湿法消解和微波消解微量滴定法测定铜试样中铜的含量_叶青.pdf

第 26 卷第 6 期 2007 年 12 月 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 26，No． 6 December， 2007 文章编号 02545357 2007 06049302 湿法消解和微波消解微量滴定法测定铜试样中铜的含量 叶青，刘林海，肖莉红 上饶师范学院化学系，江西 上饶334001 摘要 采用微量滴定法测定铜盐中铜的含量， 结果表明， 方法分析速度快， 试剂用量少， 与常量滴定法无显著性 差异。采用湿法消解、 微波消解微量滴定法同时测定铜合金和铜精矿中铜的含量， 结果表明， 对铜合金的测定， 湿法 消解和微波消解两者无显著性差异; 而对于铜精矿的测定， 样品的溶解效果微波消解方法明显优于湿法消解。 关键词 微波消解; 湿法消解; 微量滴定法; 铜 中图分类号 O652． 4; O655． 23文献标识码 B 收稿日期 2007- 04- 09; 修订日期 2007- 06- 05 基金项目 江西省高等学校重点实验室科技计划项目 赣教技字［ 2005］ 301 号 作者简介 叶青 1963 ， 女， 江西上饶市人， 教授， 主要从事分析化学的教学与研究工作。E- mail sryq6333163． com。 Determination of Copper in Copper- containing Samples by Micro- titrimetry with Wet Digestion and Microwave Digestion YE Qing，LIU Lin- hai，XIAO Li- hong Department of Chemistry，Shangrao Normal College，Shangrao334001，China Abstract A for the determination of copper in copper salt samples by micro- titrimetry is described． The analytical results from this are in agreement with those obtained by normal titratry with the advantages of more efficiency and reagent- saving． The has been applied to the determination of copper in copper concentrates and copper alloys combined with wet digestion and microwave digestion s． The results show that for the copper concentrates，the microwave sample digestion is superior to the wet sample digestion in sample decomposition effect． Key words microwave digestion; wet digestion; micro- titrimetry; copper 滴定分析法在大学化学的定量分析实验中占有较大的 比例， 铜盐、 铜合金和铜精矿的测定常采用碘量法 ［1 －2 ］。近 年来人们开始探索微量滴定分析 ［3 －7 ］， 微量滴定与常规滴 定相比有节省试剂、 减少环境污染等特点， 特别是目前我国 高等院校招生人数大幅度增加的情况下， 在节约教育经费 方面具有重要意义。本文用微量滴定法测定铜盐中铜的含 量， 并与常量法比较验证方法的准确性。采用湿法消解微 量滴定及微波消解微量滴定同时测定铜合金及铜精矿中铜 的含量， 比较两种溶样方法的可行性。 1实验部分 1． 1仪器与主要试剂 TG 328A 电光分析天平 上海第二天平仪器厂 ; MDS －2000A 型压力自控密闭微波消解仪 上海新仪微波化学 科技有限公司 ; 微量滴定管 2． 000 mL 。 0． 1 mol/L Na2S2O3标准溶液; 5 g/L 淀 粉 水 溶 液; 1 mol/L H2SO4; 100 g/L KI 溶 液; 100 g/L KSCN 溶 液; 6 mol/L HCl; φ 30 体积分数， 下同 的 H2O2; 8 mol/L HNO3;7． 5 mol/L NH3H2O; 200 g/L NH4HF2溶液; 8． 5 mol/L HAc 溶液; 所用试剂均为分析纯， 水为二次蒸馏水。 1． 2实验方法 1． 2． 