基体匹配—铬天青S分光光度法测定铅锭中铝

黄 萍

(韶关冶炼厂,广东韶关 512024)

基体匹配—铬天青S分光光度法测定铅锭中铝

黄 萍

(韶关冶炼厂,广东韶关 512024)

试样采用稀硝酸-EDTA溶解;在HAc-NaAc缓冲溶液中,铝与铬天青S形成稳定的红色络合物,于波长550 nm处测其吸光度;采用抗坏血酸,硫脲掩蔽Fe3+、Cu2+等干扰,标准溶液中加入相应量的铅消除基体干扰。RSD(n=9)＜7.00%,回收率103.5%～109.5%,可准确测定铅锭0.005%～0.1%铝。

铝;铅锭;基体匹配;分光光度法

铅锭中铝的测定通常采用稀硝酸溶解试样,以硫酸铅沉淀分离铅基体,于稀盐酸介质中,用铬天青S分光光度法测定铝[1]。该方法虽然可靠性较好,但铅分离操作对技术要求较高,分析时间相对较长,在工厂大批量试样分析的实践中效果不甚理想。铅锭试样通常采用稀硝酸溶解,铝含量较低时称样量亦相应增加;但由于硝酸铅在硝酸溶液中溶解度较低,试样母液冷却后容易析出硝酸铅[2]。若采用基体匹配—铬天青S分光光度法测定,利用EDTA在低酸度至中性溶液中可以络合掩蔽铅的性质,消除了铅在测定条件下的析出现象,实现了采用基体匹配法消除铅干扰的目的。

1 试验部分

1.1 主要仪器及试剂

1.UV2102型分光光度计。

2.EDTA溶液(50 g/L)。

3.对硝基酚溶液(1 g/L)。

4.抗坏血酸(10 g/L):用时现配。

5.硫脲(100 g/L)。

6.氢氧化钠(优级纯)。

7.纯铅(Pb含量＞99.999%,Al含量＜0.000 2%)。

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

9.HAc-NaAc缓冲溶液:称取375 g无水乙酸钠,加500 mL水溶解,加20 mL冰乙酸,用冰乙酸和无水乙酸钠调节至pH 6.0(pH计测定),以水稀释至1 000 mL,混匀。

10.铅溶液(1 g/100 mL);准确称取1.000 0 g金属铅于200 mL烧杯中,加入10 mL硝酸(3+7), 3 mL EDTA溶液低温溶解完全,冷却后移入100 mL容量瓶中定容混匀。

11.铝标准贮备溶液(100μg/mL):准确称取纯铝0.100 0 g(＞99.99%),置于200 mL烧杯中,加入20 mL水,0.3 g左右氢氧化钠低温溶解后,用盐酸(1+1)慢慢中和至出现沉淀并过量20 mL,加热至溶液澄清,冷却,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液1 mL含铝100μg。

12.铝标准溶液(2μg/mL):移取10 mL铝标准贮备溶液,置于500 mL容量瓶中,加入5 mL盐酸(1+ 1),用水稀释至刻度,摇匀。此溶液 1 mL含铝2.0μg。

1.2 试验方法

在50 mL容量瓶中,依次加入一定量铝标准溶液,加入与待测试样基体一致的铅量的铅溶液,用水稀释至约20 mL。加入1滴对硝基酚溶液,用氨水(1+10)调至溶液呈黄色,滴加盐酸(1+19)至黄色刚褪去并过量0.5 mL,加入2 mL抗坏血酸,加入2 mL硫脲,2.5 mL铬天青 S溶液,2.5 mL HAc-NaAc缓冲溶液(每加一种试剂需混匀),以水稀释至刻度,混匀。以试剂空白为参比,用2 cm比色皿在波长550 nm处测定吸光度。

