「西安礦源」銅系列|銅試劑比色法測定銅

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「西安礦源」銅系列|銅試劑比色法測定銅

在氨性、中性或弱酸性溶液中,銅(Ⅱ)與銅試劑(二乙基二硫化氨基甲酸鈉)生成棕黃色的銅鹽沉澱,在稀溶液中生成膠狀懸浮體,若預先加入保護膠,則生成棕黃色的膠體溶液,藉以進行銅的比色測定。其反應為:

在pH5.7~9.2範圍內,銅(Ⅱ)與顯色劑所呈現的顏色比較穩定。有很多元素如鐵、錳、鉛、鋅、鈷、鎳、錫、銀、汞、鉍、銻、鈾、鎘、鉻等都有與銅試劑生成難溶的化合物,有的有顏色,有的沒有顏色。消除這些干擾的方法,在一般的情況下可加氨水—氯化銨,使一些元素成氫氧化物沉澱與銅分離。在必要時或要求精確度高時,則可加入EDTA消除鐵、鈷、鎳、錳、鋅等元素的干擾,然後用乙酸乙酯萃取銅與銅試劑所生成的絡合物,進行比色。

本法適用於含0.001~0.1%銅的測定。

一、沉澱分離—銅試劑比色法

試劑

氯化銨—氫氧化銨溶液 取50克氯化銨,加50毫升氨水,用水溶解後稀釋至1000毫升。

銅試劑溶液 0.1% 0.1克銅試劑(二乙基二硫代氨基甲酸鈉)溶於100毫升水中。

銅標準溶液 1毫升含10微克銅 取銅標準溶液(1毫升含1毫克銅)10毫升,置於1000毫升容量瓶中,以0.1N硫酸稀釋至刻度,搖勻。

標準系列的配製

吸取含0、10、20、30、……200微克銅的標準溶液,分別置於100毫升比色管中,加水稀釋至50毫升,加氯化銨3克、氨水10毫升、1%動物膠溶液1毫升,搖勻,然後加入0.1%銅試劑10毫升,用水稀釋至刻度,搖勻,用藍色濾光片或目視系列進行比色。

分析手續

稱取0.1克試樣,置於100毫升燒杯中,用少許水潤溼,加鹽酸10毫升,加熱溶解數分鐘後,加硝酸3毫升,再加熱煮沸,蒸發溶液至體積為1~2毫升,加氯化銨3克,攪拌成砂粒狀、加氨水10毫升攪拌後以水沖洗杯壁。用定性濾紙過濾,濾液以100毫升容量瓶承接,用5%氯化銨—氫氧化銨溶液洗燒杯及沉澱各4次,沉澱棄去。濾液加入1%動物膠溶液1毫升,搖勻後,加入0.1%銅試劑顯色液10毫升,用水稀釋至刻度,搖勻。用藍色濾光片或目視系列進行比色。如銅含量較高時,將小體積分離後的溶液稀釋至100毫升後,分取部分溶液顯色,比色。

二、銅試劑萃取比色法

銅試劑與許多金屬離子在一定條件下形成具有不同顏色的沉澱,這些沉澱可溶於四氯化碳、三氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯等有機溶劑中。各金屬離子與銅試劑形成化合物的穩定性不同,因此在特定條件下,溶於有機溶劑中的銅試劑化合物中的金屬離子可與水溶液中的金屬離子發生交換反應。在pH8.5~11時,下面次序中位於前面的每個金屬離子可從有機溶液中的銅試劑化合物中取代其後一金屬。

汞>銀、鈀>銅>鉈>鈷>鉍>鉛>鐵>鈷、鎘、鉈、鎳>鋅>銦、銻>碲、錳。

例外的僅是鎳和鈷,他們不能被汞、銀及銅完全析出,但鎳及鈷也不能由銅試劑—鉛化合物中完全析出鉛。

汞、銀、鉛及鎘等與銅試劑形成的化合物在四氯化碳或三氯甲烷中無色;而銅、鎳、鈷及銻等為黃色;鐵(Ⅲ)為棕褐色。因此,將含銅之水溶液在一定的酸度下與銅試劑—鉛鹽三氯甲烷溶液搖動時,鉛轉入水溶液,而銅進入三氯甲烷層,並與試劑形成黃色化合物。本法即以此為基礎測定少量銅。

交換反應最適宜的酸度,有的文獻認為以pH3~5為好,此時交換反應快。亦有認為pH8~8.8最好。經試驗證明,在無掩蔽劑存在時這兩個pH範圍交換反應均很快。但在pH3~5條件下進行交換反應時,EDTA及較多量檸檬酸銨不能存在,否則結果偏低。在pH8~8.8時,僅EDTA不能存在,檸檬酸銨用量無影響。因此,推薦用pH8~8.8的方法。實際上本方法中pH可在8.5~11之間變動。但對於高含量銅的交換反應pH不應低於9.5,否則結果偏低。

