雙環己酮草酰二腙-CTMAB光度法測定鋁合金中的銅

管英華 季振濤 楊超

（1 合肥職業技術學院，安徽 巢湖 238000）

（2 巢湖學院化學化工與生命科學學院，安徽 巢湖 238000）

銅是鋁合金中的重要元素之一，其含量影響鋁合金的性能，因此，測定鋁合金中銅的含量具有重要意義。目前，銅的測定方法主要有分光光度法[1-3]、原子吸收光譜法[4]、電感耦合等離子體原子發射光譜法[5]、熒光光譜法[6]等，其中以分光光度法最為常用。國標中鋁合金中銅含量的測定是用新亞銅靈光度法，首先用鹽酸羥胺將銅離子還原為亞銅離子，再調節溶液的pH值，然后萃取于有機溶劑中進行測定。這種方法操作繁瑣，耗時長，且有機溶劑有毒，污染環境，并容易造成誤差。本文在文獻[7-8]基礎上，較詳細地研究了雙環已酮草酸二腙與銅 （Ⅱ）顯色反應的條件，結果表明，在弱堿性介質下，加入表面活性劑CTMAB后，顯色反應的選擇性和靈敏度有所提高，配合物的最大吸收波長由600nm紅移至606nm。此法具有成本低、簡便、快速、選擇性好、精密度高等特點，測定結果與標準值相符。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；722型可見分光光度計 （上海菁華科技有限公司）；PHS-3B型精密酸度計（上海雷磁有限公司）。

銅（Ⅱ）標準溶液：1mg/mL；準確稱取0.1000g銅粉于100mL燒杯中，用5mL濃硝酸微熱溶解，冷卻后，定量地轉移至100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。使用時配制成10 μg/mL銅標準工作溶液。BCO溶液：1.0 g/L；稱取0.5000 g BCO于500 mL燒杯中，加入1:1乙醇使其溶解，轉移至500 mL容量瓶中，用1:1乙醇稀釋至刻度。檸檬酸三鈉水溶液：250 g/L。 NH3·H2O-NH4Cl緩沖溶液：用酸度計調至pH為9.00。CTMAB水溶液：20g/L。

所用試劑均為分析純，所用水為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

移取不大于 80 μg銅（Ⅱ）于 25 mL容量瓶中，依次加入 4.0 mL pH為 9.00的 NH3·H2ONH4Cl溶液，2.5 mL 250 g/L檸檬酸三鈉溶液，2.0 mL 1.0 g/L BCO溶液和2.0 mL 20 g/L CTMAB溶液，用水稀釋至刻度，搖勻，放置10 min后，在波長606 nm處，用1 cm比色皿，以試劑空白為參比，測定溶液的吸光度。

2 結果與討論

2.1 吸收光譜

按實驗方法顯色，以相應的試劑空白為參比，在波長400～800 nm范圍內掃描，得配合物的吸收光譜 (見圖1)。由圖1可知，體系中加入CTMAB時，吸光度有所提高，最大吸收波長由600 nm紅移至606 nm，如表1、2所示。為了得到高的靈敏度，本法選擇的測定波長為606 nm。

圖1 吸收光譜

2.2 緩沖溶液用量的影響

按實驗方法，僅改變NH3·H2O-NH4Cl的用量，測定其吸光度。當NH3·H2O-NH4Cl的量為1.0～5.0 mL，吸光度最大且基本不變，故確定NH3·H2O-NH4Cl的用量為 4.0 mL。

2.3 檸檬酸三鈉用量的影響

試驗表明，加人檸檬酸三鈉的量為1.0～5.0 mL時，吸光度最大且基本不變，本實驗選用檸檬酸三鈉用量2.5 mL。

2.4 表面活性劑種類及CTMAB用量對顯色反應的影響

本文討論了OP、SDS、吐溫-80、CTMAB對體系吸光度的影響，結果表明，加入OP、SDS、吐溫-80時，吸光度基本不變或不穩定；但加入CTMAB時，顯色體系的吸光度明顯增大，說明CTMAB對體系有一定的增敏作用。同時討論了CTMAB用量對體系的影響，當CTMAB用量為1.0～3.0 mL時，吸光度最大且平穩，故選用CTMAB用量2.0 mL。

