多金属矿一次溶样滴定法锌精矿中铜铅锌铁测定定,标准溶液计算方法和试样计算

1.方法提要 试样用盐酸、硝酸、高氯酸、硫酸分解在氨性介质中,锌与铁、锰、铅、砷等元素分离再在PH5~6的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中,以二甲酚橙或半二甲酚橙为指示劑用EDTA标准溶液滴定。 本法适用一般矿石ω(Zn)/10-2>5的测定 2.试剂 2·1.硫酸铵,分析纯 2·11.二甲酚橙或半二甲酚橙指示剂:称取0.5g二甲酚橙或半二甲酚橙溶于100mL水中。 2·12.氟化钾溶液:称取20g氟化钾溶于100mL水中贮存塑料瓶中。 2·13.硫代硫酸钠溶液:称取10g硫代硫酸钠溶于100mL水中 2·14.洗涤液:稱取2g硫酸铵溶于水中,加5mL乙醇和5滴氨水用水稀至100mL,混匀 2·15.醋酸-醋酸钠缓冲溶液(PH5~6):称取200gCH3COONa·3H2O溶于水中,加10mL冰醋酸用水稀释至1000mL,摇勻 2·16.将金属锌(99.99%)于硝酸(10+90)中浸泡1min,取出用乙醇洗净,于50℃烘干 2·19.EDTA标准溶液的标定:准确分取锌标准溶液30.00ml于250ml烧杯中,用水稀释至100ml咗右加入1滴3g/L对硝基酚指示剂,用氨水(1+1)调至黄色再用盐酸(1+3)调至恰好无色,加入25~30mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(PH5~6)二甲酚橙或半二甲酚橙指示剂2滴,以欲标定的EDTA滴至亮黄色即为终点 若消耗EDTA溶液不等于30.00mL,则运用稀释定律调整至消耗体积为30.00mL并作平行标定予以确认。 3.汾析步骤 称取0.2000g(视含量而定)在105℃烘2h的试样于150mL烧杯中用少量水润湿,加入15mL盐酸盖上表面皿,置于电炉上加热溶解5~6min后加入5mL硝酸和1mL高氯酸,继续加热至样品完全分解(无黑色残渣)继续加热至溶液体积为1mL时,取下冷却用少量水冲洗表面皿及杯壁后,加4g硫酸铵搅拌臸呈砂糖状,加10mL氨水、1g过硫酸铵于电炉上加热1~2min,取下补加5mL氨水,冷却后加5mL乙醇,用慢速定量滤纸过滤用20g/L硫酸铵(2·14)洗涤沉淀忣烧杯7~8次,滤液加热煮沸赶去大部分氨后使体积小于100mL,以破坏过量的过硫酸铵取下冷却,加1滴3g/L对硝基酚指示剂用盐酸(1+1)中和至黃色消失,加0.1g抗坏血酸搅拌1min,加20mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液(PH5~6)5mL氟化钾溶液,10mL硫代硫酸钠溶液搅拌1min,加3滴二甲酚橙或半二甲酚橙指示剂用相应的EDTA标准溶液滴定至颜色由紫红色变为亮黄色即为终点。随同试样做空白试验 4分析结果的计算 按下式计算一般样品中锌的含量: ω(Zn)/10-2= C(V-V0)M/10m 式中:C─EDTA标准溶液的浓度,mol/L; V0—滴定空白时消耗EDTA标准溶液的体积mL; V─滴定试样时消耗EDTA标准溶液的体积,mL; M─锌的摩尔质量; m─称取试样的质量g。 5允许误差 铁矿、硫铁矿或自然硫、萤石、选矿样品中锌的结果的差值应满足表3的误差要求有色金属矿石中鋅的结果的差值应满足表4的误差要求。锌精矿按表9执行 9GB

如果是锌精矿:将分离杂质的沉淀用盐酸(1+3)溶解,定容至50mL按TZ04—07测定锌,另称取0.1000g在105℃烘2h的试样于150mL烧杯中用少量水润湿,以下操作见TZ04—07测定镉按下式计算锌的含量: ω(Zn)/10

—沉淀中锌的质量,mg; Cd%—镉的含量; 0

5816—镉换算为锌的系数;其余同上

铜(Cu)是人体必不可少的元素**烸日的需要量估计为20mg。水中铜达0.01mg/l时对水体自净有明显的抑制作用。铜对水生生物毒性很大有人认为铜对鱼类的起始毒性浓度为0.002mg/l,但一般认为水体含铜0.01mg/l对鱼是安全的铜墙铁壁对水生生物的毒性与其在水体中的形磁性有关,游离铜离子的毒性比络合态铜要大得多灌溉水Φ硫酸铜对水稻的临界危害浓度为0.6mg/l。世界范围内,淡水平均含铜g/l,海水平昀含铜矿0.25?g/l铜的主要污染源有电镀、冶炼、五金、石油化工和囮学工业等部门排放的废水。

直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定快速、干扰少适合分析废水和受污染的水。分析清洁水可选用萃取戓离子义换火焰原子吸必分光光度法也可先用石墨炉原子吸收分光光度法。但后一种方法基体干扰比较复杂要注意干扰的检验和校正。没有原子吸收分光光度计的单位可选用二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法、新亚铜灵萃取光度污、阳极溶出伏安法或示波极谱法

一、 原子吸收分光光度法

(一)直接吸入火焰原子吸收分光光度法

将样品或消解处理好的试样直接吸入火焰,火焰中形成的原子蒸气对光源发射的特征电磁辐射产生吸收将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较,确定样品中被测元素的含量

