颜色，有些物质虽然本身不具备颜色，但当加入适当的试剂后能生成有特征颜色的化合物。有色物质对光的吸收具有选择性，它呈现的颜色与被吸收光线的颜色互为补色。如何确定溶液选择性地吸收何种波长的光，可通过作吸收曲线求得。
（一）吸收曲线
让各种波长的单色光依次通过一定浓度的某一溶液，测量该溶液对各种单色光的吸收强度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，可得到一条曲线，称为吸收光谱曲线或光吸收曲线，它清楚地描述了溶液对不同波长的吸收情况。
对任何一种有色溶液，都可以测绘出它的光吸收曲线，光吸收程度最大处的波长叫做最大吸收波长。在实际工作中一般选用最大吸收波长为工作波长。
（二）分光光度法的特点
通过分光光度计把连续光谱分成单色光，用于比较有色溶液颜色的深浅来进行定量测量的方法称为分光光度法。其特点如下：
1、灵敏度高：光度分析的测量下限一般为10－5～10－6mol/L，它是测量物质质量分数为（0.001～1）%组分的最常用方法。
2、应用广泛：在无机分析领域，光度分析几乎可测定周期表中的所有金属元素，亦能测定像N、
B、As、Si、S、Se、Te、卤素等非金属元素。
3、操作简便、快速：光度分析的操作过程主要包括试样的溶解、待测组分的显色、颜色深浅的测量等，不像重量分析那样烦琐。
4、准确度较高：分光光度法的相对误差为（2%～5%），其准确度虽比重量法和滴定法低，但对于痕量组分的测定，已能完全满足要求。
二、分光光度法基本原理
（一）光的吸收定律
1、1768年朗伯定律：入射光被吸收的多少与试样介质的厚度有关。
2、1852年比耳定律：入射光被吸收的多少与试样溶液浓度有关。
3、朗伯-比耳定律：当入射光强度一定时，溶液的吸光度与溶液的浓度C和液层厚度L的乘积
成正比。即：A＝KCL
（二）摩尔吸光系数
在朗伯－比耳定律A＝KCL中，K是一个常数，称为吸光系数。它与溶液的性质、温度以及入射光的波长有关，而且因溶液浓度c及液层厚度L所采用单位的不同，其称谓和单位亦有所不同。
当c以g／L，液层厚度L以cm为单位时，比例常数K以a表示，称为吸光系数或消光系数，单位为L／（g·cm）。这时A＝acL
当溶液浓度c以mol／L及液层厚度L以cm为单位时，则比例常数K以ε表示，ε称为摩尔吸光系数，单位为L／（mol·cm）。这时A＝εcL
ε的物理意义是：1mol/L浓度的有色溶液放在1cm的比色皿中，在一定的波长下测得的吸光度值。它是每个有色化合物在一定波长下的特征常数，用它来衡量显色反应的灵敏度。ε值越大，则该反应越灵敏。
（三）桑德尔灵敏度
在可见分光光度法分析中，除上面提到的用摩尔吸光系数值ε来衡量分析灵敏度高低外，还常用所谓桑德尔灵敏度（或称桑德尔指数）来表示测量灵敏度。它规定仪器的检测极限为吸光度A＝0.001，在此条件下单位截面积光程内所能检测出来的被测物质的最低含量，用S表示，单位为μg/㎝2。通过推导我们可以得到桑德尔灵敏度S与摩尔吸光系数ε之间的相互关系为：
S＝M／ε(μg/㎝2)
（四）吸光度的加合性：
如果在某一波长λ溶液中只有一种吸光物质，则测得的吸光度与该物质浓度成正比。但如果溶液中含有多种对光产生吸收的物质（最普通的就是金属离子显色剂形成的络合物以及显色剂本身两种），那么该溶液对该波长的吸光度应等于每一成分的吸光度之和。即吸光度具有加合性，称为吸光度加合定律。在实际工作中用处很大。例如：参比溶液的选择，混合离子的测定，干扰物质吸光度的抵消或扣除等，都是以吸光度的加合性为基础的。利用“加和性”，采取有关措施可提高测定的准确性。
