原子吸收光譜法測(cè)定三氧化鎢中的微量銅試驗(yàn)研究

游 云

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局贛西北大隊(duì)，江西 九江 332000）

根據(jù)基態(tài)原子蒸氣吸收同種原子時(shí)，所發(fā)射的特征譜線，建立了一種光學(xué)分析法：原子吸收光譜法。該方法具有選擇性好、靈敏度高、分析速度快、抗干擾能力強(qiáng)以及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此在食品、生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、輕工、冶金、化工、地質(zhì)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域上被廣泛應(yīng)用[1]。這些領(lǐng)域利用原子吸收光譜法，獲得超過(guò)70個(gè)的測(cè)量元素，實(shí)現(xiàn)對(duì)痕量以及超痕量元素的測(cè)定。而三氧化鎢作為一種無(wú)機(jī)物金屬氧化物，其化學(xué)式為WO3，相對(duì)分子質(zhì)量為231.85，是一種黃色粉末狀物質(zhì)，該物質(zhì)溶于堿、微溶于酸，是用于制作高熔點(diǎn)合金和硬質(zhì)合金，例如鎢絲和防火材料的基礎(chǔ)原料之一。因此為了令高熔點(diǎn)合金和硬質(zhì)合金的制作成品，具有更好的可利用性，采用原子吸收光譜法，測(cè)定三氧化鎢中的微量銅含量，為鎢絲以及防火等材料的制作，提供更好的基礎(chǔ)原料。

1 原子吸收光譜法測(cè)定三氧化鎢中的微量銅試驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

選擇的原子吸收光譜儀型號(hào)為AA-6300C，高速離心機(jī)型號(hào)為HSC-2015L，選擇的實(shí)驗(yàn)室雷磁pH計(jì)型號(hào)為PHS-3C，電子分析天平的型號(hào)為BT224T，超聲波儀型號(hào)為QF25L[2]。

選取一份三氧化鎢粉末作為基本測(cè)定對(duì)象，已知該三氧化鎢樣品中的銅痕量為15.6325μg/L。制備三氧化鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.0g/L）：利用電子分析天平，準(zhǔn)確稱取1.0000g三氧化鎢（光譜純），加入少量1mol/LHNO3溶解該試樣，用1mol/LHNO3將試樣定容至1000mL，搖晃均勻后，獲得1.0 g/L標(biāo)準(zhǔn)三氧化鎢試樣。制備鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.0g/L）：利用電子分析天平，準(zhǔn)確稱取1.0000g金屬鎳粉（光譜純），加入少量1mol/LHNO3溶解鎳試樣，并將其同樣定容至1000mL，搖晃均勻，獲得1.0g/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。

設(shè)置實(shí)驗(yàn)儀器工作條件，其中將原子吸收光譜儀的波長(zhǎng)設(shè)置在215.4nm，燈電流為3mA，燃燒頭高度設(shè)置為12mm，空氣流量設(shè)置為5.5L/min，乙炔流量設(shè)置在1.8 L/min，縫隙寬度控制在0.2 nm。

1.2 測(cè)定方法

依次向燒杯中加入2.0mL PAR0.5%的乙醇溶液、1.0mL的1.0mg/mLNi2+溶液、10.0 mL的1.0mg/LWO3標(biāo)準(zhǔn)溶液，用HAc-NaAc緩沖溶液，在pH計(jì)上將pH值調(diào)至5.0，將該試驗(yàn)樣品定容至100mL，靜置30min，然后利用離心機(jī)分離試樣。靜置結(jié)束后，利用特定儀器，將燒杯中上層清液小心去除，再利用1.0mL的濃HNO3溶解燒杯中的下層沉淀物質(zhì)，將溶解后的試樣定容至10.0mL，以便于原子吸收光譜儀的測(cè)試使用[3]。同時(shí)按照操作步驟作空白試驗(yàn)，測(cè)定的試劑空白值予以扣除。利用下列計(jì)算公式，計(jì)算待測(cè)元素的含量：

公式中：μ表示所求的待測(cè)元素含量，單位為%；N表示待測(cè)元素濃度，單位為mg/mL；Q1與Q2分別表示分取試液體積和測(cè)定溶液體積，單位均為mL；表示試樣質(zhì)量，單位為g[4]。

1.3 選擇載體離子

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液制備方法，再制備其他5個(gè)不同的共沉淀載體，將鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液與另外5種標(biāo)準(zhǔn)溶液作為測(cè)定變量，分析這些元素對(duì)三氧化鎢中，微量銅的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，見(jiàn)下表1。

表1 載體離子對(duì)微量銅的影響

表中的6組元素，為制備后的標(biāo)準(zhǔn)溶液。根據(jù)表1中的測(cè)試數(shù)據(jù)可知，當(dāng)Ni2+作為載體離子時(shí)，測(cè)定的微量銅的回收率最高，所以選擇Ni2+作為載體離子，利用原子吸收光譜法測(cè)定三氧化鎢中的微量銅痕量。

