合金钢中微量Cr的萃取光度法测定.pdf

第5 3 卷第3 期 2 0 01 年8 月 有色金属 N O N F E R R O U SM E T A L S V 0 15 3 ．N o3 A u g u s t 200 1 合金钢中微量C r 的萃取光度法测定 於方1 ，一，肖宝清2 ，张强2 1 ．太原重型机械学院机电工程分院，太原0 3 0 0 2 4 ； 2 ．北京科技大学土木与环境工程学院，北京 1 0 0 0 8 3 接要在H C I 溶液中，研究甲苯革取苯并氯代羰花青 s o c 染料与C r Ⅵ 配合物的显色反应．建立涮定台金钢样中微量 C r Ⅵ 的新方莹。结果表明在3 - - 4 m o l ／L 的H C I 介质中．甲苯对配台物的萃取率最高；最大吸收峰的波长为5 4 0 r m a ；摩尔吸光系 数为13 1 0 5 L - m o t1 - c tr t ～；检出限为1x 1 08 z ／m L ；有色溶液的哑光度与c r Ⅵ 量在00 1 ～2l m g ／L 范围内符台比耳定律； 加标回收阜为9 74 ％～1 0 43 ％ n 6 。用于台盒钢中赣量铬的测定．取得满意的结果。 关键谣铬；苯并氧代羰花青染料；葶取光度法；舍金钢 中图分类号0 6 5 73 ；0 6 5 26 2 ；0 6 1 46 1 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 1 0 3 0 0 8 8 0 3 光度法是测定铬的常用分析方法之一，目前主 要有偶氮胂 m 光度法⋯、二苯碳酰二肼 D P C 比 色法【2J 、流动注射分析法【3 。J 、人工神经网络分光 光度法引、催化光度法[ 6 1 和萃取光度法[ 7 “] 等方 法。研究发现，在盐酸溶液中，苯并氧代羰花青染料 与c r Ⅵ 有灵敏的显色反应，甲苯对配合物有良好 的萃取性能。基于此，建立测定铬的萃取分光光度 法。本法选择性好、灵敏度高、快速准确，用于合金 钢样中微量铬的测定可获得满意的结果。 1实验部分 1 ．1 主要试剂和仪器 0 ．1 0 0 0 m o l ／LC r 2 0 7 2 一标准溶液准确称取 1 4 ．7 0 8 6 9K 2 C r 2 0 ， 1 4 0 。C 烘干2 h 溶于2 5 0 m L 水 中，然后稀释至5 0 0 m L 备用，用时稀释成1 ．0 1 0～1 ．0 1 0 - 4 m o l ／L 的工作溶液；1 ．0 1 0 3 m o t ／L 的B O C 溶液 含C I 一1 ．0 1 0 。3 m o l ／L ； H 2 S 0 4 ，H C I ，H N 0 3 ，H 3 P 0 4 ，H A c 溶液 t m o l ／L 。所 用试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。 7 2 2 型分光光度计 上海第三分析仪器厂 ； p H S 一3 C 型酸度计 上海第二分析仪器厂 ；C s 一 5 0 1 S P 型数显超级恒温器 重庆四达实验仪器厂 。 1 ．2 实验过程 室温 2 2 ℃ 下，在一个已校准体积的5 m L 试管 中依次加入0 ．1 ～0 ．2 m Ll X1 0 ‘4 m o l ／L 的 收稿日期2 0 0 1 0 61 5 作者荷介於方 1 9 7 2 一 ．女，山西太原人．讲师，博士生 K 2 C r z 0 7 溶液；1 ．0 1 0 ‘3 m o l ／LB O C 溶液0 ．5 ～ 1 ，O m L 。用H 2 S 0 4 、H C I 、H N 0 3 、H 3 P 0 4 和H A c 溶液 调节酸度，离子配合物用有机溶剂萃取l m i n ，萃取 后分离去水相。在分光光度计上测定有机相的吸光 度。 1 ．3C r Ⅵ】分析方法 在一系列试管中分别加入1 ．0 1 0 - 4 m o ] ／L 的 K 2 C r 2 0 7 溶液0 ．0 ，0 ．2 ，0 ．4 ，0 ．6 ，0 ．8 ，⋯ m L ，然后 依次加入2 m o l ／LN a C l 溶液1 ．0 m L ，1 ．0 1 0 。3 m o l ／LH C I 溶液2 ．0 m L ，1 ．0 1 0 。3 t o o l ／L 的B O C 溶液0 ．6 m L ，用水稀释至5 m L ，摇匀。在2 5 m L 梨 形分液漏斗中，加入5 m L 甲苯，再加入上述混合物， 振荡l m i n ，静置，分离去水相，将有机相在离心机上 离心分离。