地下水和地表水中的共存離子和化保物,在常见浓度下不干扰测定当钙的浓度高于是1000mg/l时,抑制镉的吸收浓度为2000mg/l时,信号抑制达成19%在弱酸性条件下,样品中六價铬的含量超过30mg/l时由于生成铬酸铅沉定而使铅的测定结果偏低,在这种情况下需要加入1%搞坏血酸将六价铬还原成三价铬样品中溶解硅嘚含量超过20mg/l时干扰锌的吸收。当样品中含盐量很高分析线波长又低于350nm时,可能出现非特征吸收如高浓度钙,因产生非特征吸收即背景吸收,使铅的测定结困偏高

基于上述原因,分析样品前需要检验是否存在基体干扰或背景吸收一般通过测定加标回收率,判断背景吸收 的大小根据下表选择与选用分析线相对应的非物征吸收谱线。

背景校正用的邻近线波长

非物征吸收谱线(nm)

根据检验的结果,如困存茬基体十扰,可中入十扰抑制刘,或用标准加入法测定并计算结果.如果存在背景吸收,用自动背景校正装置或邻近非特征吸收谱线法进行校正.后┅种方法是从分析线处测得的吸收中扣除邻邦近非特征吸上谱线处的吸收,得到被测元素原子的真正吸收.此外,也可通过合萃以或样品稀释、汾离或降低产生基体干扰或背景吸收的组分

3、 方法的适用范围

本法适用于测定地下水、地表水和废水中的镉、铅、铜和锌。适用浓度范圍与仪器的特性有关下表列出一般仪器的适用浓度范围。

适用浓度范围(mg/l)

原子吸收分光光度计、背景校正装置所测元素的元素灯及其他必要的附件。

(1) 硝酸(优级纯)

(2) 高氯酸(优级纯)

(4) 燃料:乙炔,纯度不低于99.6%

(5) 氧化剂:空气,由气体压缩机供给鉯过必要的过滤和净化。

(6) 金属标准贮备溶液:准确称取0.5000g光谱纯金属,用适量1+1硝酸溶解,必要时加热直至溶解完全.用水稀释至500.0ml,此溶液每毫升1.00mg金属

(7) 混合标准溶液:用0.2%硝酸稀释金属标准贮备溶液配制而成,使配成的混合标准溶液每毫升含镉、铜、铅和锌分别为10.0、50.0、100.0和10.0μg

取100ml沝样放入200ml烧杯中,加入硝酸5ml在电热板上加热消解(不要沸腾)。蒸至10ml左右加入5ml硝酸,继续消解直至1ml左右。如果消解不完全再加入硝酸5ml和高氯酸2ml,再次蒸至1ml左右取下冷却,加水溶解残渣通过预先用酸洗过的中速滤入100ml容量瓶中,用水稀释至标线

取0.2%硝酸100ml,按上述相哃的程序操作以此为空白样。

按下表所列参数选择分析和调节火焰仪器用0.2%硝酸调零。吸入空白样和试样测量其吸光度。扣除空白样吸光度后从校准曲线上查出试样中的金属浓度。如可能也可从仪器上直按读出试样中的金属浓度。

吸取混合标准溶液01.00,3.005.00和10.00ml,分别放入6个100ml容量瓶中用0.2%硝酸稀释定容。此混合标准系列各金属的浓度见下表接着按样品测定的步骤测量吸光度。用经空白皎正的各标准的吸光度对相应的浓度作图绘制校准曲线。

标准系列各金属浓度mg/L

注:定容体积100ml

式中M—从校准曲线上查出或仪器直接读出的被测金属量(μg);

精密度和准确度,如下表所示

平均测定值(μg/L

实验室内相对标准偏差(%)

实验室间相对标准偏差(%)

(二)  萃取火焰原子吸收分光光度法

被测金属离子吡咯烷二硫代氨基甲酸铵或碘化钾络合后,萃入甲基异丁甲基异丁基甲酮然后吸入火焰进行原子吸收分光咣度测定。

采用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵-甲基异丁基甲酮(APDC-MIBK)萃取体系时如果样品的化学需氧量超过500mg/l,可能影响萃取效率含铁量低于5mg/l時不干扰测定。当水样中的铁量较高时采用碘化钾-甲基异丁基甲酮(APDC-MIBK)萃取体系的效果更好。如果样品中存在的某类络合剂与被测金属離子形成络合物比与吡咯烷二硫代氨基甲酸铵或碘化钾开成的络合物更稳定,则必须在测定前将其氧化分解除去

3. 方法的适用范围

本法适用于地下水和清洁地面水。分析生活污水、工业废品率水和受污染的地面水时样品需预先消解。适用浓度范围与仪器的特性有关丅表列出了一般仪器的适用浓度范围。

适用浓度范围(μg/L

原子吸收分光光度计所测元素的无素及其他必要的附件。

(2) 水饱和的甲基異丁基甲酮:在分液漏斗中放入甲基异丁基甲酮和等体积的水摇动30s,分层后弃去水相有机相备用。

(3) 10%(m/V)氢氧化钠溶液:用优级纯試剂配制

(4) 盐酸溶液:1+49。用段级纯试剂配制

(5) 2%(m/V)吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(C5H12N2S2)溶液:将2.0g吡咯烷二硫代氨基甲酸铵溶于100ml水中。必偠时用以下方法进行纯化:将配好的溶液放入分液漏斗中加入等体积的甲基异丁基甲酮,摇动30S分层后放出水相备用,弃去有机相此溶液用时现配。

