EDTA滴定法测定铅锌矿中锌的不确定度评定研究

李汉莲

摘要：锌是重要的工业金属原料，近年来，对锌的需求不断增加，加强锌的提取工艺是研究领域十分重视的课题，EDTA滴定法在铅锌矿中的锌等测定上受到了重视。文章将进行探讨。

关键词：EDTA滴定法;铅锌矿;锌;不确定度评定

一、不确定度和锌的测定

锌（Zn）是重要的金属，序数30，相对原子质量65，呈银白色，密度大，熔点低，延展性较强，是重要的工业原料，被广泛运用于工业制造、冶金、化学、军事、医药等领域。近年来，锌的价格不断上涨，我国的锌进口量不断增加，给国内的锌市场的安全和稳定带来了一定影响。锌的提取、测定显得更为重要，也更加引起了国内专家学者的重视。铅锌矿是重要的金属矿产，绝大部分锌都要从铅锌矿中提取。锌常见的测量方法有滴定法、极谱法、火焰原子吸收法，较少见的连续测定法却在近年受到了关注。在测定过程中，受多种因素影响，测量結果时常有不确定性，对测定结果产生影响。测量的不确定度，是指表征测量结果准确度的参数，不确定度是质量检测、计量的重要因素，对结果评估具有重要影响。铅锌矿是铅、锌两种金属含量较高的矿物元素，要对其中的锌进行单独测定，就不得不考虑铅的分离，否则会造成测量结果失真，锌测量值偏高，为了提高测定的准确性、高效性，就采用利于铅、锌分离的EDTA滴定法进行测定。

二、实验过程

1、实验仪器、试剂

（1）分辨率为0.0001g的BS124S电子天平;（2）试剂：99.99%质量分数的锌;（3）标准溶液：0.01529mol/L.配制方法：取一只烧杯，放入10000g基准锌试剂，再加入20ml HCL（1+1），待其充分溶解，将混合液转放入另一容量瓶中，容量瓶为1000ml，加入水，稀释混合液至刻度，摇匀;（4）EDTA标准溶液：剂量0.01526mol/L;（5）KF溶液：200g/L;（6）20g、L的（NH4）2SO4溶液;（7）3.0g/L的对硝基酚指示剂;（8缓冲液：pH值为5～6的乙酸—乙酸钠;（9）5g/L的二家酚橙指示剂。整个实验所需用到的水均为超纯水;用到的硝酸和盐酸，均为优级;所有用到的其他试剂都是分析纯的。

2、实验过程

取铅锌矿样品0.2000g放入容量为250ml的烧杯，取10ml盐酸、1.0g的KCIO3加入该烧杯，混合，用电热板加热几分钟后倒入10ml硝酸，持续加热，直至溶解到1～2mL再端下来，然后放入固态的（NH4）2SO4 40g，氨水10mL，5ml 200g/L的KF溶液，混合后再次加热，煮沸，时间为1～2min，再次加入5ml氨水，将混合液冷却，再加入无水乙醇5ml，用流水使混合物冷却30min，然后过滤，沉淀物用20g/L（NH4）2SO4洗涤六七次，烧杯也是，然后加热过滤液直到沸腾，使氨气大部分散去，然后冷却，滴入2滴3.0g/L的硝酸酚指示剂，再加入HCL（1+1），等到黄色不见了，再加0.2g硫脲、10ml pH值为5～6的乙酸—乙酸钠缓冲液，等所有都溶解了，再加2、3滴5g/L的二甲酚橙指示剂，最后用EDTA标准溶液进行滴定，直到亮黄色。

三、不确定度分量的评定

W（Zn）=CVMzm

不确定度的评定可以根据数学模型来进行，

根据以上数学模型，可以得出，铅锌矿中的锌用EDTA进行测定，不确定主要受几个方面的影响：①试料质量m：主要在于称量天平允许的最大差和分辨率，允许的最大差为±0.2，分辨率波动值为±0.1，经数学模型计算，不确定度为6.5x10-4;②测量重复性：一般情况下，同一式样要进行7次测量，取平均值，最后计算结果为1.7x10-3;③EDTA标准滴液引入：称量不确定度、基准物的纯度、摩尔质量、容量瓶都会有影响，经计算，各项因素不确定度分别为1.3x10-4、5.8x10-5、1.8x10-4、1.6x10-4，综合计算，EDTA标准滴液引入的不确定度为2.8x10-4;④EDTA标准滴定液体积V：主要根据量取锌标准溶液的体积引入、标定过程中消耗的EDTA标准溶液的引入、重复标定引入三者的不确定进行计算，经计算，不确定度分别为4.9x10-4、4.1x10-4，、1.5x10-3;⑤锌的摩尔质量MZn，不确定度根据数学模型计算，可得出结果为1.8x10-3;⑥滴定终点引入肉眼判断：滴定终点的引入大多是以肉眼判断的，造成的不确定度大致为0.03mL，标定所要消耗的标准溶液的体积V是25.05mL，可以计算得出，相对标准的不确定度为1.2x10-3，由于以上①②③④⑤各个影响分量是不相关的，所以根据数学模型，可以得出EDTA标准滴液溶液引入的相对标准不确定度为2.0x10-3。

四、相对合成标准、扩展不确定度的评定

由于本研究的第三部分求出了各分量的不确定度，而各分量的不确定度又是相互独立不互相干扰的，所以可以直接根据数学模型计算相对合成标准不确定度，计算结果为0.05%。通常情况下，如果没有特殊要求，扩展不确定度的包括因子K=2，相应的置信水平即95%，计算得出的扩展不确定度就是相对合成不确定度和包括因子相乘的积，为0.10%。

所以，铅锌矿中锌的EDTA测定锌的不确定度，扩展不确定为0.10%，锌平均含量值是17.11%，表达式为w（Zn）=（17.11%±0.10）%，K=2。

结语：锌是重要的金属之一，在社会生产和工业生产中占有重要地位，并随着工业生产的扩大和储量的减少价格不断上涨，引起了锌进口的大量增加。为了维护国家金属市场稳定和保障国内工业、军事、医学、制造等各方面领域的锌供应，提高锌的测量和提取工艺十分重要。EDTA是近年来比较受重视的从铅锌矿中测定锌的测定法，进行不确定的测定，对改善铅锌矿中提取锌的纯度，提高锌提取工艺的进步具有重要意义。文章具体分析了实验过程以及简要解析了用EDTA滴定法对铅锌矿中锌的不确定的测定，得出了锌不确定度为w（Zn）=（17.11%±0.10）%，K=2的结果，这一研究成果具有较高的理论价值，文章的研究很有意义。

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