基體匹配—鉻天青S分光光度法測定鉛錠中鋁

黃 萍

(韶關冶煉廠,廣東韶關 512024)

基體匹配—鉻天青S分光光度法測定鉛錠中鋁

黃 萍

(韶關冶煉廠,廣東韶關 512024)

試樣采用稀硝酸-EDTA溶解;在HAc-NaAc緩沖溶液中,鋁與鉻天青S形成穩定的紅色絡合物,于波長550 nm處測其吸光度;采用抗壞血酸,硫脲掩蔽Fe3+、Cu2+等干擾,標準溶液中加入相應量的鉛消除基體干擾。RSD(n=9)＜7.00%,回收率103.5%～109.5%,可準確測定鉛錠0.005%～0.1%鋁。

鋁;鉛錠;基體匹配;分光光度法

鉛錠中鋁的測定通常采用稀硝酸溶解試樣,以硫酸鉛沉淀分離鉛基體,于稀鹽酸介質中,用鉻天青S分光光度法測定鋁[1]。該方法雖然可靠性較好,但鉛分離操作對技術要求較高,分析時間相對較長,在工廠大批量試樣分析的實踐中效果不甚理想。鉛錠試樣通常采用稀硝酸溶解,鋁含量較低時稱樣量亦相應增加;但由于硝酸鉛在硝酸溶液中溶解度較低,試樣母液冷卻后容易析出硝酸鉛[2]。若采用基體匹配—鉻天青S分光光度法測定,利用EDTA在低酸度至中性溶液中可以絡合掩蔽鉛的性質,消除了鉛在測定條件下的析出現象,實現了采用基體匹配法消除鉛干擾的目的。

1 試驗部分

1.1 主要儀器及試劑

1.UV2102型分光光度計。

2.EDTA溶液(50 g/L)。

3.對硝基酚溶液(1 g/L)。

4.抗壞血酸(10 g/L):用時現配。

5.硫脲(100 g/L)。

6.氫氧化鈉(優級純)。

7.純鉛(Pb含量＞99.999%,Al含量＜0.000 2%)。

8.鉻天青S溶液(1 g/L):稱1.0 g鉻天青溶于1 000 mL(1+1)乙醇溶液中。

9.HAc-NaAc緩沖溶液:稱取375 g無水乙酸鈉,加500 mL水溶解,加20 mL冰乙酸,用冰乙酸和無水乙酸鈉調節至pH 6.0(pH計測定),以水稀釋至1 000 mL,混勻。

10.鉛溶液(1 g/100 mL);準確稱取1.000 0 g金屬鉛于200 mL燒杯中,加入10 mL硝酸(3+7), 3 mL EDTA溶液低溫溶解完全,冷卻后移入100 mL容量瓶中定容混勻。

11.鋁標準貯備溶液(100μg/mL):準確稱取純鋁0.100 0 g(＞99.99%),置于200 mL燒杯中,加入20 mL水,0.3 g左右氫氧化鈉低溫溶解后,用鹽酸(1+1)慢慢中和至出現沉淀并過量20 mL,加熱至溶液澄清,冷卻,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液1 mL含鋁100μg。

12.鋁標準溶液(2μg/mL):移取10 mL鋁標準貯備溶液,置于500 mL容量瓶中,加入5 mL鹽酸(1+ 1),用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液 1 mL含鋁2.0μg。

1.2 試驗方法

在50 mL容量瓶中,依次加入一定量鋁標準溶液,加入與待測試樣基體一致的鉛量的鉛溶液,用水稀釋至約20 mL。加入1滴對硝基酚溶液,用氨水(1+10)調至溶液呈黃色,滴加鹽酸(1+19)至黃色剛褪去并過量0.5 mL,加入2 mL抗壞血酸,加入2 mL硫脲,2.5 mL鉻天青 S溶液,2.5 mL HAc-NaAc緩沖溶液(每加一種試劑需混勻),以水稀釋至刻度,混勻。以試劑空白為參比,用2 cm比色皿在波長550 nm處測定吸光度。