2 測(cè)試與分析

2.1 測(cè)定PAR對(duì)微量銅痕量的影響

按照上述提出的測(cè)定方法，在0mL～3.0mL范圍內(nèi)，試驗(yàn)顯色劑PAR的用量，對(duì)于微量銅回收率的影響，結(jié)果如下表2所示。

表2 PAR加入量影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)上表2中變化的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)顯色劑的使用劑量逐漸增加時(shí)，微量銅的回收率逐漸增加，其中當(dāng)PAR的劑量在0mL～1.0mL范圍時(shí)，微量銅的回收率在20%以下；當(dāng)PAR劑量增加到1.0mL～2.0 mL范圍時(shí)，三氧化鎢中分離出的微量銅被快速回收；但當(dāng)PAR的劑量超過(guò)2.0mL時(shí)，微量銅的回收率只有微弱變化，無(wú)限接近但無(wú)法達(dá)到100%的回收。根據(jù)詳細(xì)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)PAR的加入劑量為2.5ml時(shí)，微量銅痕量的回收率最高。

2.2 Ni2+對(duì)微量銅痕量的影響

按照上述測(cè)定方法，在銅絕對(duì)含量為10μg三氧化鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液中，分別加入0mL～2.0mL的1.0mg/mLNi2+溶液，進(jìn)行分離富集。此時(shí)的Ni2+使用量在0.5mL～1.0mL時(shí)，微量銅痕量的回收率一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)；當(dāng)Ni2+使用量增加至1.0mL～2.0mL范圍內(nèi)時(shí)，微量銅痕量回收率迅速下降。下表3中的數(shù)據(jù)，為Ni2+使用量，對(duì)微量銅的影響效果。

表3 Ni2+使用量影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)上表3中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)Ni2+使用量為1.0mL時(shí)，微量銅的回收率最高，因此試驗(yàn)將Ni2+使用量設(shè)置在1.0mg。根據(jù)上述測(cè)試可知，若試驗(yàn)中不加入載體離子，即加入劑量為0時(shí)，微量銅的回收率僅為61.8%。因此本階段的測(cè)試，充分證實(shí)了Ni2+的必要性。

2.3 pH值對(duì)微量銅痕量的影響

同理前兩節(jié)的測(cè)定方法，測(cè)試不同pH值條件下，微量銅的共沉淀回收率，詳細(xì)結(jié)果，如下表4所示。

表4 pH值影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)上表4中的測(cè)試結(jié)果可知，當(dāng)pH值的取值范圍在3.0～6.0之間時(shí)，微量銅的回收率最大，因此取中間值，將pH值設(shè)置為5.0。

2.4 三氧化鎢中的微量銅痕量測(cè)定

將制備的三氧化鎢分成6個(gè)測(cè)定試樣，根據(jù)前三組測(cè)試條件可知，應(yīng)用Ni2+時(shí)微量銅的回收率最高，因此在6組試樣中，依次加入劑量0mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL的Ni2+，按照設(shè)定的測(cè)定方法，通過(guò)原子吸收光譜儀，測(cè)定三氧化鎢中的微量銅痕量。測(cè)試結(jié)果如下圖1所示。

圖1 三氧化鎢中微量銅痕量測(cè)定結(jié)果

根據(jù)圖中測(cè)試結(jié)果可知，當(dāng)Ni2+濃度不斷增加時(shí)，測(cè)得的微量銅痕量隨之增加。當(dāng)Ni2+濃度為0時(shí)，測(cè)得的銅痕量為0.0129；當(dāng)Ni2+濃度為0.1時(shí)，銅痕量為0.0207；當(dāng)Ni2+濃度為0.2時(shí)，銅痕量為0.0299；當(dāng)Ni2+濃度為0.3時(shí)，銅痕量為0.0373；當(dāng)Ni2+濃度為0.4時(shí)，銅痕量為0.0465；當(dāng)Ni2+濃度為0.5時(shí)，銅痕量為0.0545。經(jīng)計(jì)算，獲得的銅痕量為15.6322μg/L，極度接近已知值，可見(jiàn)原子吸收光譜法，測(cè)定三氧化鎢中的微量銅結(jié)果可靠。

3 結(jié)束語(yǔ)

此次試驗(yàn)充分發(fā)揮原子吸收光譜法的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)待測(cè)元素的基態(tài)原子蒸氣的吸收譜線特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)三氧化鎢中，微量銅元素的定性定量分析。但此次試驗(yàn)受時(shí)間以及個(gè)人能力的影響，試驗(yàn)內(nèi)容還不夠豐富，今后的 研究可以再進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)，增強(qiáng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的論證與可靠性說(shuō)明。