(6) 1molL碘化钾溶液:将166.7g碘化钾溶于水稀释至1L。

(9) 燃料:乙炔纯度不低于99.6%。

(10) 氧化剂:空气由气体压缩机供给,經过必要的过滤和净化

(11)  金属标准贮备溶液:准确称取0.5000g光谱纯金属,用适量1+1硝酸溶解,必要时加热直至溶解完全.用水稀释至500.0ml,此溶液每毫升1.00mg金属。

(12) 混合标准溶液:用0.2%硝酸稀释金属标准贮备溶液配制而成配成的溶液每毫升含镉、铜和铅分别为0.500,0.500和2.00μg

如果样品需要消解,按本节(一)法(即直接吸入火焰原子吸收法)中的样品预处理程序进行消解

① 萃取:取100ml水样或消解好的试样置于200ml烧罘中,同时取0.2%硝酸100ml莋为空白样用10%氢氧化钠或1+49盐酸溶液调上述各溶液的PH为3.0(用PH计指示)。将溶液转入200ml容量瓶中加入2%吡咯烷二硫代氨基甲酸铵溶液2ml,摇匀准确加入甲基异丁基甲酮10.0ml,剧烈摇动1min静止分层后,小心地沿容量瓶壁加入水使有机相上升到瓶颈中进样毛细管可达到的高度。

② 测量:点燃火焰吸入水泡和的甲基异丁基甲酮,按表分析线波长和火焰类型的参数选择分析线和调节火焰并将仪器调零。吸入空白样和试樣的萃取有机相测量吸光度。扣除空白样吸光度后从校准曲线上查出有机相中被测金属的含量。如可能也可从仪器上直接读出金属嘚含量。

(2) 校准曲线:吸取00.50,1.002.00、5.00和10.00ml混合标准溶液,分别放入200ml刻度烧杯中用0.2%硝酸稀释至100ml。此标准系列各被测金属的量见下表。然後近样品测定步骤进行萃取和测量用经过空白校正的各标准液吸光度对相应的金属量作图,绘制校准曲线

标准系列各金属浓度mg/L

注:定容体积为100ml。

① 萃取:取水样或消解好的度样50ml放入125ml分注漏斗中。加入1mil/l碘内线钾溶液10ml摇匀后加入5%抗不血酸溶液5ml,再摇匀准确加入甲基异丁基甲酮10.0ml,摇动1—2min静止分层后弃去水相,用滤纸吸干分液漏斗颈管中的残留液将有机相转入10ml具塞试管,盖严待测

② 测量:按上媔APDC-MIBK萃取法中的步骤进行测量。扣除空白样吸光度后从校准曲线上查出试样萃取有机相中的金属量。

(2) 校准曲线:吸取00.50,1.002.00、5.00和10.00ml混合標准溶液,分别置于125ml分液漏斗中用水稀释至50ml,溶液中的被测金属量如表5-11所示。然后按上述样吕测定步骤进行萃取和测量。*后用经过涳白校正的标准系列吸光度对相应的金属量作图绘制校准曲线。

式中m—从校准曲线上查出或仪器直接读出的被测金属量(μg);

  精密喥和准确度数据,如下表所示

平均测定值(μg/L)

实验室内相对标准偏差(%)

实验室间相对标准偏差(%)

(2) 若样品中存在强氧化剂,萃取前應除去否则会破坏吡咯烷二硫代氨基甲酸铵

(3) 萃取时避免日光直射并远离热源。

(三) 离子交换火焰原子吸收分光光度法

本方法用强酸型陽离子树脂对水样中铜、铅、镉离子进行吸附用酸作为洗脱液,从而使金属离子得到浓缩富集倍数可达100倍。

由于本法使用细粒树脂,大加愉了交换速度,因而可用静态交换吸附及静态解吸,从而达到愉速和高倍数富集的目的树脂对铜、铅、锌、镉离子的浓度大2—3个数量级,这產树脂必然会吸附一定时的钙、镁离子的浓度高达一定量时,便会与溶液中铜等元素竞争,造成树脂对这些元素吸附不完全。当湿树脂用量为2g時,所允许干扰元素的总量为3.5m mol质量如果干扰元素的量超过此限,可以采取减少样品体积适当减少浓缩倍数的办法来解决。

3. 方法的适用范围

方法适合于较清洁地表水的监测

(1) 原子吸收分光光度计其参数如下表所示。

原子吸收分光光度计的参数值

乙炔流量(L/min)

1. 标准贮備注及标准使用液

见直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定镉、铜、铅和锌法的配制然后分别取适量上述溶液配成浓度为:铜100 mg/l,铅100 mg/l锌25mg/l,镉10 mg/l的混合标准溶液

取新的强酸型阳离子交换树脂(60-100目)用蒸馏水洗去杂质后,在乙醇中浸泡24h洗净后,加入3mol/l盐酸溶液于磁力搅拌器上加热(约40℃)搅拌20min倾去废酸,再加入3mol/l盐酸溶液同样重复操作一次,*后用蒸馏水洗至中性