取上层有机相，以试剂作参比，在分光光度 计上于5 4 0 n m 处，用3 r a m 比色皿，测定有机相的吸光 度。 5 0 05 2 05 4 05 6 05 8 0 “M m m 图1 吸收光谱 F i g1A b s o r p t i o ns p e c t r u m 2 结果和讨论 2 ．1 吸收光谱 在5 0 0 ～6 0 0 n m 波长处测定有机相的吸光度如 万方数据 第3 期於方等合金钢中微量c r 的革取光度法铡定 8 9 图1 所示，结果表明有机相的吸光度A 在5 4 0 n m 处 有最大值，选择5 4 0 n m 作为测定波长。 2 ．2 反应介质和酸度的影响 分别选用H C l 、H 2 S 0 4 、H N 0 3 、H A c 和H 3 P q 作 为介质进行试验。结果表明当C l 一离子存在时，在 p H 3 ～4 的H C l 溶液中，有色配合物的萃取率最大； 而在H 2 S 0 4 、H N 0 3 、H 3 P 0 4 和M A c 介质中，有色配 合物的萃取率都很低。故选p H 3 ～4 的H C l 溶液作 为分析介质。 2 ．3B O C 用量的影响 测定的不同B O C 浓度下配合物的吸光度如图 2 所示。图2 表明B O C 浓度在0 ．8 1 0 一～1 ，2 1 0 “m o l ／L 范围内，A 最大，选取B O C 浓度为0 ．8 】0 ～～1 ．2 x 1 0 - ’m o l ／L 。 0 8 0 6 E0 4 0 2 02 3 c f B O C ／ I o - “ m o i l “ 图2B O C 浓度对吸光度影响 F i g2 E f f e c to fB O Cc o n c e n t m t i o no na b s o r h a n c e 2 ．4N a C 浓度的影响 测定N a C I 溶液浓度对络合物的吸光度的影 响，结果如图3 所示。图3 表明在水相中N a C I 溶液 浓度为0 ．2 ～0 ．6 m o l ／L 范围内，A 最大。选取N a C I 溶液浓度为0 ．2 ～0 ．6 m o l ／L 。 0 ．8 0 ．6 t0 , 4 0 i l ．5 m i n 时，A 值最大且保持稳定。温度低于1 0 ℃显 色反应发生较慢；温度高于5 0 E ，A 值有所下降，且 不便于萃取操作。选在室温下 2 0 ～2 2 ℃ 反应 1 m i n ，萃取l m i n 。有机相于室温下保持2 ．卟以上 吸光度基本不变。 2 ．7 工作曲线及检出限 取不同浓度的c r Ⅵ 标准溶液按实验方法测 定A 并计算各参数。摩尔吸光系数为1 ．3 1 0 5 I 。m o l 。- C I I I - 。，有色萃取物的吸光度与c r Ⅵ 量 在0 ．叭～2 ．1 m g ／L 范围内符合比尔定律，按儿次 空白试验标准偏差的3 倍求得方法的检出限为 10 1 0 ～g ／m L 。 2 ．8 共存离子的影响 在相对误差i5 ％范围内，对常见的元素进行干 扰实验。K ，N a ，S 0 4 ”，P 0 4 ”，N 0 3 一，c l ， E D T A 对测定不干扰；C a 2 ，M 9 2 ，s r 2 ，B a ”， N H 等1 2 0 0 倍不干扰c r Ⅵ 测定；A 1 3 ，N i ”， z n ”，M n 2 ，P b ”，M o V 1 ，v o f ，C d ”， C H ，C O O ，H P 0 4 2 6 0 0 倍不干扰c r Ⅵ 测定； F e 3 3 0 0 倍不干扰c r W 1 测定；F e ”，M n 2 离子干 扰测定，需要在溶样时分离，再加入适量的E D T A 消除于扰。 3 样品分析 准确称取l g 合金钢样于5 0 m L 烧杯中，加入 1 0 m L 硫磷混酸在电热板上微热使钢样溶解。加几 滴浓H N O 、后再加入6 r n o l ／L 的N a O H 溶液1 0 m L ， 摇匀后加入2 ．5 9 过硫酸酸铵，加热，待溶液出现紫 红色后继续煮沸1 0 r a i n 。再滴加6 m o l ／L 的H a 溶 液直至紫红色褪去，使M n 0 4 - 还原为M n ”。而后 加入6 m o l ／L 的N a O H 溶液3 0 m L ，用快速滤纸过 滤，将滤液收集于2 5 0 m L 容量瓶中，加入5 9 E D T A ，用去离子水稀释至刻度，摇匀，作为待测液。 以下按实验方法测定合金钢样中铬的含量，结果见表 1 。