双环己酮草酰二腙-CTMAB光度法测定铝合金中的铜

管英华 季振涛 杨超

（1 合肥职业技术学院，安徽 巢湖 238000）

（2 巢湖学院化学化工与生命科学学院，安徽 巢湖 238000）

铜是铝合金中的重要元素之一，其含量影响铝合金的性能，因此，测定铝合金中铜的含量具有重要意义。目前，铜的测定方法主要有分光光度法[1-3]、原子吸收光谱法[4]、电感耦合等离子体原子发射光谱法[5]、荧光光谱法[6]等，其中以分光光度法最为常用。国标中铝合金中铜含量的测定是用新亚铜灵光度法，首先用盐酸羟胺将铜离子还原为亚铜离子，再调节溶液的pH值，然后萃取于有机溶剂中进行测定。这种方法操作繁琐，耗时长，且有机溶剂有毒，污染环境，并容易造成误差。本文在文献[7-8]基础上，较详细地研究了双环已酮草酸二腙与铜 （Ⅱ）显色反应的条件，结果表明，在弱碱性介质下，加入表面活性剂CTMAB后，显色反应的选择性和灵敏度有所提高，配合物的最大吸收波长由600nm红移至606nm。此法具有成本低、简便、快速、选择性好、精密度高等特点，测定结果与标准值相符。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

TU-1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；722型可见分光光度计 （上海菁华科技有限公司）；PHS-3B型精密酸度计（上海雷磁有限公司）。

铜（Ⅱ）标准溶液：1mg/mL；准确称取0.1000g铜粉于100mL烧杯中，用5mL浓硝酸微热溶解，冷却后，定量地转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。使用时配制成10 μg/mL铜标准工作溶液。BCO溶液：1.0 g/L；称取0.5000 g BCO于500 mL烧杯中，加入1:1乙醇使其溶解，转移至500 mL容量瓶中，用1:1乙醇稀释至刻度。柠檬酸三钠水溶液：250 g/L。 NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液：用酸度计调至pH为9.00。CTMAB水溶液：20g/L。

所用试剂均为分析纯，所用水为二次蒸馏水。

1.2 实验方法

移取不大于 80 μg铜（Ⅱ）于 25 mL容量瓶中，依次加入 4.0 mL pH为 9.00的 NH3·H2ONH4Cl溶液，2.5 mL 250 g/L柠檬酸三钠溶液，2.0 mL 1.0 g/L BCO溶液和2.0 mL 20 g/L CTMAB溶液，用水稀释至刻度，摇匀，放置10 min后，在波长606 nm处，用1 cm比色皿，以试剂空白为参比，测定溶液的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

按实验方法显色，以相应的试剂空白为参比，在波长400～800 nm范围内扫描，得配合物的吸收光谱 (见图1)。由图1可知，体系中加入CTMAB时，吸光度有所提高，最大吸收波长由600 nm红移至606 nm，如表1、2所示。为了得到高的灵敏度，本法选择的测定波长为606 nm。

图1 吸收光谱

2.2 缓冲溶液用量的影响

按实验方法，仅改变NH3·H2O-NH4Cl的用量，测定其吸光度。当NH3·H2O-NH4Cl的量为1.0～5.0 mL，吸光度最大且基本不变，故确定NH3·H2O-NH4Cl的用量为 4.0 mL。

2.3 柠檬酸三钠用量的影响

试验表明，加人柠檬酸三钠的量为1.0～5.0 mL时，吸光度最大且基本不变，本实验选用柠檬酸三钠用量2.5 mL。

2.4 表面活性剂种类及CTMAB用量对显色反应的影响

本文讨论了OP、SDS、吐温-80、CTMAB对体系吸光度的影响，结果表明，加入OP、SDS、吐温-80时，吸光度基本不变或不稳定；但加入CTMAB时，显色体系的吸光度明显增大，说明CTMAB对体系有一定的增敏作用。同时讨论了CTMAB用量对体系的影响，当CTMAB用量为1.0～3.0 mL时，吸光度最大且平稳，故选用CTMAB用量2.0 mL。

2.5 BCO用量的影响

按实验方法，仅改变BCO的用量，当BCO的量为2.0～4.0 mL时，吸光度最大且基本不变，选用BCO用量2.0 mL。

2.6 显色时间及配合物的稳定性

试验表明，铜(Ⅱ)-BCO显色反应立刻完成，且配合物的吸光度至少可稳定12 h。

2.7 共存离子的影响

实验结果表明，对于 20 μg/mL 铜(Ⅱ)的测定，在其允许相对误差不大于±5%时，共存离子的允许量 (以 mg 计)：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 工作曲线和精密度

在25 mL容量瓶中，分别加入不同量的Cu（Ⅱ）标准溶液，按实验方法显色后测定各体系的吸光度。以Cu（Ⅱ）的含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准工作曲线，铜含量在0～80 μg/25mL范围内符合比耳定律，其线性回归方程为A=-0.0002+0.01125C(μg/25 mL)，相关系数 r=0.9999。由工作曲线斜率计算出表观摩尔吸光系数为 1.79×104 L·mol-1·cm-1。

2.9 样品处理和测定

准确称取0.1g左右铝合金标样于100 mL锥形瓶中，加入约0.4 g氢氧化钠，加少许水后加热使样品溶解，滴加数滴过氧化氢，再加热至无小气泡冒出，稍微冷却后，小心加入HCl（1+5）至产生白色絮状沉淀且又刚好溶解清亮，再补加HCl（1+5）5 mL，待冷却后，定容至 100 mL。移取1.0mL样品试样，按实验方法进行，分析结果见表1。

3 结论

通过对BCO与铜(Ⅱ)显色反应的研究，确定了显色反应的最佳条件。在氨性缓冲溶液介质中，在表面活性剂CTMAB作用下，铜(Ⅱ)与BCO能形成蓝色的配合物，其最大吸收波长为606nm， 表观摩尔吸光系数为 1.79×104 L·mol-1·cm-1，线性范围为 0～80 μg/25 mL，加入柠檬酸三钠后可消除共存离子 Fe3+、Cr2+、Mn2+、Ni2+、Co2+等对铜测定的干扰。该法具有灵敏度高、稳定性强、选择性好、操作简便等优点。

表1 铝合金中铜的测定结果

[1]葛昌华，梁华定，潘富友.2-（1,3,4-三氮唑偶氮）-5二乙氨基苯甲酸光度法测定铜的研究[J].光谱实验室，2003，23（3）：402-405.

[2]王智敏.1-（4-硝基苯基）-3-（3,5-二溴吡啶）三氮烯的合成及其与铜的显色反应[J].冶金分析，2007，27（4）:29-32.

[3]许叶春.新试剂HBPCF用于生物样品及铝合金中微量铜的测定[J].分析科学学报，2000，16（4）:297-299.

[4]龚爱琴.原子吸收和发射光谱法测定中草药铅、铜、镉、铬含量[J].化学工程师，2009，6（4）:34-35.

[5]李佗，杨军红.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石煤矿中钒镁锌铁铜锰[J].冶金分析，2012，32（2）:70-72.

[6]崔华莉，子石蕾，李皓瑜.盐酸芦氟沙星荧光猝灭法测定水中痕量铜[J].冶金分析，2011，31（7）:55-57.

[7]吴德武，钟春龙，吴粦华.双环已酮草酸二腙光度法测定水样中铜（Ⅱ）[J].理化检验-化学分册，2009，49（8）:1003-1004.

[8]王小平.双环已酮草酸二腙光度法测定铝镁合金中铜[J].科技信息，2007，（27）:53.