三溴偶氮胂分光光度法测定无铅锡基焊料中的镧

肖 倩，孙 彪

（云南锡业锡材有限公司，云南昆明 650501）

因客户需要在无铅锡基焊料中添加稀土金属镧，为准确测定其含量，在查询相关资料后发现，光度法测定稀土总量的方法较多，但单独测定镧的方法尚少。特别是用于无铅锡基焊料中镧的测定时，目前只有稀土总量的测定［1］，并且操作过程繁琐，分析时间较长。在其它金属中，虽有镧的测定方法［2～4］，但由于受锡基体的影响，这些方法都不能满足测定要求。因此研究一个快速准确的测定方法是很有必要的。本试验选择了分光光度法测定无铅锡基焊料中镧含量的有关条件，对样品分解方法、共存离子干扰及消除情况、加标回收、精密度以及结果准确性进行了考察。此方法操作简单、结果稳定、重现性好，样品加标回收率在98.8%～105.0%，能满足无铅锡基焊料中镧的测定要求，测定范围在0.005 0%～0.10%。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

1.7230 G型分光光度计。

2.镧标准贮存溶液：市售镧标准溶液，此溶液1 mL含100μg镧。

3.镧标准溶液：移取4.0 mL镧标准贮存溶液于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 mL含4μg镧。

4.三溴偶氮胂溶液（0.5 g／L）：称取0.5 g三溴偶氮胂溶解于200 mL水中，用水稀释至1 000 mL。

5.硝酸（ρ＝1.42 g／mL）优级纯；过氧化氢（30%）；盐酸-硝酸混合酸（3+1），现用现配；盐酸-氢溴酸（1+1）；硫酸（1+1）；盐酸（1+1）；抗坏血酸（10 g／L），用时现配。

1.2 试验方法

移取一定量的镧标准溶液于25 mL容量瓶中。依次加入5 mL抗坏血酸、4 mL盐酸、5 mL三溴偶氮胂溶液（每加入一种试剂均需摇匀），用水稀释至刻度，混匀，放置10 min显色。将部分溶液移入2 cm的比色皿中，于分光光度计660 nm波长处测定其吸光度，同时进行空白试验。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱曲线

查询有关资料［1～4］发现，采用光度法测定镧的含量，其最大吸收波长在630 nm处，但由于受选择基体的影响，此最大吸收波长并非最佳吸收波长，综合各项因素考虑，本法采用660 nm处为最终测定波长。

2.2 显色剂用量试验

按照试验方法，加入不同量的三溴偶氮胂溶液，测定其吸光度，试验结果见表1。

表1 三溴偶氮胂溶液用量试验结果

结果表明，加入5～7 mL三溴偶氮胂溶液，吸光度基本一致，故本法采用加入三溴偶氮胂溶液5 mL。

2.3 显色酸度试验

按照试验方法，加入不同量的盐酸，测定其吸光度，试验结果见表2。

表2 显色酸度影响试验结果

结果表明，加入3～5 mL盐酸，吸光度基本一致，体系稳定性很好。故试验选用盐酸用量为4 mL。

2.4 抗坏血酸用量试验

按照试验方法，加入不同量的抗坏血酸，测定其吸光度，试验结果见表3。

表3 抗坏血酸用量影响试验结果

结果表明，加入3～7 mL抗坏血酸溶液，吸光度基本一致，故本法采用加入5 mL抗坏血酸溶液。

2.5 络合物溶液显色时间及稳定时间试验

按照试验方法，溶液显色后在不同时间，测定其吸光度，试验结果见表4。

表4 络合物溶液显色时间及稳定时间试验结果

试验结果表明，络合物显色反应迅速，在10 min中内吸光度达到最大，至少稳定3 h。

2.6 显色温度试验

按照试验方法，溶液显色后在不同温度下，测定吸光度，试验结果见表5。结果表明，在20～30℃下，吸光度基本一致，由于实验室温度一般都在20～30℃之间，故本法可以在室温下进行。

表5 显色温度影响试验结果

2.7 线性关系

按照试验方法，准确移取不同量的镧标准溶液于25 mL容量瓶中，测定此吸光度，绘制标准工作曲线，结果见表6。

表6 工作曲线表

由此计算的工作曲线的回归方程为：

Y＝38.589x-0.126，线性相关系数r＝0.999 7式中：x为由试液所测得吸光度／A；Y为被测试液中含镧量／μg。

由此可见，25 mL显色体系中镧量在0～10μg内符合朗伯-比尔定律，所得工作曲线线性关系良好。

2.8 共存元素的干扰试验

由于公司所生产的无铅锡基焊料产品中主要以SnAg、SnCu、SnAgCu、SnBi系为主，鉴于基体对镧元素分析的影响，对以下几个主要元素进行干扰试验。

2.8.1 锡的干扰试验

称取不同量金属锡（Sn 99.99%）于200 mL烧杯中，分别加入不同量的镧标准贮存溶液，加入15 mL盐酸，分次加入2 mL过氧化氢，低温加热溶解至体积约5 mL，冷却，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。分取2.5 mL试液于25 mL容量瓶中。以下按试验方法进行试验，测定试液中镧的吸光度。结果见表7。