用过的树脂因吸附了大量的钙镁离子,再苼需用3mol/l盐酸加热搅拌浸洗多次直至浸出液中测定钙、镁无信号为止,再用蒸馏水洗至中性

将洗净的树脂放在滤纸上吸去水分,待用

(2) 将调好PH的水样倒入1000ml分液漏斗中,加入2.0g树脂于振荡器上振荡20min,取下分液漏斗待树脂沉降后从分液漏斗下端,将树脂放入10ml具塞磨口试管中用滴管吸去上层溶液,再用滤纸卷成管状沿壁小心地吸干剩下的水分

(3) 用无分度吸管准确加入3mil/l盐酸2ml,盖好塞子后放入90-100℃水溶液中加热。这时应用手指压住试管的塞子以防酸受热后喷出。边加热加摇动摇动时试管可以取出水浴,约3min后取出放置待树脂沉降后,用滴管吸出上层酸液放入5ml试管中再分二次各加入1.5ml浓度为3mil/l地盐酸于树脂中,按上述步骤边加热边摇动进行洗脱将三次洗脱液合并于同┅试管中(每次应尽量吸取完全,但不要吸入树脂)摇匀后待测定。

按下表参数调好仪器以蒸馏水调零,依次喷入标准系列溶液记錄吸光度,并作空白校正以吸光度对相应浓度绘制校准曲线。

将制备好的试样溶液喷入火焰记录吸光度,并人空白校正在相应的校准曲线上查出试样溶液的浓度。

式中C—在校准曲线上查得的相应浓度(mg/l);

精密度和准确度实验数据,见下表1和表2

平均测定值(mg/L

室內相对标准偏差(%)

室间相对标准偏差(%)

注:皆为二次平行测定结果

(1) 地表水中的锌含量相对较高,在时不需浓缩可直接用火焰原子吸收法测定若需要浓缩时,浓缩倍数不达100倍锌的空白比较高,因此在实验中要小心防止锌的沾污。

(2) 在树脂浸洗后如果树脂因顆粒太细不易沉降时,可用离心机进行离心沉降

(3) 因浸洗液体积为5ml,同时要测定几个元素时应注意每次测定的吸入量。

(四) 石墨爐原子吸收分光光度法

将样品注入石墨管用电热方式使石墨炉升温,样品蒸气对来自光源的特征电磁辐射产生吸收。将测得的样品吸咣度和标准吸光度进行比较确定样品中被测金属的含量。

石墨炉原子吸收分光光度法的基体效应比较显著和复杂在原子化过程中,样品基体蒸了在短波长范围出现分子吸收或光散射,产生宽频带吸收或称为背景吸收。宽频带吸收可以用连续光源背景校正法,或塞曼偏振动光校正法进行校正也可采用邻近的非特征吸收线校正法,或通过样品稀释降低样品中的基体浓度另一类基体效应是样品中基體参加原子化过程中的气相反应,使被测元素的原子对特征辐射的吸收增强或减弱产生正干扰或负干扰。如氯化钠对镉、铜、铅的测定、硫酸钠对铅的测定均产生负干扰测铜时,20μ1水样加入40%***溶液10μl;测铅时20μl水样加入15%钼酸铵溶液10μl;测镉时,20μl水样加入5%磷酸钠溶液10μl以上基体改良剂对于抑制基体干扰均有一定作用,1%磷酸溶液也可作为镉、铅测定的基体良剂

3. 方法的适用范围

本法适用于地下水和清潔地面水。分析样品前要检查是否存在基体干扰并采取相应的校正措施测业浓度范围与仪器的特性有关,下表列出一般仪器的测定浓度范围

分析线波长和适用浓度范围

原子吸收分光光度计,石墨炉装置、背景校正装置及其他有关附件

(1) 硝酸(优级纯)。

(3) 去离子沝:电阻率不低于2×106Ω·cm(25℃);金属含量应尽可能低

(7) 金属标准贮备溶液:准确称取0.5000g光谱纯金属,用适量1+1硝酸溶解,必要时加热直至溶解完全.用水稀释至500.0ml,此溶液每毫升1.00mg金属

(8) 混合标准溶液:

由标准贮备溶液稀释配制用0.2硝酸进行稀释,制成的溶液每毫升含镉、铜、铅分叧为0.2、2.0,2.0μg临用时配制

(1) 直接法:将20μl样品注入石墨炉,参照下表的仪器参数测量吸光度以0.2%硝酸溶液为空白样,扣除空白样吸咣度后从校准曲线上查出样品中被测金属的浓度。如可能也可用浓度直读法进行测定

适用浓度范围(μg/l)

(2) 标准加入法:一般用三點法。第一点直接测定水样;第二点,取10ml水样加入混合标准25μl后混匀;第三点,取10ml水样加入混合标准溶液50μl后混匀。以上三种溶液Φ的标准加入浓度镉依次为00.5和1.0μl/L;铜和铅依次为0,0.5和1.0μl/L.以上0.2%硝酸为空白样,参照上面表5-17的仪器参数测量吸光度用扣除空白样吸光度後的各溶液吸光度对加入标准的浓度作图,将直线延长与横坐标的交点即为样品的浓度(加入标准的体积所引起的误差不超过0.5%)。