（五）郎伯—比耳定律的适用范围
根据光吸收定律，理想的检量线应该是重现性好，通过原点的直线。
但在实际工作中往往由于仪器、试剂、试样组成、操作方法等因素的影响，得到的工作曲线可能不成直线且不通过原点。引起比耳定律失效的主要原因：
1、通常工作曲线不成直线的原因主要有：
1）由于入射光不是单色光而引起失效：比耳定律只有在入射光为单色光的情况下才是正确的。但实际上，各种方法所得到的入射光都是具有一定的波长范围的复合光，因此，吸光度与浓度并不完全成直线关系，而导致比耳定律失效。
2）由于化学变化而引起失效：在进行显色反应时，有时因形成不同的络合物，以及缔合物电离、溶剂化、互变异构等现象的存在，都会引起有色化合物浓度的变化，而使工作曲线发生弯曲。
3）由于介质的不均匀性而引起失效：大多数物质在稀溶液时，能很好的服从比耳定律。而浓度增加时，溶液可能出现乳浊或悬浮物时，由于不同的溶剂和不同浓度的溶液其折光指数是不同的，入射光通过溶液后，就会引起光的散射，使溶液的透光率减小，而当悬浮物下降时，又会使透光率增加而偏离比耳定律。
2、在实际工作中使工作曲线不通过原点的原因主要有：。
1）参比溶液选择的问题
在绘制工作曲线的标准系列中，当采用的参比溶液（比如水）没能使干扰物质的吸收恰好抵消时，往往形成不通过原点的检量线。
2）由于显色反应和条件的问题
当显色反应的灵敏度不高时，被测物质低于某一浓度就会不显色。测得的吸光度都为零，绘制的检量线就不通过原点。
3）比色皿厚度或光学性能不一致，以及比色皿的沾污都会使检量线不通过原点。
（六）朗伯—比耳定律的应用
1、工作曲线法
在分光光度分析中，比耳定律是定量测定的依据。当液层的厚度（比色皿）保持不变时，取一系列不同浓度的标准溶液进行显色，并测定其吸光度。以吸光度A对溶液的浓度c作图，根据比耳定律应为一直线，称工作曲线或检量线。测定样品时，将试样溶解后，制备成合适的溶液，按绘制工作曲线的同样条件显色，测其吸光度，由工作曲线上查得对应的浓度值，从而求得试样中待测组分的含量。
1）用标样绘制：
选用5个与分析样品的化学组成基本一致的不同百分含量的标准样品，同分析样品一起分析显色，并测定其吸光度，以吸光度对标准样品的含量绘制工作曲线，再根据分析样品的吸光度，从工作曲线上查得对应的百分含量。
2）用标液绘制：
例1、偶氮氯磷Ⅰ光度法测定球墨铸铁中的镁（标液的配制）
⑴、计算元素量
0.1g → 1000ml → 0.1mg/ml → 100μg/ml
⑵计算样品量
0.25g → 100ml 吸5ml显色
⑶计算标液在此方法中相当于所测元素的百分含量
在分析方法中，最好注明1ml标液相当于所测元素的百分含量
例2、高碘酸钾光度法测钢铁中锰（标液的配制）
配制标液：1.4383g → 1000ml
(KMnO4分子量为：158.04；Mn原子量为：54.938)
⑴、计算元素量
0.5g → 1000ml1ml＝500μg
20×500/100 ＝100μg/ml
⑵计算样品量
0.5g 直接显色0.5→5×105μg
⑶计算标液在此方法中相当于所测元素的百分含量
在此分析方法中1ml标液相当于0.02%锰
2、标准样品换算法
如果用标样和试样同时操作，用标样来换算结果，则必须符合几个条件：
1）必须符合光吸收定律，绘制的工作曲线应该是直线。
2）绘制的工作曲线应该通过原点。
3）试样中待测组分的含量与标准样品的含量相接近，且二者组成相类似。
