分光光度法測定礦石中鈮方法改進(jìn)

郭新元

摘 要：分光光度法是測定常量和微量鈮比較常用的方法，測定鈮常用的顯色劑是氯代磺酚C、5-Br-PADAP、鄰苯三酚紅、硫氰酸鹽等。分光光度法以其靈敏度高、選擇型好、操作簡單、成本低廉而受到科研工作者的青睞。

關(guān)鍵詞：分光光度法;測定;礦石中鈮;方法改進(jìn)

雖然近年來分光光度法在測定鈮的研究上取得了很大的發(fā)展，對于一些復(fù)雜樣品中鈮的檢測，還需要研究和發(fā)展新的更靈敏的顯色劑和測定方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

鈮標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：100μg/mL。準(zhǔn)確稱取 0.1431g光譜純五氧化二鈮（分子式Nb2O5，分子量 265.81，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）于瓷坩堝中，加5～7g焦硫酸鉀，放入馬弗爐中先低溫再逐步升溫至650℃熔融至透明，冷卻。置于300mL燒杯中，用70mL酒石酸溶液加熱浸取熔塊，煮沸至熔塊全部溶解，稍冷，加100mL硫酸（1+1），冷卻后移入1000 mL容量瓶中，用150g/L酒石酸溶液稀釋至刻度，搖勻。

EDTA二鈉鹽溶液：2.5%。準(zhǔn)確稱取2.5g乙二胺四乙酸二鈉（分子式C10H14N2O8Na2·2H2O，分子量 372.24，天津市博迪化工有限公司）于100 mL燒杯中，加去離子水溶解，轉(zhuǎn)移到100mL的容量瓶中，用去離子水稀釋到刻度。

抗壞血酸溶液：0.1%。準(zhǔn)確稱取0.1 g抗壞血酸（分子式C6H8O6，分子量 176.13，天津市大茂化學(xué)試劑廠）于100mL 燒杯中，加去離子水溶解，轉(zhuǎn)移到100 mL的容量瓶中，用去離子水稀釋到刻度。

氯代磺酚C溶液：0.05%。準(zhǔn)確稱取0.05g氯代磺酚C（分子式C22H14C12N4O16S4，分子量789.53，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）于燒杯中，加去離子水溶解，轉(zhuǎn)移到100 mL 容量瓶中，用去離子水稀釋到刻度。

酒石酸溶液：60g/L、72g/L、150g/L、300g/L。準(zhǔn)確稱取60g、72g、150g、300g酒石酸固體（分子式C4H6O，分子量150.09，沈陽市生威試劑廠）于燒杯中，加去離子水溶解，加熱加速溶解，分別移入1000 mL容量瓶中定容。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確移取一定量的鈮的標(biāo)準(zhǔn)溶液（如20μg）于25mL的容量瓶中，加入5.0mL鹽酸（2+1）溶液和1.5mL的氯代磺酚C溶液，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，靜置25min后，用2cm的比色皿，以試劑空白作參比，在650nm的波長下測定吸光度。在測定實(shí)際樣品時(shí)，為了掩蔽干擾離子，再加入顯色劑之前，應(yīng)加入2.0 mL2.5%EDTA二鈉鹽溶液和0.5 mL0.1%抗壞血酸溶液。

2 鈮的測定

2.1 鈮的吸收光譜曲線

在分光光度分析中，測定波長影響比色分析的準(zhǔn)確度和靈敏度。一般選擇待測物質(zhì)的最大吸收波長作為測定波長，以便保證比色分析的靈敏度。準(zhǔn)確移取2.0 mL10μg/mL 的Nb（V）標(biāo)準(zhǔn)溶液于25mL容量瓶中，加入5.0 mL鹽酸（2+1）溶液，搖勻，放置5 min 后加入1.5 mL 氯代磺酚C 溶液，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。靜置25min，以試劑空白做參比，用2cm比色皿，在600～700 nm波長范圍內(nèi)測量吸光度。

Nb（V）—氯代磺酚C吸收光譜曲線的最大吸收峰位于650nm，氯代磺酚C試劑的最大吸收峰位于560nm，對比度（Δλ）為90nm。證明Nb（V）—氯代磺酚 C 顯色體系的吸收峰與試劑空白的吸收峰對比度很大，試劑本身吸收峰對絡(luò)合物的吸收峰沒有影響，有利于提高測定的靈敏度。因此，實(shí)驗(yàn)選擇650 nm作為Nb（V）—氯代磺酚 C 顯色體系的測定波長。

2.2 鈮絡(luò)合物的穩(wěn)定時(shí)間

不同的顯色體系所發(fā)生的絡(luò)合反應(yīng)速度不同，絡(luò)合物達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間也就不一樣的。絡(luò)合物的穩(wěn)定性是比色測定的基礎(chǔ)，良好的穩(wěn)定性不僅保證比色測定的準(zhǔn)確度，而且有利于干擾物的清除，提高顯色體系的選擇性。

在25mL容量瓶中加入2.0mL的鈮標(biāo)準(zhǔn)溶液，5.0mL的鹽酸溶液，和5.0mL的氯代磺酚C溶液，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，計(jì)時(shí)。以試劑空白為參比，在650nm波長處，每隔一定時(shí)間測定一次吸光度。以時(shí)間（min）為橫坐標(biāo)，吸光度 A 為縱坐標(biāo)，繪制鈮吸光度隨時(shí)間變化曲線。加入氯代磺酚C后所形成的有色絡(luò)合物在25min后達(dá)到穩(wěn)定，且至少可以穩(wěn)定3h。因此，實(shí)驗(yàn)選擇顯色時(shí)間為25min。

良好的酸性介質(zhì)能保證鈮絡(luò)合物的形成和穩(wěn)定性，有利于提高鈮測定的靈敏度和選擇性。實(shí)驗(yàn)除了鹽酸外，還考察了相同體系濃度下硫酸和磷酸作為反應(yīng)介質(zhì)對鈮測定的影響。

2.3 共存離子對鈮測定的影響

在實(shí)際樣品分析中，樣品中不僅含有待測的鈮，還含有其它的金屬元素，可能對鈮的測定產(chǎn)生影響。這些與鈮共存的元素產(chǎn)生影響的原因大致如下：與顯色劑氯代磺酚 C 生成有色絡(luò)合物;干擾離子本身具有顏色;共存離子與顯色劑氯代磺酚 C 作用生成無色絡(luò)合物，但由于消耗了氯代磺酚 C，影響了鈮（V）與氯代磺酚 C 的顯色反應(yīng)。所以需要對共存離子的影響進(jìn)行考察。

在25mL的容量瓶中，準(zhǔn)確加入2.0mL（10μg/mL）鈮的標(biāo)準(zhǔn)溶液和一定量的待考察金屬離子，加入5.0 mL鹽酸溶液，搖勻，放置5min后，加入1.5mL的氯代磺酚C 溶液，用去離子水稀釋到刻度，搖勻。靜置25min后，以試劑空白溶液做參比，用2cm的比色皿，在波長650nm 處測定吸光度。

3 結(jié)語

對鈮進(jìn)行測定時(shí)，酸性介質(zhì)由鹽酸（1+1）改用鹽酸（2+1），實(shí)驗(yàn)證明改后的酸性介質(zhì)對顯色體系更加穩(wěn)定，生成絡(luò)合物的穩(wěn)定時(shí)間更長，方便批量測定。