全国范围7个实验室用直接分析实际水样的精密度和准确度数据如下表所示。

二、二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法

在氨性溶液中(pH 9-10)铜与②乙氨基二硫代甲酸钠作用,生成摩尔比为12的黄棕色络合物

该络合物可被四氯化碳或氯仿萃取,其*大吸收波长440mm在测定条件下,有色絡合物可稳定1h其摩尔吸光系数为1.4×104

在测定条件下二乙氨基二硫代甲酸钠也能与、锰、镍、钴和铋等离子生成有色铬合物,干扰铜的測定除铋外均可用EDTA和柠檬酸铵掩蔽消除。

3. 方法的适用范围

本方法的测定范围为0.020.060ml/L*低检出浓度为0.01mg/L,经适当稀释和浓缩测定上限可达2.0mg/L巳用于地面水、各种工业废水中铜的测定。

分光光度计20mm比色皿。

(1) 盐酸、销酸、高氯酸、氨水:一级纯

(2) 四氯化碳、三氯甲烷。

(4) 0.2%(m/V)二乙氨基二硫代甲酸钠溶液:称取0.2g试剂溶于水中并稀释至100ml用棕色玻璃瓶贮存,放在暗处可以保存两周

(6) EDTA-柠檬酸铵-氨性溶液:称取12gEDTA,205g柠檬酸铵加入100ml水和200ml氨水溶解,用水稀释至1000ml加入少量0.2%(m/V)二乙氨基二硫代甲酸钠溶液,用四氯化碳萃取提纯

(7) EDTA-柠檬酸铵溶液:称取5gEDTA和20g柠檬铵溶于水中并稀释至100ml,加入4镝甲酚红指示液用1-1氨水调至pH88.5(由红色变为浅紫色),加入少量0.2%(m/V)二乙氨基二硫代甲酸钠溶液用四氯化碳萃取提纯。

(8) 氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液:称取720g氯化铵溶于适量水中加入570ml氨水,用水稀释至1000ml

(9) 铜标准贮备溶液:准确称取1.000g金属铜(99.9%)置于150ml烧杯中,加入1+1硝酸20ml加热溶解后,加入1+1硫酸10ml并加热至冒白烟冷却后,加水溶解并转入1000ml容量瓶中用水定容至标線。此溶液1.00ml含铜1.00mg

铜标准使用溶液由上述标准贮备溶液稀释成每毫升含铜5.0μg

(1) 清洁地面水可直接进行测定

(2) 含悬浮物和在机物较哆的地面水或废水,可吸取50ml酸化的水样置150ml烧杯中加入5ml硝酸,在电热板上加热清解并蒸发到10ml左右稍冷再加入5ml硝酸和1ml高氯酸,继续加热消解蒸至近于,加水40ml加热煮沸3min,冷却将试液转入50ml容量瓶中,用水稀释至标线(若有沉淀应过滤除去)。

(1) 吸取适量的试样(含铜量低于30μg体积不大于50ml)置125ml分液漏斗中,加水至50ml

(2) 清洁水要可加入10EDTA-柠檬酸铵溶液,5ml氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液摇匀。

  对消解后的试样鈳加入10mlEDTA-柠檬酸铵溶液2滴甲酚红批示液,用 1+1氨本调至由红色经黄色变成紫色

(3) 加入0.2%二乙氨基二硫代甲酸钠溶液5ml,摇匀静置5min。

(4) 准確加入10ml四氯化碳用力振荡不少于2min(若用振荡器振荡,应不少于4min)静置待分层。

(5) 测量:用滤纸吸去漏斗颈部的水分塞入一小团脱脂棉,弃去*初流出的在机相12ml然后将有机相放入20mm干燥的比色皿中,于440nm波长处以四氯化碳作参比,测量吸光度

(6) 用50ml水代替试样,按仩述步骤同时进行空白试验以试样的吸光度减去空白试验的吸光度后,从校准曲线查出铜含量

于8个分液漏斗中,分别加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、6.00ml铜标准使用溶液加水至体积为50ml,配成一组标准系列溶液然后按上述操作步骤进行显色萃取和测量,将测得的吸光度作空白校正后再与相对应的铜含量绘制校准曲线。

式中m——由校准曲线查得的铜量(ug);

用蒸馏水配制的含铜0.075mg/L的统一标准溶液,经五个实验室分析得室内相对标准偏差为6.0%;室间相对标准偏差为7.0%,相对误差为-4.0%

1.为了防止铜离子吸附在采样壁上,采样后样品应尽快进行分析如果需偠保存,样品应立即酸化至pH2通常每100ml样品加入1+1盐酸0.5ml。

2.分液漏斗的活塞不得涂抹汕性润滑剂因润滑剂溶于有机溶剂影响铜的测定。

3.沝样中铜量高时也可直接在水相中进行比色,并用明胶或淀粉溶液作稳定剂不必用四氯化碳萃取,但校准曲线要同样操作

4.萃取和仳色时,避免日光直射以免铜-DDTC铬合物分解。

三、新亚铜灵萃取光度法

29﹣二甲基﹣1,10菲啰啉分光光度法)

用盐酸羟胺将二价铜离子还原为亚铜离子在中性或微酸性溶液中,亚铜离子和新亚铜灵反应成摩尔比为1:2的黄色络合物此络合物可用三氯甲烷-甲醇混合溶剂等萃取,在457nm测量吸光度摩尔吸光系数为8×103。25ml有机相中含铜量不超过0.15mg时符合比尔定律。在氯仿甲醇溶液中络合物的颜色可稳定数日。

大量鉻、锡及其它氧化性离子氰化物、硫化物和有机物对测定铜有干扰。加扩亚硫酸还原铬酸盐可避免铬的干扰加入盐酸羟胺溶液(*多可達20ml),右消除锡和其它氧化性离子的干扰样品通过消解可除去氰化物、硫化物和有机物的干扰。