但在实际工作中并非所有的工作曲线均是直线，有的工作曲线上部或下部是弯曲的。而利用标样换算的本身就是默认一切工作曲线都是直线，这显然容易造成结果的错误。再则，由于使用水做空白，加之比色皿污染等无法克服检量线不通过原点这一关键，因而常使分析结果出现误差，另外，标样换算不能发现偶然发生的差错，所以应尽量采用标准样品作工作曲线。
三、显色反应及其影响因素
（一）显色反应的一般要求
1、选择性要好：一种显色剂最好只与一种待测组分其显色反应，这样干扰少；或者干扰离子容易被消除；或者显色剂与待测组分和干扰离子生成的有色化合物的吸收峰相隔较远，彼此无谱峰重叠。这样有利于操作。
2、灵敏度足够高；由于光度法一般用于测定微量组分，灵敏度高的显色反应更为有利。但要注意，灵敏度高的显色反应不一定选择性也好。对于高含量组分的测定，不一定要选择灵敏度高的显色反应，而要有相当好的稳定性。
3、有色化合物的组成要恒定，符合一定的化学式：有色化合物的组成若不恒定，则测定结果的再现性必然较差。
4、有色化合物的化学性质足够稳定：要求有色化合物不易受外界环境条件的影响，同时也不应受溶液中其他化学因素的影响。这样才能保证在测量过程中溶液的吸光度变化很小，否则就会引入测量误差。
5、对比度要大：如果显色剂本身有颜色，则要求有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，这样，显色时颜色变化明显，而且试剂空白较小。
6、显色反应的条件要易于控制：如果显色反应的条件过于苛刻，难以控制，测定结果的再现性就差，容易造成误差。
（二）显色反应的主要类型
1、络合反应
许多络离子和络合物有较深的颜色，常用的光度分析显色反应绝大多数也属于络合反应。
1）待测组分与无机显色剂的络合反应。
2）金属离子与中性（或碱性）有机显色剂的反应。
3）金属离子与酸性络合剂的络合反应。
2、离子缔和反应
金属离子（M）一负电性配位体（R）—有机碱（B）相互间作用的一类反应多属于离子缔和反应。
3、吸附显色反应
此类显色反应的原理是利用金属离子在一定条件下形成胶体，当此胶体吸附某种显色剂后，由于它们之间的极化作用，使显色剂分子结构中电子云分布改变，而致颜色发生改变。
4、氧化-还原反应
有些元素在一定价态时呈特征的颜色，因而可利用氧化—还原反应使其显色成为可测价态。
5、成盐反应
成盐试剂与金属离子反应时生成有色的正盐，以此比色。
（三）影响显色反应的因素
1、溶液的酸度
（1）酸度影响金属离子的存在状态。
（2）酸度影响显色剂本身的颜色。
（3）酸度影响显色剂的浓度。
（4）酸度影响络合物的组成。
2、显色剂的浓度
显色反应一般是可逆的，从光度分析的角度考虑，应尽量使被测组分全部转变成有色化合物，这就需要加入过量的显色剂，但显色剂加入太多，有可能引起副反应，对测定不利。有些显色剂本身颜色很深，如大量过量使参比液调零发生困难。当有色化合物的离解常数很小时，显色剂少许过量就可以了。
3、显色温度
温度对显色反应的速度有影响，也影响有色化合物的稳定性。因此，在光度分析中，应该重视温度这一因素。
4、显色时间
显色反应的速度有快有慢，而且形成络合物的稳定性也不一样，因此，显色后必须在适当的时间范围内进行测定，通常有一下几种情况：
（1）络合物立即生成。生成的有色化合物也很稳定。
（2）络合物立即生成，但放置过程中可能由于空气的氧化、试剂的分解等原因络合物有逐渐离解、退色的趋势。
（3）络合物的形成需要一定的时间，但生成的络合物很稳定。