1微量滴定法测定铜盐 准确称取约 5 g 铜盐置于 50 mL 小烧杯中， 加 10 mL H2SO4， 加适量水溶解， 转入 250 mL 容量瓶中定容， 摇匀。 移取 2． 00 mL 铜盐溶液于 100 mL 锥形瓶中， 加水 5 mL、 KI 溶液 1 mL， 用 Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色， 然 后加 10 滴淀粉指示剂继续滴定至溶液呈浅蓝色， 再加入 1 mL KSCN 溶液， 用 Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好消失即 为终点， 平行 4 份。 1． 2． 2微量滴定法测定铜合金 1 湿法消解 准确称取 0． 15 ～ 0． 20 g 铜合金于 100 mL 烧杯中， 加入 10 mL HCl， 在电热套中加热煮沸后， 慢慢 滴加 3 mL H2O2， 使铜合金完全溶解， 加热使 H2O2分解赶 尽， 再煮沸 1 ～2 min。冷却， 加少量蒸馏水， 转入 100 mL 容 量瓶中定容， 摇匀。 2 微波消解 准确称取 0． 15 ～ 0． 20 g 的铜合金于溶 样杯中， 加入 10 mL HNO3， 设置微波消解程序， 采用第一步 消解压力 0． 3 MPa， 消解时间 4 min; 第二步消解压力 0． 5 MPa， 消解时间 4 min。试样消解后转入 100 mL 烧杯中， 加 0． 8 g 尿素破坏 NO － 2， 加热蒸发近干， 冷却， 加适量蒸馏水溶 解， 转入 100 mL 容量瓶中定容， 摇匀。 394 ChaoXing 3 微量滴定法测定 移取湿法消解 或微波消解 铜合 金溶液5 mL， 置于100 mL 锥形瓶中， 滴加 NH3H2O 至刚刚 有稳定的沉淀产生， 然后加入2 mL HAc、 1 mL NH4HF2、 2 mL KI，用 Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色， 然后加 10 滴淀粉指 示剂继续滴定至溶液呈浅蓝色， 再加入 1 mL KSCN 溶液， 用 Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好消失即为终点， 平行5 份。 1． 2． 3微量滴定法测定铜精矿 1 湿法消解 准确称取 0． 1 g 铜精矿于 100 mL 锥形 瓶中， 加少许水润湿， 加 0． 5 g NH4HF2， 加入 4 mL 浓 HCl， 低温加热数分钟后， 稍冷， 加 4 mL 浓 HNO3、 10 滴 Br2， 低温 加热溶解， 再移至高温驱赶氮的氧化物和过量的 Br2后， 冷 却， 平行 5 份。 2 微波消解 准确称取0．1 g 铜精矿于溶样杯中， 加入 10 mL 浓 HNO3、 2 mL HF、 2 mL H2O2， 在电热板上加热几分 钟。冷却后设置微波消解程序， 采用第一步消解压力 0．3 MPa， 消解时间4 min; 第二步消解压力 0． 7 MPa， 消解时 间4 min; 第三步消解压力 1． 1 MPa， 消解时间 4 min; 第四步 消解压力 1． 5 MPa， 消解时间 4 min。试样消解后转入 100 mL 锥形瓶中， 加10 滴 Br2， 加热蒸发近干， 冷却， 平行5 份。 3 微量滴定法测定 在经湿法消解 或微波消解 后 的铜精矿中加蒸馏水稀释至约 30 mL， 加尿素 0． 8 g 加热煮 沸， 冷却后， 加 10 mL NH3H2O、 1 g NH4HF2、 1 g KI， 用 Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色， 然后加 10 滴淀粉指示剂 继续滴定至溶液呈浅蓝色， 再加入 0． 2 g KSCN， 用 Na2S2O3 标准溶液滴定至蓝色刚好消失即为终点。 1． 3统计学检验 采用统计软件 SPSS 11． 5 对铜盐、 铜合金、 铜精矿中铜 含量的测定结果进行 t 检验。 2结果与讨论 2． 1条件试验 2． 1． 1试剂用量 微量滴定法测定铜盐和铜合金， 试剂用量按文献［ 1］ 方 法试验各试剂最佳用量， 大部分试剂用量为常量法的1/10。 微量滴定法测定铜精矿试剂用量， 按文献［ 2］ 方法试验各试 剂的最佳用量， 大部分试剂用量为常量法的 1/3， 表明微量 滴定法试剂用量少。 2． 1． 2样品消解 铜合金和铜精矿的湿法消解分别按文献［ 1 －2］ 方法进 行， 其中铜合金能完全消解; 而铜精矿有少量未溶解。微波 溶样主要由加热压力、 加热时间及溶解试剂三因素决定 ［8 ］。 本文对此进行了一系列条件试验， 结果表明， 采用 HNO310 mL 微波消解程序按压力0． 