反萃取—火焰原子吸收法测定纯碱中痕量铜

姚祖英

（自贡鸿鹤化工股份有限公司，四川 自贡 643000）

对于铜的测定，方法较多，已见报道的有：催化光度法［1］、光度法［2］、原子吸收法［3］等均有。但反萃取火焰原子吸收法见报道的并不多见，对于纯碱中痕量的铜用反萃取一火焰原子吸收法测定更未见报道。纯碱中由于存在大量的Na2CO3、NaCl等盐化合物，背景干扰较严重，尤其因为盐类分子对辐射的吸收较严重［4］，因而直接用酸将样品处理成溶液进行原子吸收分析很难扣除背景，得到较准确的分析结果。直接采用溶剂萃取法，用APDC—甲基异丁基酮萃取将纯碱中痕量铜富集起来用于测定，虽减少了干扰，准确度也较好，但由于萃取剂属有机试剂具有挥发性强等特性，存在进样速度控制要求苛刻、测定放置时间限制明显、测定后仪器清洗困难等不利因素。故本文在原溶剂萃取火焰原子吸收法的基础上，采用硝酸溶液反萃取有机相的铜，待铜进入水相后再用于测定。这样既减少了干扰又增加了灵敏度，同时改善了测定的稳定性。目前，反萃取火焰原子吸收法已成功地测出了四硼酸钠［5］、硫氰酸钾［6］等样品中的痕量铜。在原子吸收法的运用中，由于大量的背景干扰及其它干扰因素，反萃取技术已日渐被重视。

1 原理部分

在pH 2.2～2.8，酒石酸作掩蔽剂条件下，APDC与痕量铜形成螯合物，采用MIBK萃取螯合物，将萃取出的有机相用硝酸溶液反萃取其中的铜，运用火焰原子吸收光度法，测定其吸光度，从而用标准曲线法计算出其百分含量。

式中，m——根据吸光度从工作曲线上查出的铜的

μg数；

m0——样品的质量g数。

2 实验部分

2.1 仪器、设备

WYX－9003A原子吸收分光光度计（沈阳分析仪器厂）

铜空心阴极灯（河北衡水）

压缩空气

乙炔钢瓶

2.2 试剂和溶液

本试验采用去离子水再蒸馏，所用试剂采用分析纯，所用器具需经10%的硝酸溶液浸泡，用纯水洗净，备用。

APDC溶液1%：用时现配，如有浑浊，过滤后使用。

甲基异丁基酮（MIBK）：分析纯，如含杂质，需用5倍体积的1＋99的盐酸振摇，洗除杂质，弃去盐酸相，再用纯水洗去过量的酸。

氨水溶液：1＋1（V／V）。

HNO3溶液：1＋1（V／V）；盐酸溶液：1＋1（V／V），1＋7（V／V）。

溴酚兰指示剂1g／L：称0.05g溴酚兰，溶于20%的乙醇溶液中，并定容至50mL。

酒石酸溶液40%：称取40.00g酒石酸，溶于纯水中，并稀释至1 000mL。如若酒石酸中含有金属离子杂质时，在溶液中加入40mL 1%的APDC溶液，用MIBK萃取至有机相无色为止。

铜标准溶液：1.00mg／mL。铜标准溶液：4.00μg／mL。

移取1.00mg／mL铜标准溶液1.00mL，用每升含1.5mL盐酸的纯水定容至250mL。

2.3 分析步骤

2.3.1 标准系列

根据含量选择不同的标准系列。本试验中根据样品铜含量选择标准系列，移取0.00mL，0.25 mL，0.50mL，1.00mL，1.50mL，2.50mL 的4.00 μg／mL铜标准溶液于有少量水的125mL分液漏斗中，加入与样品处理相同量的1＋1的盐酸溶液、2.00mL酒石酸、2滴溴酚兰指示剂，用1＋1的氨水和1＋7的盐酸溶液将溶液调成颜色由蓝色变成黄色，pH约为2.5。准确加入5.00mL APDC溶液，振摇充分，放置10min后加入10.00mL MIBK，振摇3min，静置分层，弃其水相，将分液漏斗管壁的水吸干，再往分液漏斗中加入25mL 1＋1的HNO3溶液将有机相中的铜反萃取后进入水相，将水相收集于25mL容量瓶中，定容至25mL，摇匀，用于测定。

2.3.2 样品处理

称取10.00g样品于250mL烧杯中，加少量水润湿，徐徐加入适量1＋1的HCl溶液至样品溶解完全，以下步骤同标准系列步骤相同。

2.3.3 测定

按选定的测试条件将收集的水相溶液喷入火焰，测定吸光度。将扣除空白的吸光度作为纵坐标，25 mL水相中含有标准铜微克数作为横坐标，绘制工作曲线。根据测得的样品吸光度，从曲线上查出样品中含有的铜微克数。测定过程中应保证各种条件一致。

