碘量法测定钴铬烤瓷合金中的钴

麦丽碧，许洁瑜，陈小兰，陈晓东

广东省工业分析检测中心，广东 广州 510651



碘量法测定钴铬烤瓷合金中的钴

麦丽碧，许洁瑜，陈小兰，陈晓东

广东省工业分析检测中心，广东 广州 510651

采用碘量法测定钴铬烤瓷合金中的钴，测定结果的相对标准偏差(RSD)为0.11%(n=11)．表明该方法具有良好的精密度，准确度高，能够满足钴铬烤瓷合金中钴含量的测定要求．

钴铬烤瓷合金；钴；聚四氟乙烯；高压消解罐；碘量法

钴铬烤瓷合金是牙科最常用的一种材料，主要用于镶牙、补牙、种牙，以及制作颅面部骨折固定的夹板和螺钉、正牙弓丝和托槽、牙科手术和治疗器械等[1]．该合金凭借其优异的生物相容性及良好的力学性能，而被用于制作烤瓷熔附金属修复体(porcelainfused-to-metal restoration，PFM)．由于烤瓷镍铬合金具有一定程度的致敏性，而贵金属烤瓷修复体及全瓷修复体价格昂贵，因此钴铬合金在我国临床上的应用将越来越广泛[2]．

钴铬烤瓷合金主要成分为钴、铬、钼和钨，其中钴的质量分数为55%～68%，铬的质量分数为25%～32%，合金中常含有少量的铜、镍、硅、镓、铝、钽、铑、锰、硼及碳等元素[1]．由于钴铬烤瓷合金中钴含量较高、杂质较多，本文采用碘量法测定钴铬烤瓷合金中的钴．

1 实验部分

1.1 主要试剂

试验的试样为钴铬烤瓷合金，其主要成分含量分别为w(Co)=61%，w(Cr)=24%，w(Mo)=5%，w(W)=7%，w(Ga)=3%，w(Si)=1%．试验所用试剂为盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸、氨水，所用试剂均为分析纯，水为二级水．

柠檬酸铵-焦磷酸钠混合溶液：饱和柠檬酸铵溶液和饱和焦磷酸钠溶液按照等体积混合．

钴标准溶液：首先称取1.0000 g的金属钴(w(Co)≥99.95%)，加入到10～20 mL的HNO3(1+1)溶液中，加热溶解并蒸发至近干后加入少量的水进行溶解，然后移入500 mL的容量瓶中用水定容，此溶液中Co含量为2 g/L．再次称取0.5000 g的金属钴(w(Co)≥99.95%)，加入到10～20 mL的HNO3(1+1)溶液中，加热溶解并蒸发至近干后加入少量水进行溶解，然后移入500 mL的容量瓶中用水定容，此溶液中Co含量为1 g/L．

铬标准溶液：称取预先在150 ℃下烘1 h并置于干燥器中冷却至室温的基准试剂重铬酸钾1.4135 g于烧杯中，用水溶解后移入500 mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，此溶液中Cr含量为1 g/L．

碘溶液(c(1/2I2)≈0.05 moL/L)：称取12.7 g的碘移至容器瓶中，再加入50 g的碘化钾，然后加水溶解并稀释至2 L．

亚砷酸钠标准滴定溶液(c(Na3AsO3)≈0.05 moL/L)：称取5.1 g的三氧化二砷溶于浓度为100 g/L的20 mL的氢氧化钠溶液(必要时稍加热)中，以盐酸(1+1)中和，然后加入15 g的碳酸氢钠，用水稀释至2 L．

1.2 试验方法

称取0.1000 g的试样于聚四氟乙烯高压消解罐中，加入10 mL的盐酸、3 mL的硝酸和5 mL的氢氟酸，于预热至180 ℃的烘箱中加热溶解4 h后取出，待试液冷却后移入100 mL聚四氟乙烯容量瓶中．

准确移取50 mL试液于250 mL烧杯中，加入5 mL的高氯酸，蒸发至冒白烟2～3 min后取下冷却，用少量水吹洗杯壁，再加少量水，加热至沸，使可溶盐类溶解．待溶液冷却后，用氨水中和至碱性，再用HCl(1+1)中和至微酸性．冷却，加入25 g的硝酸铵，待溶解后，加入10 mL的柠檬酸铵-焦磷酸钠混合溶液，准确加入25 mL碘溶液和10 mL的氨水，搅拌5 min，静置10～20 min，以10 g/L的淀粉溶液作指示剂，用亚砷酸钠标准滴定溶液滴定至蓝色消失，即为终点．与试样分析同时进行空白试验[3]．

1.3 数据计算

亚砷酸钠标准滴定溶液的标定：准确吸取3份浓度为2 g/L的钴标准溶液20 mL，分别放入3个体积为250 mL的烧杯中，准确加入25 mL的碘溶液及10 mL的氨水，搅拌5 min，静置10～20 min，以10 g/L的淀粉溶液作指示剂，用亚砷酸钠标准滴定溶液滴定至蓝色消失，即为终点，所消耗的亚砷酸钠标准滴定溶液的体积记为V．与试样分析同时进行空白试验，所消耗的亚砷酸钠标准滴定溶液的体积记为V0．