3 MPa 消解 4 min， 再以 0． 5 MPa 消解4 min 能完全溶解铜合金试样; 采用 10 mL 浓 HNO3、 2 mL HF、 2 mL H2O2混合溶剂组合， 微波消解程序按压力 0．3 MPa消解4 min， 再以0．7 MPa 消解4 min， 1．1 MPa 消解4 min， 最后以1．5 MPa消解4 min 能较好地消解铜精矿试样。 2． 2方法的准确度和精密度 2． 2． 1铜盐的测定 按 1． 2． 1 节微量滴定法及文献［ 1］常量法同时测定铜 盐中 Cu 的含量， 表 1 结果表明， 两种方法的标准偏差均较 小， 其结果吻合较好。经 t 检验， 两种方法测定结果无显著 性差异 P ＞0． 05 ， 说明微量滴定法准确可靠， 完全可以达 到常量分析的要求， 精密度优于常量滴定法。 表 1铜盐中铜的测定① Table 1Determination results of Cu in copper salts 样品 珔w Cu / 微量法常量法 s 微量法常量法 tP 铜盐 125． 73 25． 670． 0190． 0283． 0390． 056 铜盐 224． 86 24． 940． 0330． 0342． 9510． 060 ① 珔w 为 4 次测定的平均值; s 为标准偏差; P 为统计量 t 对应的临界置信 水平， 若临界置信水平大于设置置信水平 0． 05， 则两种方法测定结果 无显著性差异。 2． 2． 2铜合金和铜精矿的测定 按 1． 2． 2 节实验方法分别测定铜合金和铜精矿中 Cu 的含量， 经 t 检验， 表 2 结果表明， 对铜合金的测定， 采用湿 法消解和微波消解两种试样消解的方法微量滴定的测定结 果无显著性差异 P ＞0． 05 ; 对铜精矿的测定， 两种方法测 定结果有显著性差异 P ＜ 0． 05 ， 即微波消解方法测定的 含量高于湿法消解方法， 精密度也优于湿法消解方法。这 说明对难消解的试样， 湿法消解试样溶解不够彻底; 而微波 溶样的情况更佳。 表 2铜合金和铜精矿中铜的测定① Table 2Determination results of Cu in copper alloy and copper concentrate samples 样品 珔w Cu / 湿法消解 微波消解 s 湿法消解 微波消解 tP 铜合金 166． 5966． 65 0． 0910． 0871． 0040． 372 铜合金 259． 7759． 72 0． 0870． 0540． 8470． 445 铜精矿 114． 8815． 90 0． 2400． 0956． 7910． 002 铜精矿 213． 2414． 19 0． 2200． 0817． 5130． 002 ① 珔w 为 5 次测定的平均值。 3结语 试验微量滴定法测定铜盐中铜的含量， 其标准偏差为 0． 033， 和常量法比较两者的结果一致， 说明微量滴定法 准确可靠。采用微波消解微量滴定法测定铜合金及铜精矿 中铜的含量， 其标准偏差小于 0． 1， 方法消耗样品与试剂 少， 分析速度快， 降低了成本， 减少了环境污染， 可用于大专 院校学生实验中。 4参考文献 ［ 1］武汉大学． 分析化学实验［M］ ． 3 版． 北京 高等教育出版社， 1994 161 －167． ［ 2］华中师范大学． 分析化学实验［M］．2 版． 北京 高等教育出版 社， 1987 165 －168． ［ 3］陆俭洁． 重铬酸钾法测定铁矿石中铁含量实验的改进［J］ ． 中南民族学院学报 自然科学版， 2000， 19 3 81 －83． ［ 4］张玉清， 蔡凌霜， 曹建军， 等． 微量滴定法测定铁矿石中的全铁含 量 ［ J］ ．内蒙古民族大学学报 自然科学版， 2004， 19 1 38 －40． ［ 5］陈浩， 郭付俊， 孙海峰， 等． 微量滴定法测定魔芋精粉中 SO2的 研究［ J］ ． 食品科学， 2005， 26 1 198 －200． ［ 6］蔡凌霜， 徐昊， 张玉清． 微量滴定法测定抗坏血酸 Vc 的含量 ［ J］ ．内蒙古民族大学学报 自然科学版， 2004， 19 5 521 －523． ［ 7］王元秀， 庄海燕． 微量滴定法测定猕猴桃中维生素 C 的含量 ［J］． 济南大学学报 自然科学版， 2001， 15 4 374 －375． ［ 8］陈新焕， 王正良， 熊芳， 等． 微波消解 － 火焰原子吸收光谱法 测定饲料中铜铁锰锌［J］ ． 理化检验 化学分册， 2006， 42 12 1050 －1051． 494 第 6 期 岩矿测试 http ∥ykcs． i3t． com． cn/ 第 26 卷 ChaoXing