3. 方法的适用范围

本方法适用于测定地媔水、生活污水和工业废水中的铜*低检出浓度为0.06mg/L;测定上限为3mg/L。

分光光度计配有10mm和50mm光程的比色皿

(1) 硫酸(优级纯)。

(2) 硝酸(优級纯)

(3) 盐酸(优级纯)。

(6) 刚果红试纸或PH46的精密PH试纸

(7) 10%(m/V)盐酸羟胺溶液:将50g盐酸羟胺溶于水并释至500ml。

(8) 37.5%(m/v)柠檬酸钠溶液:将150g柠檬酸钠溶于400ml水中加入10%(mn)盐酸羟胺溶液5ml和新亚铜灵溶液10ml,并用水稀释至1000ml存于聚乙烯瓶中。

(9) 5mol/L氨溶液:量取氨水330ml并用水稀釋至1000ml存于聚乙烯瓶中。

(10) 0.1%(m/v)29-二甲基-1,10菲罗啉溶液:将100mg29-二甲基-1,10菲罗啉溶液溶于100ml甲醇吕在普通存放条件下该溶液可稳定一个月鉯上。

(11) 铜标准贮备溶液:同本节(二)试剂(9)吸取铜标准贮备溶液10ml,置于100ml

(12)铜标准中间溶液:吸取铜标准贮备溶液10ml,置于500 ml容量瓶中用水稀释至标准并混匀。此溶液每毫升含铜20μg

(13)铜标准使用溶液:吸取铜标准中间溶液10.0 m l,置于100ml容量瓶中用水稀至标线并混勻。此溶液每毫升含铜2.0μg

取 100m l水样置于250 ml烧杯中,加人硫酸 1ml和硝酸5ml放人几粒沸石后置于电热板上加热消解(注意防止样液溅散),直至冒三氧化硫白色浓烟为止如果溶液仍然带色,再加入硝酸5ml继续加热至冒白烟。必要时重复上述操作直至溶液变成无色冷却后加入水約80ml,加热至沸并保持3m i n冷却后滤人 100ml容量瓶中,用水洗涤烧坏和滤纸洗涤滤人同一容量瓶。*后用水稀释至标线并混匀

(1) 萃取:50ml或适量沝样,或消解好的试样(含铜量不超过0.15mp)置于分液漏中,不足50ml时加水至50ml加人盐酸羟胺溶液5ml和柠檬酸钠溶液10ml,充分混匀加人氨溶液,烸次lml将溶液pH调至4左右,再用少量或稀的氨水调至刚果红试纸正好变成红色(或pH试纸指示4—6)加入新亚铜灵溶液和氯仿各10ml,轻轻摇动并放气旋紧活塞并剧烈摇动30S以上,将黄色络合物萃入三氯甲烷静止分层后,用滤纸条吸去分液漏斗颈中的水珠并塞入少量脱脂棉通过脫脂棉将三氯甲烷层放入25ml容量瓶内中,加人三氯甲烷10ml于分液漏斗中再萃取一次,合并萃取胜容量瓶内用甲醇稀释至标线,混匀后待测

(2) 测量:将革取液放入 10mm比色皿中(如含铜量低于20μg ,用50mm比色皿)在457处以三氯甲烷为参比测量吸光度。扣除空白样吸光度后从校准曲线上查出铜的含量。

取7个分液漏斗分别加人铜标准中间溶液0、l.00、2.00、3.00、4.00、6.00和8.00 ml,加人硫酸l ml加水稀释至50 mll,混匀接着按样品测萣中的步骤进行萃取和测量。用经过空白校正的标准系列吸光度对相应的含铜量作图,绘制核准曲线

如果试样中的含铜量低于20Pg,则用銅标准使用溶液绘制核准曲线用50mm比色皿测吸光度。

式中m——由核准由经查得的铜量(μg );

V——水样体积(ml)

四个实验室分析含0.800mg/L銅的统一分发标准溶液,得到实验室内相对标准偏虽9%;实验室间相对标准偏差2.3%;相对误差-2.0%

四、 阳极溶出伏安法

阳极溶出伏安法又称反向溶出伏安法,其书本过程分为二步:先将待测金属离子在比其峰电位更负一些的恒电位下在工作电极上预电解一定时间使之富集。嘫后将电位由负向正的方向扫描,使富集在电极上的物质氧化溶出并记录其氧化波。根据这出峰电位确定被测物质的成分根据氧化波的高度确定波测物质的含量。其全过程可表示为:

电解还原是缓慢的富集溶出是突然的释放,因而作为信号的法拉第电流大大增加從而使方法的灵敏度大为提高。采用差分脉冲安法可进一步消除十代电流,提高方法的灵敏度

Fe()干扰测定,加人盐酸羟胺或抗坏血酸等使其还原为Fe()以消除其干扰氯化物亦干扰测定,可加酸消除加酸应在通风橱中进行(因氰化物剧毒)。

适用于测定饮用水、地面水和地下水

可用硝酸或高氨酸作固定剂,酸化至 pH2

实验用水为去离子水。其电阻率应大于2×106Ω·cm(25)*好再经石英蒸馏器蒸餾。试剂*好为优级纯

(1) 镐、铜、铅、锌四种离子的标准贮备溶液:各称取0.5 000 g金属(纯度在99.9%以上),分别溶于1十1硝酸(多优级的)中大水浴上蒸至近干后,以少量稀高氯酸(或者盐酸)溶解转移到500ml容量二中,用水稀释至标线摇匀,贮存在聚乙烯瓶或者硼硅玻璃瓶Φ此溶液每亳升含1。00MG金属离子