表7 锡的干扰试验

试验结果表明，加入显色剂后溶液出现褪色，无法测定吸光度，并且样品分解时间过长，不易分解，说明锡对镧有干扰，故需考虑换用盐酸-硝酸分解试样，盐酸-氢溴酸排除锡的干扰［5］。

2.8.2 锡的干扰消除试验及回收试验

称取不同量金属锡（Sn 99.99%）于200 mL烧杯中，分别加入不同量的镧标准贮存溶液，加入8 mL盐酸-硝酸混合酸，盖上表面皿，低温加热溶解至体积约5 mL，加入1 mL硫酸，加热蒸发至冒硫酸烟，取下，冷却；沿杯壁加入5 mL盐酸-氢溴酸混合酸，加热蒸发至冒硫酸烟，取下，冷却，再重复此步骤1～2次；滴加1滴硝酸，继续蒸发至冒白烟，取下，冷却至室温；加入5 mL盐酸，微热使盐类溶解，冷却。移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。以下按试验方法进行测试，结果见表8。

由表8可看出，用盐酸-硝酸混合酸分解试样，易分解，在硫酸介质中，加入盐酸-氢溴酸，排锡1～2次，可以排除大量的锡，镧的回收率在98.3%～104.6%之间。

表8 锡的干扰消除试验及回收试验

2.8.3 其它元素的干扰试验

分别称取不同量无铅锡基焊料中各种共存元素的试样于200 mL烧杯中，加入不同量的镧标准贮存溶液，按锡的干扰消除试验及回收试验的试验方法进行测试，结果见表9。

表9 各共存元素对镧的干扰试验

由表9可看出，在25 mL容量瓶中，Ag 20 mg；Cu 15 mg；Bi 300 mg不干扰镧的测定。

2.8.4 综合干扰及回收试验

移取不同量的镧标准贮存溶液，加入表10中所列的各杂质元素，按锡的干扰消除试验及回收试验的试验方法进行测试，试验结果见表10。

由表10可看出，共存元素对镧的测定无影响，回收率在98.3%～104.6%之间。

3 试样分析

3.1 拟定分析步骤

按表11准确称取0.200 0～0.500 0 g试样，置于200 mL烧杯中，加入8 mL盐酸-硝酸混合酸（3+1），盖上表面皿，低温加热溶解至体积约5 mL，加入1 mL硫酸（1+1），加热蒸发至冒硫酸烟，取下，冷却；沿杯壁加入5 mL盐酸-氢溴酸混合酸（1+1），加热蒸发至冒硫酸烟，取下，冷却，再重复此步骤1～2次；滴加1滴硝酸（ρ＝1.42 g／mL），继续蒸发至冒白烟，取下，冷却至室温；加入5 mL盐酸（1+1），微热使盐类溶解，冷却。移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。分取2.5 mL试液于25 mL容量瓶中。依次加入5 mL抗坏血酸（10 g／L）、4 mL盐酸（1+1）、5 mL三溴偶氮胂溶液用水稀释至刻度，混匀，放置10 min显色。将部分溶液移入2 cm的比色皿中，以试料空白溶液为参比，于分光光度计660 nm波长处测定其吸光度，从工作曲线上查出相应的镧量（m1）。

表10 综合干扰及回收试验

表11 试样称量表

3.2 工作曲线的绘制

移取 0 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL镧标准溶液分别置于一组25 mL容量瓶中，以下按试验方法操作。以试剂空白溶液为参比，在与试料测定相同条件下测定系列标准溶液的吸光度，以镧含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。

3.3 分析结果的计算

按公式（1）计算镧的百分含量：

式中：WLa为镧的百分含量／%；m1为从工作曲线上查得的镧量／μg；m为试样量／g；V为试液配制体积／mL；V1为试液分取体积／mL。

3.4 试样分析结果

按拟定分析步骤（3.1）对4个不同含量的试样进行方法精密度考察。结果见表12。

表12 试样分析结果 %

结果表明，用拟定的分析方法测定试样，精密度好，满足测定要求。

3.5 样品加标回收试验

为了考察本方法的准确度，分别在4个代表样中加入不同量的镧标准贮存溶液，按拟定分析步骤（3.1）进行回收试验，结果见表13。

表13 样品加标回收试验

由表13可看出，样品加标回收率在98.8%～105.0%之间，满足测定要求。

4 结 论

本方法采用7230G型分光光度计在波长660 nm处测定无铅锡基焊料中镧含量，操作简单，结果稳定，25 mL显色体系中镧量在0～10μg内符合朗伯-比尔定律，所得工作曲线线性关系良好。结果的精密度和准确度好，可满足无铅锡基焊料中镧含量在0.005 0%～0.10%的测定要求。