（4）络合物的形成需要一定的时间，但生成的络合物稳定性较差。
5、介质的影响
有机溶剂会降低有色化合物的离解，从而提高显色反应的灵敏度。同时有机溶剂还可能提高显色反应的速度，以及影响有色络合物的溶解度和组成。另外显色反应所处的介质对灵敏度也有很大影响。
6、溶液中共存离子的影响
（1）共存离子的干扰作用
1）共存离子本身有颜色，影响光度测定
2）共存离子与显色剂也能生成有色化合物而与被测组分的有色化合物的颜色混在一起，干扰测定。
3）共存离子与显色剂生成无色络合物，消耗了大量显色剂，降低了显色剂的浓度，使被测组分与显色剂的络合反应不完全，导致吸光度降低。
4）干扰离子能与被测组分生成离解度很小的络合物，影响被测离子与显色剂的显色反应，使吸光度大为降低。
5）氧化性或还原性组分的存在，将破坏显色剂，而使其结构发生改变，从而影响显色反应的进行。
（2）消除共存离子干扰的途径
1）控制溶液的酸度：与络合滴定中使用掩蔽剂的情形相似。
2）控制溶液的酸度：控制溶液的酸度是提高显色反应选择性。
3）利用氧化还原反应改变干扰离子的价态，也是消除干扰的有效方法。
4）控制显色条件消除干扰。
5）利用校正系数消除干扰。
6）采用适当的分离方法。
（3）测定条件的选择
1）选择合适的测定波长
有色溶液对光的吸收是有选择性的，通常可用光吸收曲线来描述。在实际工作中通常选用最大吸收波长作为测定波长，使测定具有最大的灵敏度。但是，有时为了消除显色剂本身、干扰离子以及介质酸度的影响，在保证一定灵敏度的情况下，往往适当偏离最大吸收波长位置，而改用干扰比较小的波长作为测定波长。总之，在分光光度分析中，波长的选择除考虑灵敏度外，还需考虑试剂，溶液的酸度，干扰离子的存在等因素的影响，最后根据不同的具体情况来确定所需用的测定波长。
2）选择适当的参比溶液
在分光光度分析中，用来校正以分光光度计透光率100%作为测量相对标准的溶液叫“参比溶液”。参比溶液除具有上述作用外，还可以抵消显色溶液其他有色物质的干扰，抵消比色皿及其他因素对入射光强的影响等。因此，正确选用和制备参比溶液，是消除影响分光光度分析法主要因素的有效手段，对提高方法的准确度起着重要作用。选择参比溶液的方法有：
①蒸馏水或溶剂作为参比液：在被测体系中只有被测化合物有颜色，其他成分本身和显色剂都是无色的，在测定波长下没有光吸收或吸收甚微，此时可用蒸馏水或溶剂作为参比溶液。
②试剂空白作参比液：如果只有显色剂有颜色且在测定波长下对光有吸收，而其他均没有吸收或很小，此时可按与显色反应相同的条件加入各种试剂，唯独不含试样溶液，即做成试剂空白作参比溶液。
③试样溶液空白作参比液：当未经显色的试样溶液本身有颜色，而显色剂无色，且不与共存离子显色，此时可按与显色反应相同的条件，取相同量的试样溶液，但不加显色剂作为空白溶液，简称试样空白。
④褪色空白：当试样基体有颜色，显色剂也有颜色，单一使用试剂空白或试样空白都不能完全消除干扰的情况下，用一种退色剂有选择性地将被测离子络合或改变价态，使显色的有色络合物退色，以此来作参比溶液。
⑤不显色空白：在某些显色反应中，如果改变试剂加入的次序，可以使其显色反应不发生，这样配制的空白溶液含有试样基体和试剂的颜色，但被测离子没有显色，简称不显色空白。
⑥平行操作空白：在痕量或精确分析中，为了消除所用试剂颜色的影响以及在分析过程中可能带进来的极痕量的被测元素的影响，可以用不含被测元素的试样（或不称样），与分析试样同样操作，得到一份和试样一样的平行操作空白溶液，简称平行操作空白。