2 結果與討論

2.1 溶樣硝酸用量的試驗

按試驗方法,加入不同量的硝酸(3+7),稍加熱溶解。

試驗表明,硝酸加入量在5～15 mL之間試樣可以溶解完全,對測定結果無影響,考慮到成本及后面步驟酸度的調節,本方法選擇10 mL量。

2.2 EDTA加入量試驗

按試驗方法,加入不同量的EDTA。

試驗表明,EDTA加入量在2.0～5.0 mL之間對測定結果無影響,本方法選擇3.0 mL量。

2.3 酸度的影響

按試驗方法,在調節溶液顏色黃色剛好消失后,加入不同體積的鹽酸(1+19)。

試驗表明,(1+19)HCl加入量在0～1.0 mL之間對測定結果無影響,本方法選擇加入0.50 mL。

2.4 HAc-NaAc緩沖液加入量的影響

按試驗方法,加入不同量的HAc-NaAc緩沖溶液。

試驗表明,隨著緩沖液加入量的增加,吸光度呈下降趨勢,加入量在2～5 mL之間吸光度穩定,線性較好,因此本方法選擇加入2.5 mL。

2.5 鉻天青顯色劑加入量的影響

按試驗方法,改變顯色劑用量。

試驗表明:隨著顯色劑量的加入,由于顯色劑本身有顏色,所以吸光度不斷增加,加入量在2～5 mL范圍內,吸光度穩定,線性好,所以選擇加入量為2.5 mL。

2.6 絡合物穩定性的影響

按試驗方法,在顯色液定容后,每2 min測一次。

試驗表明:該紅色絡合物形成需一定時間,在10～40 min內吸光度較穩定,選擇在顯色10 min后開始測定。

2.7 基體干擾

按試驗方法,改變基體鉛的加入量。

試驗表明,隨著鉛基的加入量的增加,吸光度不斷增加,因此應該在標準中加入與試樣相同的基體以消除干擾。

2.8 共存元素的影響及干擾

鉛錠中Zn、Cu、Fe、Sb、Bi、As、Sn、Cd、Ag、Au等雜質元素小于0.10%不干擾測定[3];Fe3+、Cu2+等有顏色的離子大于0.10%時由于其本身顏色干擾測定,需要在溶液中加入抗壞血酸還原Fe3+,用硫脲絡合Cu2+。鉛錠中的鐵、銅含量通常小于0.5%,按試驗方法,在加入鉛溶液后加入不同量的Fe3+、Cu2+。

試驗表明,加入1 mL 10 g/L抗壞血酸和2 mL 100 g/L硫脲,小于5 mg的Fe3+和Cu2+不干擾測定。

2.9 波長的選擇

按試驗方法,在波長520～560 nm處每隔5 nm測一次吸光度。

試驗表明,吸光度在波長545～555 nm處最大,在560 nm后吸光度迅速下降,因此選擇在波長550 nm處測定。

3 樣品分析

3.1 試 料

按表1準確稱取試樣,精確至0.000 1 g。

表1 試樣稱取量

3.2 測 定

3.2.1 空白試驗

稱取與試樣相同量的純鉛,隨同試料做空白試驗。

3.2.2 試樣測定

將試樣置于250 mL燒杯中,加入10 mL硝酸(3+7),加入3 mL EDTA,低溫加入溶解完全,取下冷卻。將試液移入100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。按表1移取試液于50 mL容量瓶中,用水稀釋至約20 mL。加入1滴對硝基酚溶液,用氨水(1+10)調至溶液呈黃色,滴加HCl(1+19)至黃色剛褪去并過量0.5 mL,加入2 mL抗壞血酸,加入2 mL硫脲,2.5 mL鉻天青 S溶液,2.5 mL HAc-NaAc緩沖溶液(每加一種試劑需混勻),以水稀釋至刻度?；靹?以空白為參比,用2 cm比色皿在波長550 nm處測定吸光度。

3.3 工作曲線的繪制

移取鋁標準溶液/mL:0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00,分別置于一組50 mL容量瓶中,加入與試樣量相同的鉛溶液,以下按試樣測定方法進行。

將部分溶液移入2 cm比色皿中,以空白為參比,于分光光度計波長550 nm處測其吸光度,以鋁量為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制工作曲線。

3.4 分析結果的表述

按式(1)計算鋁的質量分數

式中m1為自工作曲線上查得的鋁量/μg;v1為溶液總體積/mL;v2為分取溶液體積/mL;m2為稱樣量/g。

3.5 精密度與回收率

將試樣置于250 mL燒杯中,加入10 mL硝酸(3+7),加入3 mL EDTA,微加熱溶解完全,取下冷卻。將試液移入100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。按試驗方法平行測定9次,計算RSD/%,結果見表2。往試樣溶液中加入不同鋁量,按試驗方法測定,結果見表3。

表2 精密度(n=9) %

表3 回收率

試驗表明,RSD＜7%,回收率在 103.5%～109.5%之間。

4 小 結

本方法采用EDTA絡合并采用基體匹配消除鉛的干擾,RSD＜7%,回收率103.5%～109.5%,滿足了測定鉛錠產品中鋁的要求。

[1] GBT 4103.13-2000,鉛及鉛合金化學分析方法——鋁量的測定[S].

[2] 邵令嫻.分離及復雜物質分析[M].北京:高等教育出版社, 1990.328-330.

[3] 北京礦冶研究總院.礦石及有色金屬分析手冊[M].北京:冶金工業出版社,1990.

Determination of Aluminum in Lead Ingot with Matrix Matching-Chrome Azure S Spectrophotometry

HUANGPing
(Shaoguan S melter,Shaoguan512024,China)

The sample of lead ingot is dissolved in nitric acid-EDTA solution;in HAc-NaAc buffer solution,aluminum and chrome azure S form a stable red complex by determined its absorbance at the wavelength of 550 nm.Use ascorbic acid,thiourea to mask Fe3+,Cu2+and other impurities;add the appropriate amount of lead in the standard solution to eliminate matrix interference.The recovery and RSD(n=9)are each in the range of 103.5%～109.5%and less than 7%.Aluminum can be accurately measured in lead ingot in the range of 0.005%～0.1%.

aluminum;lead ingot;matrix matching;spectrophotometry

O657.3

A

1003-5540(2012)01-0064-03

黃萍(1972-),女,工程師,主要從事有色金屬分析技術管理工作。

2011-11-26