(1)

式(1)中：f为与1.00mL亚砷酸钠标准滴定溶液相当的以克表示的钴的质量，g/L；V为滴定钴标准溶液时所消耗亚砷酸钠标准滴定溶液的体积，mL；V0为滴定空白溶液时所消耗亚砷酸钠标准滴定溶液的体积，mL．

按下式计算钴的质量分数w(Co)/%：

(2)

式(2)中：V1为滴定试样时所消耗亚砷酸钠标准滴定溶液的体积，mL；V0为滴定空白溶液时消耗亚砷酸钠标准滴定溶液的体积，mL；m为试料的质量，g；试液分取比例为2．

2 结果与讨论

2.1 溶解试验

钴铬烤瓷合金强度高、硬度大、杂质较多，具有良好的耐腐蚀性，一般需要在高温高压条件下于王水和氢氟酸介质中进行溶解．取6份0.1000 g样品分别置于聚四氟乙烯烧杯中，其中3份加入与1.2试验方法中等量的盐酸、硝酸和氢氟酸，在电热板上加热溶解；另外3份加入与1.2试验方法中等量的盐酸、硝酸、氢氟酸，在电热板上加热溶解，待样品大概溶解一半时加入10 mL的硫酸和10 mL的磷酸，样品溶解过程中需不断补加酸，直至样品完全溶解，取下冷却后移入100 mL的聚四氟乙烯容量瓶中．另称取3份样品于聚四氟乙烯高压消解罐中，加入10 mL的盐酸，3 mL的硝酸和5 mL的氢氟酸，于预热至180 ℃的烘箱中加热溶解4 h，取下冷却后移入100 mL的聚四氟乙烯容量瓶中，测试过程与样品分析过程一致．不同的分解方法对测定结果的影响列于表1．

表1 溶解试验结果

由表1可知：在电热板加热条件下，用盐酸+硝酸+氢氟酸溶液不能完全溶解样品，此溶解方法不可行；在电热板加热条件下，用盐酸+硝酸+氢氟酸+硫磷混酸溶液溶解样品，但溶解时间很长，且需要不断补加酸，测定结果偏低，原因是溶解时间过长，溶液易跳溅损失，或者样品并未溶解完全，有细小未溶物而未能观察出；将样品置于聚四氟乙烯高压消解罐中高温高压溶解，样品可完全溶解且溶液清亮，测定结果与样品给定值吻合．

2.2 铬及共存元素的干扰

本试验测定的钴铬烤瓷合金样品中含钴(质量分数)约61%，铬约26%，还含有钨、钼、硅、铁、钌、镓等其他元素，因其它元素含量较低，不影响测定结果．柠檬酸铵-焦磷酸钠混合溶液的加入，可消除100 mg的铁、铝的影响，因此，主要考虑铬对钴测定的影响．

分别移取浓度为2 g/L的钴标准溶液15 mL于3个250 mL的烧杯中，再分别加入10 ，15和20 mL的铬标准溶液，按1.2试验方法进行钴的测定，结果列于表2．由表2可知，采用碘量法测定钴铬烤瓷合金中钴，铬对测定结果没影响．

表2 干扰试验测定结果

2.3 精密度试验

取钴铬烤瓷合金试样，按试验方法独立地进行11次测定，试验结果列于表3．由表3可知，所测钴含量的相对标准偏差(RSD)为0.11%．表明本方法的精密度高，重视性、稳定性好．

表3 精密度试验测定结果

2.4 回收试验

为了考察本方法的准确度，在试样中分别加入浓度为1 g/L的钴标准溶液5，10和15 mL，进行加标回收试验，测试过程与样品分析过程一致，结果列于表4．由表4可知，在拟定的试验条件下，钴回收率在98.80%～103.20%之间，符合常量分析要求．

表4 加标回收试验结果

3 结 论

采用碘量法测定钴铬烤瓷合金中的钴，所测钴含量的相对标准偏差(RSD)为0.11%(n=11)，该方法精密度高、准确度高及稳定性好，能够满足钴铬烤瓷合金中钴含量测定的要求．

[1] 汪大林，江中明. 牙科合金材料应用研究现状[J]. 特种铸造及有色合金，2010(增2)：76-78．

[2] 战德松，王强，李柘. 金属烤瓷合金的研究进展[J]. 中国实用口腔医学杂志，2008，2(1)：115-119．

[3] 北京矿冶研究总院分析室. 矿石及有色金属分析手册[M]. 北京：冶金工业出版社，1990．

Determination of cobalt in cobalt chromium ceramic alloy by iodometry

MAI Libi，XU Jieyu，CHEN Xiaolan， CHEN Xiaodong

GuangdongIndustrialAnalysisandTestingCenter，Guangzhou510651，China

Iodometry is used to determine cobalt in cobalt chromium ceramic alloy. The relative standard deviation is 0.11% (n=11). The good precision of this method can meet the requirements of nickel-iron ceramic alloy in the determination of total cobalt．

cobalt chromium ceramic alloy；cobalt；teflon；autoclave；iodometry

1673-9981(2016)03-0229-04

2016-01-11

麦丽碧(1964-)，女，广东佛山人，高级工程师，本科．

O 655.23

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