3）控制适当的吸光度读数范围
在不同吸光度内，读数也可以引入不同程度的误差，对测量产生影响，这种误差称为“光度误差”。有色溶液的吸光度读数太大或太小都会影响测量的准确度。从光度误差与吸光率的关系图可以看出，在T=36.8％（A=0.434）时，光度误差最小，其数值为2.73％。在透光度T为20%～65％（吸光率0.2～0.7）时，光度误差均较小。但当透光度小于20％或大于65％时，由于读数误差而导致的测定相对误差将急剧增加。所以在分光光度测定中，为了减小测定误差，应该控制被测溶液的吸光度读数在一定的范围内。通常要求吸光度在02.～0.7为好。
四、分光光度计
（一）分光光度计的基本结构
分光光度计的结构主要有五部分组成：光源、分光系统（单色器）、吸收池、检测器和测量信号系统（记录装置）五个基本部分所组成。
1、光源：对光源的基本要求是在广泛的光谱区内辐射连续光谱并有足够的强度，光源具有良好的稳定性，辐射能量不随波长而发生明显的变化。
2、单色器：单色器是将光源的连续光谱散射而供出单色光的装置。
3、吸收池：吸收池即比色皿，用于盛装拭液。
4、检测器：检测器的作用是检测光信号，并通过光电转换元件转换成电信号，再检测其信号的大小。
5、测量信号指示系统：常用的测量信号指示系统有：电流表、数字显示仪表、屏幕显示和打印机。
工作原理：（以72型为例）从钨灯光源发出的白光，经棱镜色散后的多色光，由波长调节器控制，可在出射狭缝后面得到所需波长的单色光。此单色光通过比色皿和光量调节器射到硒光电池，转为光电流，通过检流测定电流的大小。
（二）分光光度计的分类
1、比色计
2、单光束分光光度计
3、双光束分光光度计
4、双波长/双光束分光光度计
（三）几种分光光度计的特点
（四）分光光度计的使用方法
（五）分光光度计的保养维护及使用注意事项
1、仪器安放在整洁干燥的房间内，并置于平稳的台面上。
2、使用前，应详细阅读使用说明书或操作规程，了解仪器各键盘或按钮的作用与功能。
3、定期检查仪器干燥筒内的防潮变色硅胶，要经常更换。
4、定期检查仪器波长的准确性，以免引起不必要的测量误差。
5、仪器接地良好。
6、比色皿宜配对使用
7、比色皿的光学面不能用手接触，不能玷污。洗涤时，绝对不能用强碱或过强的氧化剂。
8、显色液、参比液不宜装得太满，每次测量后，应检查溶液是否残液留在样品室内，如
有应及时擦干，比色皿用毕应立即洗净。
9、仪器使用完毕后，用防尘套罩住。（六）分光光度计的检查与一般故障的排除
4、一般故障的排除
第三章元素分析
本章主要讲授钢铁中碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、钼八个元素的分析，铝合金等与此有关元素分析也一并讲授，至于其它元素分析可根据情况再作讲授。
第一节碳的测定
一、概述
碳是钢铁中的一个重要组分，钢与铁主要以碳含量的高低来区别。钢的品种也
与含碳量相关。钢铁中碳以化合碳和非化合碳两种形式存在。钢铁中碳量高低直接影响其性能。
二、分析方法
1、碱石棉重量法：
试样置于高温炉中通氧燃烧，使碳氧化成二氧化碳，以已知质量的内装碱石棉的吸收瓶吸收二氧化碳，称量，由吸收瓶的增量，计算试样中碳的含量。
2、气体容量法：
试样在高温的氧气流中燃烧，其中的碳被氧化成二氧化碳并收集于量气瓶内，然后将有二氧化碳的混合气体经氢氧化钾溶液吸收，以吸收前后气体体积之差通过换算确定试样中含碳量。
3、非水滴定法：
实际上是在非水溶剂中进行的中和滴定。
4、电导法：
以测量溶液中的电导值为基础的定量分析方法。