2.5 BCO用量的影響

按實驗方法，僅改變BCO的用量，當BCO的量為2.0～4.0 mL時，吸光度最大且基本不變，選用BCO用量2.0 mL。

2.6 顯色時間及配合物的穩定性

試驗表明，銅(Ⅱ)-BCO顯色反應立刻完成，且配合物的吸光度至少可穩定12 h。

2.7 共存離子的影響

實驗結果表明，對于 20 μg/mL 銅(Ⅱ)的測定，在其允許相對誤差不大于±5%時，共存離子的允許量 (以 mg 計)：Mg2+（3）、Zn2+（10）、Al3+（8）、Ca2+（10）、Pb2+（2）、Mn2+（3）、Ni2+（5）、Co2+（0.5）、Cr2+（0.5）、Cd3+（2）、Fe3+（0.5）、Ti2+（1）、Si4+（1）。

2.8 工作曲線和精密度

在25 mL容量瓶中，分別加入不同量的Cu（Ⅱ）標準溶液，按實驗方法顯色后測定各體系的吸光度。以Cu（Ⅱ）的含量為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準工作曲線，銅含量在0～80 μg/25mL范圍內符合比耳定律，其線性回歸方程為A=-0.0002+0.01125C(μg/25 mL)，相關系數 r=0.9999。由工作曲線斜率計算出表觀摩爾吸光系數為 1.79×104 L·mol-1·cm-1。

2.9 樣品處理和測定

準確稱取0.1g左右鋁合金標樣于100 mL錐形瓶中，加入約0.4 g氫氧化鈉，加少許水后加熱使樣品溶解，滴加數滴過氧化氫，再加熱至無小氣泡冒出，稍微冷卻后，小心加入HCl（1+5）至產生白色絮狀沉淀且又剛好溶解清亮，再補加HCl（1+5）5 mL，待冷卻后，定容至 100 mL。移取1.0mL樣品試樣，按實驗方法進行，分析結果見表1。

3 結論

通過對BCO與銅(Ⅱ)顯色反應的研究，確定了顯色反應的最佳條件。在氨性緩沖溶液介質中，在表面活性劑CTMAB作用下，銅(Ⅱ)與BCO能形成藍色的配合物，其最大吸收波長為606nm， 表觀摩爾吸光系數為 1.79×104 L·mol-1·cm-1，線性范圍為 0～80 μg/25 mL，加入檸檬酸三鈉后可消除共存離子 Fe3+、Cr2+、Mn2+、Ni2+、Co2+等對銅測定的干擾。該法具有靈敏度高、穩定性強、選擇性好、操作簡便等優點。

表1 鋁合金中銅的測定結果

[1]葛昌華，梁華定，潘富友.2-（1,3,4-三氮唑偶氮）-5二乙氨基苯甲酸光度法測定銅的研究[J].光譜實驗室，2003，23（3）：402-405.

[2]王智敏.1-（4-硝基苯基）-3-（3,5-二溴吡啶）三氮烯的合成及其與銅的顯色反應[J].冶金分析，2007，27（4）:29-32.

[3]許葉春.新試劑HBPCF用于生物樣品及鋁合金中微量銅的測定[J].分析科學學報，2000，16（4）:297-299.

[4]龔愛琴.原子吸收和發射光譜法測定中草藥鉛、銅、鎘、鉻含量[J].化學工程師，2009，6（4）:34-35.

[5]李佗，楊軍紅.電感耦合等離子體原子發射光譜法測定石煤礦中釩鎂鋅鐵銅錳[J].冶金分析，2012，32（2）:70-72.

[6]崔華莉，子石蕾，李皓瑜.鹽酸蘆氟沙星熒光猝滅法測定水中痕量銅[J].冶金分析，2011，31（7）:55-57.

[7]吳德武，鐘春龍，吳粦華.雙環已酮草酸二腙光度法測定水樣中銅（Ⅱ）[J].理化檢驗-化學分冊，2009，49（8）:1003-1004.

[8]王小平.雙環已酮草酸二腙光度法測定鋁鎂合金中銅[J].科技信息，2007，（27）:53.