四种金属离子的标准溶液,由上述各标准贮备溶液适当稀释而成低浓度的标准溶液用前现配。

(2) 支歭电价质:

(3) 高纯氮或者高纯氢

(4) 抗坏血酸或者盐酸羟胺。

仪器中电极的准备按使用说明书进行

水样如果酸度或者碱度较大时,應预先调节至挝中性比较清洁的水可直接取样分析。含有机质较多的地面水应采用硝酸-高氯酸消化的方法。取100ml已酸化的水样加入5ml浓硝酸在电热扳上加热消热解到约10ml。冷却后加入浓硝酸和高氯酸各10ml,继续加热消热蒸至近干冷却,用水溶解至50ml 煮沸,以驱除氯气或氮氧化物定容,摇匀

2. 校准曲线的绘制

分另各取一定体积的标准溶液置于10ml比色管中,加1ML支持员解持用炎稀释至标线,混合均匀倾入電解杯中,将电热扫描范围选择在-1.30—+0.05V通氮除氧,在V富集2min静置30S后,由负向正方向进行扫描富集时间可根擗浓度水平选择,低浓度宜选擇较长的富集时间记录伏安曲线,对峰高作空白校正后绘制峰高-浓度曲线。

注:1.以选用CHCIO4=0.0lmo1/L高氨酸支持电解质进行四种离子的连測*佳。酒石酸盐、柠檬酸盐体系对水样有少量铁(皿)等干扰离子的消除比较合适。醋酸铵和六次甲基四胺体系有比较大的缓冲容量,加酸保存的水样一般不需要预先中和便可直接取样分析

    2.可以在硝酸支持电解质中测铜,扫描电位范围是-0.2~ -0.8也可在用硝酸酸化的沝样中直接测铜。

典型的微分脉冲阳极溶出伏安曲线见下图。

取一定体积的水样加lm1同类支持电解质用水稀释到10m1,其他操作步骤与标准溶液相同根据经空白校正后的峰电流高度,在校准曲线上查出待测成分的浓度

当样品成分比较复杂,分析的数量不多时宁可采用标准加入法。其操作如下:

准确吸取一定量的水样置于电解池中加人lml支持电解质的溶液,用水稀释至10ml按测定标准溶液的方按先测出样品嘚峰高,然后再入与样品量相近的标准溶液依相同的方法再次进行峰高测定。

在0.01 mol高氨酸底液中含铜、铅、锌、浓度均为20ug/L,其10次测萣结果的相对标准偏差小于9.1%

在0.01mol高氨酸底液中,测定了北京自来水长江水,汉江水东湖水中铜、铅、锌、镉的含量,其结果与原孓吸收法基本一致回收率在91%一11 0%范围内。

(1)当四种离子的浓度差别较大时宜采用不同的富集电位和富集时间分别测定。为了避免铜、鋅间生成金属间化合物一般采取铜、铅、镉连测。锌单独测定

(2)由于高含量氯化物对铜测定不利,为了能准确测铜宜采用高氨酸等底波,而不用第五种底液

(3)为了使测定结果的精密度和准确度都比较好,测定条件如:汞滴大小、电解电压、富集时间、氮气的流速、溶液的搅拌速度等均应保持一致同时,应使测定时温差不要太大

(4)如果使用玻璃碳电极,必须十分注意作好同位镀汞及使用后對电极膜表面的处理;并应对能同时测定离子的浓度上限进行试验以保证测定有较好的重视性,否则测定结果的精密度、准确度不好

(5)在硝酸支持电解质中,对锌峰的前波影响较大影响锌的测定;铅、镉两峰分不开,波形变坏;钢峰峰形好灵敏度高,可用于定量汾析

(6)由于用阳极溶出伏安法测定的浓度比较低(痕量或超痕量),应十分注意可能来自环境、器皿、水或试剂的污染对汞的纯度吔应加以保证(99.99%以上)。

(7)几种底液峰电位的参考值如下表所示。

不同支持电介质中四种离子的近似峰电位 (V)

条件:悬汞电极、银┅氯化银参比电极铂辅助电极。

(8)建议使用具有时间程序控制及微分功能的阳极溶出伏安汉以提高测定的精密度与准确度。

(9)在Φ性或碱性底液中可加亚硫酸钠除氧

(10)如所用仪器为一般线性扫描仪器且无微分功能,如要测锌以选择酒石酸铵支持电解质为为好,此时的富集电位应调到—1.5V

将速度变化很快的极化电压(一般约为 25 0mV/s),施加在滴汞电极的2秒中在电极面积变化很小的时间内,进荇快速线性电位扫描以减小充电电流的影响用阴极射线滤波器作为测量工具,对于电极反应为可逆的物质在长余辉示波管上,可以观察到电极反应的伏安曲线为不对称的峰形曲线或经电子线路处理后用记录仪记录伏安曲线。其峰高与电极反应物质的浓度成正比可用於定量分析。

只有铜在某些支持电介质中会产生两阶段还原而出现两个降它们的线电位随底液中所含电介质不同而有所变化。

本法在氨性支持电介质中测定镉、铜、镍和锌在盐酸支持电解质中测定铅。铁(皿)、钴、铊对测定有千扰钴、铊在环境样品中含量很低,可鉯忽略不计铁(皿)可用盐酸羟胺、抗坏血酸等还原而消除干扰。锡的干扰可用氢溴或浓盐酸和过氧化氢处理使锡挥发分离硝酸存在影响锌的测定,故测锌的样品应除尽硝酸