5、红外线吸收法：
压力固定的气体其吸收特征波长红外线能量与气体浓度成正比，而来测定钢铁中碳或硫。这和分光光度法原理是非常近似的，不过是采用双光路系统而已，即分别测出红外线通过被测气体前和后的能量值。
三、燃烧方法
1、管式炉
燃烧完全，碳回收率可达100%，有较高准确度和再现性，对硫虽回收率未达100%，但结果稳定可靠。其缺点为耗电量大，升温时间长，炉温一般只可达1300℃。
2、电弧炉
炉温高，仪器结构简单，操作方便，节省电力，消耗材料少，测定速度快，避免了高温下操作，改善了劳动条件，但测定结果稳定性稍差。
3、高频炉
升温快，炉温高，节省电力，试样燃烧完全，碳、硫回收率均较好，但仪器价
格贵，试样燃烧时飞溅现象严重。
四、添加剂
1、添加剂的作用
由于燃烧方法不同，所使用助熔剂也不一致，管式炉用锡粒，电弧炉用铁粉和硅钼粉，而高频炉用钨粒和钨锡粒。由于添加剂组成不同，性质不同，所以在燃烧过程中所起作用也不同。主要作用是助熔、发热、调节介质的酸碱性、搅拌、催化、稳燃、抗干扰和参与化学反应。
2、对添加剂的要求
对添加剂主要要求其空白值低，一般应小于被测物质碳、硫含量的10%，另外对形状、粒度、空隙等物理性能也需注意，这样透气性好、反应快、有利于氧化燃烧。
五、气体容量法
1、原理
试样在高温的氧气流中燃烧，其中的碳被氧化成二氧化碳并收集于量气瓶内，然后将有二氧化碳的混合气体经氢氧化钾溶液吸收，以吸收前后气体体积之差通过换算确定试样中含碳量。反应式如下：
C+O2=CO2
CO2+2KOH=K2CO3+H2O
试样中硫会发生相同反应而产生干扰，因此必须在吸收前除去。
S+O2=SO2
SO2+MnO2=MnSO4
2、量气管刻度标尺
气体容量法测碳量气管上刻度标尺是根据单位二氧化碳气体体积在标准温度和标准气压下所对应的含碳量而刻制的。量气管刻度每1ml相当于每克试样中含碳为0.05%。
由于在实际工作中，压力和温度是经常变化的，所以日常工作中必须进行校正（但须注意水准瓶内是酸性水还是氯化钠溶液，其修正系数是不相同的）。当然也
可用标准样品同法操作来计算结果。
3、影响因素及注意事项
（1）燃烧过程中氧气供给是关键条件，一般均采用先大氧后控气的供氧方式。
（2）吸收器、水准瓶内溶液和混合气体的温度，三者应基本相同。
（3）助熔剂中的含量应不超过0.005%
（4）每次分析前必须对系统进行检漏。
（5）量气管必须保持清洁，量气瓶和吸收瓶上端活塞处工作中不应有气泡出现。
（6）炉温一般应控制在1200~1300℃之间。
（7）为减少测碳时读数结果时之误差（这种误差与称样等相比较是相当大的），可采取在吸收完毕后将水准瓶放回测零时之位置来读数，即所谓不等压读数之方法。
（8）吸收器中氢氧化钾吸收液必须定期更换，一般分析钢样5000个或生铁样1500个后即需更换，发现混浊也需更换。
六、红外线吸收法
1、原理
压力固定的气体其吸收特征波长红外线能量与气体浓度成正比，而来测定钢铁中碳或硫。这和分光光度法原理是非常近似的，不过是采用双光路系统而已，即分别测出红外线通过被测气体前和后的能量值。
二氧化碳吸收特征波长为4.27μm，二氧化硫为7.23μm。
2、特点和注意事项
该方法仪器自动化程度高，方法准确度好，特别是对超低碳测定灵敏度高，对于硫方法准确度就不如测碳了。
七、非水滴定法
1、原理
碳酸是一种弱酸，无法在水中用碱进行滴定，但当二氧化碳进入甲醇、乙醇中后，酸性大大增强，同样氢氧化钾进入醇后碱性也大大增强，从而可在有机相