电感耦合等离子体原子发射光谱法测定齿科修复用烤瓷钯银合金中的钌

陈小兰，王 芳，熊晓燕，许洁瑜，王 津

广东省工业分析检测中心，广东 广州 510650

齿科烤瓷修复用钯银基合金是一种安全可靠、耐用的修复材料，具有优良的抗腐蚀性和热传导性，在口腔环境中稳定、不易氧化，具有良好的生物相容性，不会引起口腔组织的病变．它色泽银白、易于体现陶瓷色泽，尤其不致使瓷牙与牙龈接触处呈现暗黑色阴影、影响美观．贵金属的合金中再加入少量微量元素(例如钌)，对合金的抗腐蚀性、熔点、铸造性能、机械性能，热膨胀、热处理、硬化性及金瓷结合程度等起到一定的调节作用，因此具有良好的陶瓷稳定性，很少有崩瓷的情况发生．

合金中钌含量的高低对其耐蚀性能有很大的影响，需要准确测定．有色行业标准Y/ST938.4-2013[1]中没有规定钌的测定方法，该合金中钌的测定方法在其它文献也未报道．目前，测定钌的主要方法有分光光度法[2]、氢还原重量法[3]、原子吸收光谱法[4]、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)[5-7]等．其中ICP-AES法具有简便、快速、基体干扰小、精密度高等特点，特别适用含钌质量分数为0.01%～0.10%的烤瓷修复用钯银基合金的测定．

采用ICP-AES法测定烤瓷修复用钯银基合金中钌的含量，对样品的溶解条件及介质和酸度进行了研究，考察了基体元素及其它共存元素的干扰问题，建立了ICP-AES法测定烤瓷修复用钯银基合金中钌的方法．

1 试验部分

1.1 样品组成成分

对KCPd61，KCPd54和KCPd43三个样品进行全分析，结果列于表1．

由表1可知，合金的主要成分是钯和银，其次是锡、铟、金，以及还有微量的锌和钌．

1.2 实验方法

首先称取0.1000 g烤瓷修复用钯银基合金样品置于聚四氟乙烯高压消解罐中，加入20 mL盐酸、3.5 mL硝酸，于烘箱中在180 ℃下加热溶解6 h，取出冷却至室温．然后将试液移入100 mL容量瓶中，用二级水定容至刻度，混匀．最后用ICP-AES测定溶液中的钌．

表1 钯银基合金的成分分析

1.3 试剂与仪器

金标准溶液浓度为1.00 mg/mL、介质为盐酸(体积分数为5%)，钌标准溶液浓度为100 μg /mL、介质为盐酸(体积分数为10%)，锌标准溶液浓度为1.00 mg/mL、介质为硝酸(体积分数为5%)，锡标准溶液浓度为1.00 mg/mL、介质为盐酸(体积分数为10%)，铟标准溶液浓度为1.00 mg/mL、介质为硝酸(体积分数为5%)，上述国家标准溶液由北京纳克分析仪器有限公司提供，硝酸及盐酸均为分析纯．金属钯、银的纯度均大于99.99%．

ULTIMA2型电感耦合等离子原子发射光谱仪(法国JY公司生产)的射频功率1.0 kW，冷却气流量12 L/min、护套气流量0.2 L/min、载气流量0.8 L/min，试液提升量1.0 mL/min，积分时间3 s，测定3次取平均值，分析谱线波长为240.272 nm．

2 试验结果与讨论

2.1 溶解试验

钌是一种难溶贵金属，一般需要在高温高压条件下于王水介质中进行溶解．合金化的钌比金属钌易溶，但在常压加热的条件下，是否溶解充分，需要实验证明．首先称取三份0.1000 g的KCPd61样品后置于250 mL的烧杯中，按照齿科烤瓷修复用钯基合金有色行业标准YS/T938.4-2013中加入40 mL混合酸(盐酸与硝酸以40∶7混合配制)，于电热板上加热溶解，由于反应缓慢需不断补充混合酸溶解样品，约18 h反应结束后取下冷却，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀待测．另外，再称取三份0.1000 g样品，按实验方法溶解并测定．表2为溶解试验结果，由表2可知，溶解方式不同使试验结果存在差异，电热板溶解方式的测定结果偏低．这是因常压加热的条件下，钌溶解不充分导致的．

表2 溶解试验结果

2.2 测定介质及酸度

分别移取1.00 mL钌标准溶液(100 μg/mL)于五个100 mL容量瓶中，使钌的浓度为1.00 mg/L，改变其介质及其酸度，考察溶液介质及酸度对测定结果的影响(表3)．

表3 测定介质及酸度对测定结果的影响

Table 3 Influence of measurement medium and acidty on determination results

介质Ru含量/(mg·L-1)10%的HCL1.0015%的HCL1.0125%的HCL1.0110%的王水1.0020%的HCL+3.5%的HN O30.99

由表3的数据可以看出，在10%～25%的盐酸介质、10%的王水介质及20%HCL+3.5%HNO3混合酸介质溶液中，Ru含量的测定值变化不大，表明不同介质及酸度对钌含量的测定结果无明显影响．

2.3 基体的影响

烤瓷修复用钯银基合金的基体为Pd和Ag． 称取0.1000 g海绵钯和0.1000 g纯银(质量分数均≥99.99%)各两份分别置于150 mL的烧杯中，加入3.5 mL的硝酸并加热溶解，再加20 mL的盐酸溶解．待溶解完全后取下冷却，分别加入0.00 mL和1.0 0mL的钌标准溶液(100 μg/mL)，移入100 mL容量瓶中并用水定容并混匀．经测定溶液中钌的质量浓度分别小于0.02和0.99 mg/L，结果表明基体为1.0 0g/L的钯和1.00 g/L的银对钌的测定结果没有影响．

2.4 共存离子的影响

烤瓷修复用钯银基合金除了基体，还含有Au，Zn，Sn，In和Ru．分别移取10.00 mL金标准溶液浓度为1.00 mg/mL、锌标准溶液浓度为1.00 mg/mL、锡标准溶液浓度为1.00 mg/mL、铟标准溶液浓度为1.00 mg/mL于同一100 mL容量瓶中，加入1.0 0 mL的钌标准溶液(100 μg/mL)、加入20 mL盐酸、3.5 mL硝酸，用水定容至刻度，混匀．采用ICP-AES测定溶液中的钌.考察这些共存离子质量浓度为0.10 g/L时对釕质量浓度为1.00 mg/L时测定的影响，结果见表4．结果表明，上述共存离子对釕的测定均无影响．

表4 共存离子的影响

2.5 样品分析

按照实验方法，选取涵盖所以共存元素代表性KCPd61样品进行平行测定和加标回收试验，测定结果列于表5．由表5可知，样品测定结果的相对标准偏差为1.0%，回收率为99.8%，说明该方法的精密度和准确度均较高．

表5 试样分析结果

3 结 论

采用盐酸和硝酸的混酸于180 ℃下加压消解样品6 h，样品可完全溶解．在介质20%的盐酸+3.5%的硝酸酸度下，用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)测定钯银合金中的钌，钯银基体及共存离子对钌的测定结果无干扰．该方法简单，准确度高，样品测定结果的相对标准偏差为1.0%，回收率为99.8%．