萃取分離苯芴酮分光光度法測定鋅合金中錫量

摘要：根據乙酸乙酯萃取錫的硫氰絡合物，用硫酸與硝酸破壞有機相，再用苯芴酮-CTMAB分光光度法測定錫量。用本法萃取分離消除了鋅合金中銻、銅、鋁等對錫的干擾，摩爾吸光系數ε510=1.3×105，應用于熱鍍、壓鑄鋅合金中金中錫的分析。

關鍵詞：乙酸乙酯；萃取；苯芴酮；分光光度法；鋅合金；錫

1．前言

鋅是廣泛應用于生產、生活中的金屬，大部分用于制造鋅合金以應用于鍍鋅業，根據組分與含量的不同，鋅合金有幾百上千種，鋁、銅、鉛、銻等是常見的加入控制元素。錫位于元素周期表第5周期第ⅣA族，純錫是銀白色金屬；銻位于元素周期表第5周期VA族，與錫相鄰，其化學性質與錫非常相似。

痕量錫的測定方法主要有吸光光度法、電熱原子吸收光譜法、極譜法、陽極溶出伏安法等。吸光光度法是測定錫最常用的方法。三元絡合物的應用增大了錫的顯色絡合物的摩爾吸光系數，其中以錫－苯芴酮與乳化劑OP或CTMAB三元絡合顯色最多。少量錫的分離與富集主要采用共沉淀法與萃取法，共沉淀法以Fe3+與鈹鹽作載體應用較多；錫的萃取主要有以苯萃取SnI4，乙醚、乙酸乙醚、MIBK萃取錫與硫氰酸鹽的化合物，三氯甲烷、乙酸乙酯萃取錫與銅鐵試劑的絡合物等。

本文采用在硫酸與酒石酸介質中，錫與硫氰酸鹽形成絡合物，用乙酸乙酯萃取，使錫與銻、銅、鋁等分離，經加熱揮發與濃硫酸、硝酸氧化除去有機物，在水相中用苯芴酮－CTMAB顯色分光光度法測定錫量。本法簡便、干擾少、靈敏度高，適用于鋅合金中0.0001%以上錫量的測定。

2．試驗部分

2.1主要儀器與試劑

WFJ2-2100型可見光光度計（上海合利儀器有限公司）。

苯芴酮乙醇溶液（0.3g/L）。

溴化十六烷基三甲基胺乙醇溶液（10g/L）。

錫標準貯存溶液（100μg/mL），用濃硫酸高溫溶解，用硫酸（1+3）定容。

錫標準溶液（1μg/mL），用硫酸（1+19）稀釋。

2.2試驗方法

移取一定錫標準溶液于預先加有20mL酒石酸溶液（50g/L）的125mL分液漏斗中，加3mL硫酸（1+3），加水至60mL，再加10mL硫氰酸銨溶液（500g/L），加乙酸乙酯，立刻振蕩萃取2min，靜置分層，棄去水相。將有機相倒入150mL燒杯中，加10mL硫酸（1:1），低溫加熱至乙酸乙酯有機相完全揮發，高溫加熱至有機物完全炭化，滴加1-3mL濃硝酸至溶液清亮，繼續加熱冒三氧化硫白煙至體積約0.5mL，取下冷卻，加2mL酒石酸溶液（50g/L），水洗表皿及杯壁，加熱溶解鹽類，取下冷卻。

用水稀釋至15mL，加1滴對硝基酚溶液（1g/L），用氫氧化鈉溶液（100g/L）中和至黃色出現，再滴加硫酸至無色，補加6mL硫酸（1+3），滴加高錳酸鉀溶液（10g/L）至紅色不褪，放置2min，加入2mL抗壞血酸溶液（20g/L），用水洗入50mL比色管中，加2mL溴化十六烷基三甲基乙醇溶液（10g/L），加3mL苯芴酮乙醇溶液（0.3g/L）（每加一種試劑均需混勻），以水稀釋至刻度，混勻，放置30min。將部分溶液移入3cm比色皿中，以空白試液為參比，于分光光度計波長510nm處測其吸光度。

3．結果討論

3.1比色條件試驗

移取4mL錫標準溶液（1μg/mL）于150mL燒杯中，用水稀釋至15mL，加1滴對硝基酚溶液（1g/L），以下同試驗方法。

本文選用測定波長為510nm，其摩爾吸光系數ε510=1.3×105，靈敏度較高。

比色介質與酸度試驗表明，在0.1-0.2mol/L的HCl介質與0.2-1.0mol/L的硫酸介質中吸光度穩定，考慮到萃取后用硫酸除有機物較方便，選用在0.6mol/L的硫酸介質中顯色。