3 结果与讨论

3.1 灯电流对吸光度的影响

移取0.5μg铜标准溶液，同标准系列处理，其它条件固定不变，只改变灯电流，测定吸光度，每次改变电流后，必须调零，其结果如表1。

表1 电流对吸光度的影响

从以上试验结果可看出，电流过低，光强弱，灵敏度低；电流过高，由于谱线轮廓变宽，误差较大。从表1结果可看出，在该条件下，该阴极灯电流在2.01～2.26mA间光强度和稳定性均较好。本试验采用2.07mA。

3.2 火焰类型对吸光度的影响

固定助燃气量0.48m3／h及其它条件不变，改变燃气流量，测定同一标准溶液的吸光度，其结果如表2。

表2 火焰类型对测定的影响

从表2结果可看出当助燃气量0.48m3／h时，燃气流量为0.08m3／h，可得到较好的结果，即本试验条件下的最佳燃助比为1∶6。

3.3 燃烧器高度对测定的影响

在其它条件不变的情况下，改变燃烧器高度，测定标准溶液的吸光度，其结果如表3。

表3 燃烧器高度对测定的影响

从表3结果可看出，燃烧器高度在15mm时，吸光度最大且稳定；本实验采用最佳燃烧器高度为15mm。

3.4 狭缝宽度对测定的影响

固定其它条件不变，将标准溶液喷入火焰，测定其吸光度，其结果如表4。

表4 狭缝宽度对吸光度的影响

从表4可看出：本试验条件下，测定铜的最佳狭缝宽度为0.2nm。

3.5 溶剂对测定的影响

试验分别采用盐酸、硝酸、硫酸处理样品。试验表明：由于硝酸、硫酸对有机相有破坏作用，易造成萃取不完全，故本试验采用盐酸作溶剂溶解样品。

3.6 反萃取剂对测定的影响

经试验用盐酸同硝酸做酸性介质测定吸光度。结果表明：用硝酸做酸性介质其pH值对测定结果影响较小。而盐酸做酸性介质测定时在pH＜1以后，测定吸光度逐渐减小。故本试验拟定采用硝酸作反萃取剂。

3.7 萃取及反萃取次数对测定的影响

分别用已知浓度标准溶液和样品，按2.3.1步骤，分别采用一次萃取、一次反萃取、二次萃取、二次反萃取，分别测定吸光度，试验结果表明：萃取、反萃取一次足以使萃取、反萃取进行完全。

3.8 干扰离子对测定的影响

根据纯碱的工艺情况，按照纯碱的背景状况在0.2ppm铜标准溶液中选择性做10倍、20倍、40倍的Ca、Mg、Fe的干扰试验，其结果如表5。

表5 干扰离子对测定的影响

从以上干扰试验中，可基本看出：在测定纯碱中的铜时，Ca、Mg、Fe基本不干扰测定。

3.9 标准工作曲线及检出限

按照步骤2.3.1进行，曲线情况如表6。

表6 标准工作曲线

表6可看出，采用萃取—反萃取火焰原子吸收法测定铜，至少在0～0.4μg／mL浓度范围内曲线线性关系良好。同时测定空白溶液11次，计算出空白溶液检出限为1.2μg／L。

3.10 精密度试验

按照2.3.2步骤多次测定其铜含量，测定结果如表7。

表7 精密度试验

从表7可以看出本方法测定纯碱中痕量铜结果相对标准偏差均小于5%；满足痕量分析精密度的要求。

3.11 准确度试验

分别取3份已知Cu含量为0.068 2μg／g的样品2.00g，各加入4.0μg／mL的铜标准溶液0.25 mL，0.50mL，1.00mL，按照2.3.2步骤进行，记录结果，计算其结果如表8。

表8 回收率试验

从表8可看出：本试验条件下本方法的回收率在110%左右，其准确度能满足检测要求。

4 结 语

采用反萃取火焰原子吸收法测定纯碱中的铜，具有检测灵敏度高，干扰小，准确度好，重现性较好，测定条件较易控制等优点。通过本试验，也可看出其方法的准确度和精密度均能满足分析样品的要求。

［1］ 刘金水，朱昌青，王伦.催化光度法测定微量铜［J］.分析试验室，2001，20（4）：94～95

［2］ 通用化工产品分析方法手册［M］.北京：化学工业出版社，1999

［3］ 周同惠.国际标准常规分析方法大全［M］.北京：科学出版社，1998

［4］ 赵藻藩，周性尧，张悟铭，赵文宽.仪器分析［M］.北京：高等教育出版社，1990

［5］ 四硼酸钠 GB632－92［S］

［6］ 硫氰酸钾 GB648－93［S］