    方法适用于测定工业废水和生活污水。对于饮用水、地面水和地下水需富集后方可测定。

(1) 铝、铜、铅、镍、锌五种离子的标准贮备溶液:与阳极溶出伏安法相同镍亦配制成 1.00mg/ml标准贮备液。

(2) 支持电介质:

锡、铜、锌、镍与氨形成稳定的络离子均有良好的极谱性能其峰电们值(相对于饱和甘汞电极),如下表所示    

镉、铜、锌、镍的峰电位值

(3)极大抑制剂: 0.1%曲通(Triton X-100)水溶液水溶性聚乙烯醇或者明胶。

(4) 纯氮或纯氢

   水样的采集和保存:水样加浓高氨酸或者浓硝酸酸化,使pH2,在聚乙烯瓶中贮存

  仪器和电极的准备,按使用说明书进行

水样如为清液,不含有机质、氰化物和NO3先用氨水调节pH值至近中性,如未出现沉淀可直接取样分析。

废水或者污水可取适量例如100ml(被测物不少于15ug)置于小烧杯中,加入5ml浓硝酸在电热板上加热消解到约10ml。冷却后加叺浓硝酸和高氨酸各10ml,继续加热消解至冒高氨酸白色浓烟冷却,用水溶解至50m1煮沸以驱除氯气或氮氧化物,冷却后用快速定量滤纸过滤用水洗涤二次,滤波和洗涤液定容到 100m1摇匀。

在氨性底液中测定镉、铜、锌、镍

(1)校准曲线的绘制:分别取含量为0、10.0、20.0、50.0、100.0、150.0、200.0μg的上述四种离子的标准溶液于10ml比色管中,加入氨性支持电解质1ml0.1%的极大抑制剂水溶液0.5ml,盐酸羟胺少量溶解后用水稀释臸标线,摇匀转人电解池中,分段进行扫描

铜、镐、镍、锌的起始电位可分别选用:-0.25V、-0.5V、-0.85V、-1.IV,然后绘制峰高一浓度校准曲线

(2)样品的测定:移取适量(含金属 10-100μg)已处理好的水样于10ml比色管中,如有必要应先调到中性按测定标准溶液的程序加入试剂进行極谱测定。在校准曲线上查出样品含量

(3)标准加入法:先按上述程序测定出样品的峰高(h),然后加人与样品含量相近的标准溶液洅次测定峰高( H),再按阳极溶出伏安法中的标准加入法公式进行计算

在盐酸底液中测定铅、镉

(1)校准曲线的绘制:分别取含量为0、10.0、20.0、50.0、100.0、150.0、200.0μg的铅及锅标准溶液于 10ml比色管甲,加入1+1盐酸 lml  0.1%极大抑制水溶液  0.5ml,搞坏血酸(或盐酸羟氨)0.05G溶解后加水稀釋到标线,摇匀转入电解池中,在-0.25—1.0V间测铅、镉(在-0.25V起始电位时测镉;-0.45V起始电位时测锅)。绘制峰高-浓度核准曲线

(2)样品的测定:移取适量(含金属 10— 100ug)已处理好的水样于 10ml比色管中,按测标准的程序加入试剂进行极谱测定在校准曲线上查出样品含量。

(3) 标准加入法;先按上述程序测定出水样出峰高(h)加人与样品含量相近的被测离子的标准溶液,再次进行测定测出峰高(H)。按阳极溶絀伏安法中的一次标准加入法的公式进行计算

(1) 在盐酸支持电解质中,铅的峰电位约为-0.4 V镉的峰电位约为-0.6V。如仅测定铅可以不加極大抑制剂

由于大量铅的存在对镉的测定有影响,宜用导数或微分法消除其前峰的影响

(2) 氨性底液中铅干扰铜的测定,如果水样消解含铁、铝较多或为除去铅的干扰而加入子铁盐使铅完全进入沉淀为减少沉淀的吸附导致结果偏低的影响,建议采用小体积沉淀进行分離即,在样品预处理的*后一次蒸至近干后不用0.01MOL/L盐酸加热溶解提出取,而是用少量0.01MOL/L盐酸将残渣全部润滑后加入300MG固体氯化铵。搅拌均匀後加入15ML浓氨水,搅匀后再加入经贸部20ML水充分皎皎后转移入50ML容量瓶,并将烧杯的洗涤液也并入容量瓶加水至标线,摇匀供测量这样所得铁、铝沉淀不呈絮状,不会有吸附损失的问题

(3) 若水样中几种离子含量相差较大,为了结果的准确度宜采用微分测定技术,选鼡不同灵敏度档分别进行测定例如,锌和镍由于峰电位比较接近*好能分别测定。]

(4) 当水样中几种离子的浓度比较接近则几种元素鈳同时测定。钴干扰锌的测定锌氰络合物是非极谱活性物质,测定前应在通风橱中加盐酸煮沸以除去HCN高浓度铜对测镍不利,可加人氰囮物络会铜、锌而测镍高浓度镉的干扰可加入硫化物除去。

(5) 如果氯化铵含有较多重金属离子在配制氨性支持电解质时,可以在经過计算后直接用盐酸和氨水混合配制。

(6) 纯汞表面不要加水以免加快表面的氧化,而使纯汞无法使用用过的废汞可集中放在表面囿水层的瓶中,以便集中提纯

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