按上述分析方法做6 次标准加入回收实验，回收 率为9 7 ．4 ％～1 0 4 ．3 ％ n 6 。 表1合金钢样中铬的分析结果／％ T a b l e1A n a ly c i c a [ r e s u l t so fC ri na l l o ys t e e l ／％ 万方数据 1 ] [ 2 j 【3 ] [ 4 ] 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 【8 ] 有色金属第5 3 卷 参考又献 夏畅斌测定电镀废水中痕量c r V 『 的高灵敏光度法[ J ] ．分析测试学报，2 0 0 0 ，1 9 1 5 6 G B ／T 7 4 7 6 1 9 8 7 ，水质六价铬的测定．二苯碳酰二肼分光光度法I S 3 吴宏，王镇浦，陈国松水中痕量c r Ⅵ 的流动注射一分光光度测定[ J ] ．徐州师范大学学报，1 9 9 9 ，1 7 2 3 6 陈树榆，伍荣护，林淑钦流动注射在线萃取火焰原于吸收法测定人发中的微量铬和镍【J ] ．光谱学与光谱分析，1 9 9 9 ， 1 9 1 7 8 高礼让，吴秀红．高志明，等人工神经网络分光光度法同时测定铝和铬[ J ] ．光谱学与光谱分析，1 9 9 9 ，1 9 2 2 4 4 P e r e zB e n i t oJF ，S a i zN ，A m a tEC ．t a l y s i sb yz i n ci o ni nt h er e a c t i o n so fc a r c i n o g e n i cc h r o m i u m Ⅵ w i t ht h i o k s [ J ] J o u r n a l o fM o l e c u l a rC a r a t y i sA C h e m i e a l ，1 9 9 8 ．1 3 5 1 S u w a r uH o s h i ，K i y o r a k aK o R u m a ，K a z u h a mS u g a w a r a ．T h es i m p l ea n dr a p i ds p e c t r o p h o r o m e t r i cd e t e r m i n a t i o no ft r a c ec h r o m i m Ⅵ a f r 。p r e c o n c e n t r a t i o na sk sc o l o r e dc o m v l a xo nc h i t i n [ J ] ．T a l a n t a ，1 9 9 8 ，4 7 6 5 9 B u r n sDT ．D a n g o l l eCDF ．s p e c t r o p h o t o m e t t i cd e r e r m i u a f i o no fc h r o m i u m Ⅵ b ye x t r a c t i o no ft h ed i c h r o m a t ea n i o ni n t o p r o p y | e n ee a r b o n a t eJ ] A n a l y t l e aC h i m i c aA c t a ，1 9 9 7 ，3 5 6 1 4 5 D E T E R M I N A T I O N0 FT R A C EC rI NA L L o YS T E E LB YE X T R A C T I O NS P E C T R o P H O T o M E T R Y Y U F a n 9 1 ”，X I A O B a o v i n 9 2 ，Z H A N Go a n 9 2 L 1E } “I ㈣b ∞2 口i E n g i n e e r i n g S c h o o l ，T Ⅱ。ⅢnJ - l e a z d y M a c h i n e r y l n a t i t u t e ．T a i y u a n0 3 0 0 2 4 。C h i n a ； 2C i z i la n d E n 。, z r o n m 朗t a l E m g i n e e r i n gS c h f m l ，U n i v e r s i t y 。，S c 2 e n 删“n d l “ n o l o g y B e i j i n g ，B e l j i n g1 0 0 0 8 3 ．