工作曲線線性試驗表明，0-5.0μg /50mL錫標符合比爾定律，線性相關系數R達0.995。

3.2銻干擾試驗

移取4ml錫標準溶液（1μg /mL）于150mL燒杯中，按表1加入銻量，用水稀釋至15mL，加1滴對硝基酚溶液（1g/L），以下同試驗方法，進行銻干擾試驗，結果見表（1）。

表（1）比色條件中銻干擾試驗

試驗表明，在比色條件下，經KMnO4氧化與酒石酸絡合后，50μg銻不干擾測定，100μg銻對錫的比色測定產生明顯干擾。因為銻往往作為熱鍍彩鋼板鋅合金的加入控制元素，一般含量為0.0x-0.x%，對錫的比色測定產生嚴重干擾，必須設法消除。

3.3銻干擾消除試驗

對2μg/50mL錫量的測定，誤差不大于±5%，下列離子（以mg計）不干擾測定：Zn（1000），Cu（25），Al（100），Cb（5），Pb（20），Mg（5），Fe（5），Sb（0.05）。

本文選用乙酸乙酯萃取分離法，在硫酸與酒石酸介質中，錫與硫氰酸鹽形成絡合物，用乙酸乙酯萃取，使錫與銻、銅、鋁等分離，鋅、鐵等同時被萃取，從而消除銻對錫的干擾。

3.4萃取條件試驗

對萃取酸度、酒石酸用量、硫氰酸銨用量、乙酸乙酯用量、萃取時間等萃取條件進行試驗，結果表明，在0.1-0.25mol/L的硫酸介質中萃取，酒石酸溶液（50g/L）用量為10-30mL，硫氰酸銨溶液（500g/L）用量為5-15mL，乙酸乙酯用量為10mL以上，萃取時間1-4min不影響萃取，萃取率達98%以上。本文選擇萃取條件為：硫酸（1+3）用量3mL，酒石酸溶液（50g/L）用量20mL，硫氰酸銨溶液（500g/L）用量10mL，乙酸乙酯用量20mL，萃取時間2min。

3.5銻萃取分離完全性試驗

移取一定錫標準溶液，加入一定量的銻，按試驗方法進行了萃取分離，測定有機相中的銻量。試驗表明，加入5000μg銻，經萃取分離后的銻殘存量小于80μg，不影響錫的出色測定。

3.6有機相的處理與有機物的消除

萃取分離后，錫以酒石酸絡合物的形式保留在乙酸乙酯有機相中，必須進行無機化處理，以便在一定的硫酸介質中進行比色測定。乙酸乙酯的沸點為77℃，與水的共沸點為70℃，本文選用處理方法為：先在稀硫酸介質中低溫加熱，使乙酸乙酯揮發完全；再在濃硫酸高溫加熱條件下使硫氰酸鹽分解揮發與酒石酸等有機物完全炭化；最后再高溫硫酸冒煙時滴加硝酸除碳至溶液清亮。

3.7樣品分析

稱取0.2500-1.0000g試樣于150mL燒杯中，依次加5mL硫酸（1+3）、2mL過氧化氫，低溫加熱至溶解完全，加熱蒸至水體積，取下冷卻。當錫量≤0.002%時，加2mL酒石酸溶液（50g/L），少許水洗，加熱溶解鹽類，冷卻后移入預先加有20mL酒石酸溶液（50g/L）的125mL分液漏斗中，以下同試驗方法；當錫量＞0.002%時，加20mL酒石酸溶液（50g/L），加5mL硫酸（1+3），加熱溶解鹽類，移入100mL或250mL容量瓶中，分取一定體積于預先加有20mL酒石酸溶液（50g/L）的125mL分液漏斗中，以下同試驗方法。樣品分析結果見表（2）。

表（2）樣品錫量分析結果（%）

參考文獻

[1]符斌主編.重金屬冶金分析[M].北京：冶金工業出版社，1994:168-173

[2]劉春光，黎寶石，翟淑風.銅合金中錫的快速比色測定[J].理化檢驗（化學分冊）.1981，3:40

作者簡介：彭云萍（1974-），女，1997年畢業于重慶工業學院工業分析專業，工程師。