2 结果与讨论

2.1 溶样硝酸用量的试验

按试验方法,加入不同量的硝酸(3+7),稍加热溶解。

试验表明,硝酸加入量在5～15 mL之间试样可以溶解完全,对测定结果无影响,考虑到成本及后面步骤酸度的调节,本方法选择10 mL量。

2.2 EDTA加入量试验

按试验方法,加入不同量的EDTA。

试验表明,EDTA加入量在2.0～5.0 mL之间对测定结果无影响,本方法选择3.0 mL量。

2.3 酸度的影响

按试验方法,在调节溶液颜色黄色刚好消失后,加入不同体积的盐酸(1+19)。

试验表明,(1+19)HCl加入量在0～1.0 mL之间对测定结果无影响,本方法选择加入0.50 mL。

2.4 HAc-NaAc缓冲液加入量的影响

按试验方法,加入不同量的HAc-NaAc缓冲溶液。

试验表明,随着缓冲液加入量的增加,吸光度呈下降趋势,加入量在2～5 mL之间吸光度稳定,线性较好,因此本方法选择加入2.5 mL。

2.5 铬天青显色剂加入量的影响

按试验方法,改变显色剂用量。

试验表明:随着显色剂量的加入,由于显色剂本身有颜色,所以吸光度不断增加,加入量在2～5 mL范围内,吸光度稳定,线性好,所以选择加入量为2.5 mL。

2.6 络合物稳定性的影响

按试验方法,在显色液定容后,每2 min测一次。

试验表明:该红色络合物形成需一定时间,在10～40 min内吸光度较稳定,选择在显色10 min后开始测定。

2.7 基体干扰

按试验方法,改变基体铅的加入量。

试验表明,随着铅基的加入量的增加,吸光度不断增加,因此应该在标准中加入与试样相同的基体以消除干扰。

2.8 共存元素的影响及干扰

铅锭中Zn、Cu、Fe、Sb、Bi、As、Sn、Cd、Ag、Au等杂质元素小于0.10%不干扰测定[3];Fe3+、Cu2+等有颜色的离子大于0.10%时由于其本身颜色干扰测定,需要在溶液中加入抗坏血酸还原Fe3+,用硫脲络合Cu2+。铅锭中的铁、铜含量通常小于0.5%,按试验方法,在加入铅溶液后加入不同量的Fe3+、Cu2+。

试验表明,加入1 mL 10 g/L抗坏血酸和2 mL 100 g/L硫脲,小于5 mg的Fe3+和Cu2+不干扰测定。

2.9 波长的选择

按试验方法,在波长520～560 nm处每隔5 nm测一次吸光度。

试验表明,吸光度在波长545～555 nm处最大,在560 nm后吸光度迅速下降,因此选择在波长550 nm处测定。

3 样品分析

3.1 试 料

按表1准确称取试样,精确至0.000 1 g。

表1 试样称取量

3.2 测 定

3.2.1 空白试验

称取与试样相同量的纯铅,随同试料做空白试验。

3.2.2 试样测定

将试样置于250 mL烧杯中,加入10 mL硝酸(3+7),加入3 mL EDTA,低温加入溶解完全,取下冷却。将试液移入100 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。按表1移取试液于50 mL容量瓶中,用水稀释至约20 mL。加入1滴对硝基酚溶液,用氨水(1+10)调至溶液呈黄色,滴加HCl(1+19)至黄色刚褪去并过量0.5 mL,加入2 mL抗坏血酸,加入2 mL硫脲,2.5 mL铬天青 S溶液,2.5 mL HAc-NaAc缓冲溶液(每加一种试剂需混匀),以水稀释至刻度。混匀,以空白为参比,用2 cm比色皿在波长550 nm处测定吸光度。

3.3 工作曲线的绘制

移取铝标准溶液/mL:0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00,分别置于一组50 mL容量瓶中,加入与试样量相同的铅溶液,以下按试样测定方法进行。

将部分溶液移入2 cm比色皿中,以空白为参比,于分光光度计波长550 nm处测其吸光度,以铝量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制工作曲线。

3.4 分析结果的表述

按式(1)计算铝的质量分数

式中m1为自工作曲线上查得的铝量/μg;v1为溶液总体积/mL;v2为分取溶液体积/mL;m2为称样量/g。

3.5 精密度与回收率

将试样置于250 mL烧杯中,加入10 mL硝酸(3+7),加入3 mL EDTA,微加热溶解完全,取下冷却。将试液移入100 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。按试验方法平行测定9次,计算RSD/%,结果见表2。往试样溶液中加入不同铝量,按试验方法测定,结果见表3。

表2 精密度(n=9) %

表3 回收率

试验表明,RSD＜7%,回收率在 103.5%～109.5%之间。

4 小 结

本方法采用EDTA络合并采用基体匹配消除铅的干扰,RSD＜7%,回收率103.5%～109.5%,满足了测定铅锭产品中铝的要求。

[1] GBT 4103.13-2000,铅及铅合金化学分析方法——铝量的测定[S].

[2] 邵令娴.分离及复杂物质分析[M].北京:高等教育出版社, 1990.328-330.

[3] 北京矿冶研究总院.矿石及有色金属分析手册[M].北京:冶金工业出版社,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

黄萍(1972-),女,工程师,主要从事有色金属分析技术管理工作。

2011-11-26