在所擬訂的測定條件下,溶液中可允許鐵5毫克;鎳0.1毫克;鈷0.2毫克;鉍10微克。錳有干擾,可加入鹽酸羥胺消除其影響。鉬在用三氯甲烷萃取時呈不穩定的紅色,但在四氯化碳中則不呈色。

本法適用於含0.001~0.1%銅的測定,在化探分析中尤其適用。

試劑

甲酚紅指示劑 0.05% 稱取0.05克甲酚紅,置於小燒杯中,加入兩粒氫氧化鈉及少量水使其溶解,加水至100毫升,攪勻。

銅試劑—鉛鹽三氯甲烷溶液 稱取0.4克乙酸鉛溶解在10毫升水中,加入約1克酒石酸鉀鈉、1~2克氫氧化鈉至溶液呈鹼性,加0.4克預先溶於少量水的銅試劑混勻。放置約5分鐘,待沉澱析出後將沉澱及溶液一起轉入1000毫升容量瓶中,用純三氯甲烷稀釋至刻度。將此製備溶液轉入約3000毫升的棕色磨口瓶中,再加入1000毫升純三氯甲烷(總計2000毫升),搖勻,備用。

銅標準溶液 1毫升含2微克銅。

標準系列的配製

吸取含0、0.5、1、2、……10微克銅的標準溶液,分別置於25毫升帶塞比色管中,加20%檸檬酸銨溶液1毫升,加水至約5毫升,加0.05%甲酚紅指示劑溶液2滴,用稀氨水和稀鹽酸調節至溶液由黃變為紫紅色(水溶液中鐵含量高時,溶液為橙黃色,不易判斷pH的變化,此時就用pH試紙檢驗),加銅試劑—鉛鹽三氯甲烷溶液2毫升,劇烈搖動2分鐘,分層後作系列比色用(若標準系列含銅0~60微克,則可加5毫升銅試劑—鉛鹽三氯甲烷溶液萃取)。

分析手續

稱取0.1克試樣,置於100毫升燒杯中,按上法用鹽酸,硝酸分解試樣,蒸發至近幹後,加硝酸2毫升及少量水,加熱煮沸,取下冷卻,移入25毫升帶塞比色管中,用水稀釋至刻度,搖勻。澄清後,吸取上層清液2~5毫升,按標準系列配製手續,顯色、比色。

三、EDTA掩蔽—銅試劑萃取比色法

用EDTA消除鐵、鈷、鎳、錳、鋅等元素的干擾,然後用乙酸乙酯萃取銅試劑—銅絡合物進行比色。

銅與EDTA也可以形成可溶性絡合物而妨礙顯色,但此絡合物穩定性較小,如加入過量顯色劑,放置約15分鐘延長顯色時間,這樣就可以防止EDTA的影響。

標準曲線的繪製

吸取含0、5、10、20、……350微克銅的標準溶液,分別置於125毫升分液漏斗中,用水稀釋至約25~50毫升後,加酚酞指示劑1滴,滴加稀氨水至微粉紅色。加0.1%銅試劑溶液10毫升,放置1刻鐘,然後加10毫升乙酸乙酯,振搖1分鐘,靜置。將溶有棕黃色銅鹽的有機層保留在分液漏斗中,水層置於另一分液漏斗中。在此水溶液中再加5毫升銅試劑溶液及5毫升乙酸乙酯,作第二次萃取,振搖1分鐘。此時乙酸乙酯有機層應為無色,棄去水層後,用濾紙將漏斗頸吸乾。將二次有機層合併於25毫升帶塞比色管中,並用少量有機溶液洗分液漏斗,最後用乙酸乙酯稀釋至15毫升,搖勻後。用1釐米比色杯,含銅量在0~200微克時,採用藍色濾光片;如含銅量超過350微克時,則採用綠色濾光片進行比色。

分析手續

稱取0.5克試樣,置於100毫升燒杯中,用水潤溼後,按碘量法手續分解試樣後,移入100毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。

吸取25~50毫升試樣溶液(含銅量在0~350微克之間),置於125毫升分液漏斗中,加5%EDTA溶液10~15毫升,放置5分鐘左右,使干擾元素生成穩定的絡合物,此時如有白色結晶顆粒析出,系絡合劑本身,加入氨水即可溶解,對分析結果沒有影響。在溶液中加入酚酞指示劑1滴,滴加稀氨水至呈現粉紅色後,加10毫升0.1%銅試劑溶液,放置15分鐘,然後用乙酸乙酯萃取並進行比色。其手續與標準曲線相同


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