C h i n a A B S T R A C T I nH C Is o l u t i o n ，t h ec o m p l e x a t i o na n de x t r a c t i o no fC r V 1 w i t hb e n z o x o c a r b o c y a n i n e D I C d y ei nt o l u e n e a r e ．s t u d i e d ，a n daD e ws p e c t r o p h o t o m e t r i cm e t h o df o rd e t e r m i n i n gt r a c ec h r o m i u m V 1 i na l l o ys t e e lj sd e v e l o p e d ．T h eh i g h e s te x t r a c t i o nr a t eo fC r Ⅵ c o m p l e xb yu s i n gt o l u e n ef r o mt h eh y d r o c h l o r i ca c i dm e d i u mi nt h e r a n g eo f34 m d ／LH C Ii sa c h i e v e d ．T h em a x i m u ma b s o r p t i o no ft h es y s l e mi sa t5 4 0 n mw a v el e n g t h ，a n dt h e m o l a ra b s o r p t i v i t y i s l ．3 1 0 5 L m o l1 c m ～．w i t hn or d a t i o n t oe x t r a e t a n ta n dd y e ．T h ed e t e c t i o n l i m i to f t h e m e t h o d i s1 ．0 x 1 08 9 ／m Lf o rC r V I _ ．T h ea d s o r p t i o nc o i n c i d e sB e e r ’Sl a ww i t h i nt h er a n g eo f0 ．0 1 ～2 ．1 m g ／LC r Ⅵ ．T h er e c o v e r yo fa d d i n gs t a n d a r ds o l u t i o ni s9 7 ．4 ％～1 0 4 ．3 ％ 1 1 6 ．T h ep r e s e n t e dm e t h o di s s u c c e s s f u l l ya p p l i e dt Ot h ed e t e r m i n a t i o no fc h r o m i u mi na l l o ys t e e l Js a m p l e s ． K E YW O R D S C r Ⅵ ；b e n z o x o c a r b o c y a n i n ed y e ；e x t r a c t i o ns p e c t r o p h o t o m e t r y ；a l l o ys t e e l 纳米材料的奇异表面效应 球形颗粒的比表面积与直径的平方成反比，随着颗粒直径变小，比表面积显著增大，表面原子所占的比 例也会随之增加。假如原子间距为03 n m ，表面原子仅占一层，粗略地估算表面原子所占的比例见下表。 超微颗粒表面原子百分数与颗粒直径的关系 直径／n m 质子总数 表面质子百分数 15 3 04X1 0 3 1 0 04 0 l O 3 1 0 4 2 0 1 0 0 3 1 0 6 2 可见对直径大于1 0 0 n m 的颗粒表面效应可忽视不计，而当尺寸小于1 0 0 n m 时，其表面原子百分数激剧 增长，超微颗粒表面积甚至可高达1 0 0 m 2 1 ／g ，这时的表面效应将不容忽视。用高倍率电子显微镜对金超微颗 粒 直径为2 n m 进行观察，发现这些颗粒的形态在不断变化 如立方八面体，十面体，二十面体多李晶等 ，既 不同于固体，又不同于液体，是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射卜‘，表面原子仿佛呈“沸腾”状态，尺 寸大于l O n m 的颗粒具有稳定的结构状态。 超微颗粒的表面活性，使其有望成为新一代的高教催化剂和贮气材料以及低熔点材料。 宁远 万方数据