高含量砷的容量法测定

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  目前低含量砷(As<0.1%)的测定,有铂兰比色、二乙基二硫代氨基甲酸银(DDTC -Ag)比色法等。这些方法较为成熟,已普遍应用。高含量砷的测定,应用发射光谱、原子吸收法等仪器分析,但仪器昂贵,有分析误差较大的缺点。化学分析法,如用次磷酸盐还原——碘量法测定砷,操作繁琐,误差亦大。又如用H?SO?、HNO?和H?O?等处理样品,蒸干至H?SO?冒烟,除去氧化剂后,加KI还原As5+为As3+,析出的I2,用标准Na ?S?O3滴定,此法终点极不稳定,测定误差大。我们把在酸性介质中测定As5+的方法,改为在NaHCO3存在下的微碱性介质中测定As3+。这一改动极大地提高了方法的准确度和稳定性。
  我们曾用SO?、SnCI?等还原剂将As5+还原为As3+进行试验,都未能如愿,后改为用KI作还原剂,并将产生的I?加热蒸发除去后,用碘标准溶液滴定的方法获得成功。
  1试剂和样品
  1. 1试剂
  0. 05000mol/L的As?O3的标准溶液:精密称取As?O3纯物质2. 4730g(预先105℃干燥2h)放入1000mI容量瓶中,加入25ml20% NaOH溶液,摇动使其溶解,放置10min,加水500ml和酚酞指示剂2滴,加入5ml H?SO?(1+1)使溶液显无色,且过量2滴,使成微酸性。冷却至室温,用水定容,摇匀。此溶液的浓度为0. 05000mol/L。
  0. 05mol/L碘标准溶液:在100ml水中溶入20gKI和7. 5g碘,溶解后,用垂熔玻璃滤器滤入1000mI容量瓶中,用水定容,摇匀。将此溶液贮存在棕色瓶中。碘标准溶液的实际浓度由0. 05000mol/L的As?O3标准溶液标定,保留4位有效数字。
  0.05mol/L Na ?S?O3溶液:取Na ?S?O3·5H?0约13g与无水Na?C03 0. 2g,加水定容1000ml溶液。
  H?SO?、HNO3,50 %KI(W/V). 0. 5%淀粉溶液.1. 0%酚酞乙醇溶液。
  1.2 样品
  3-硝基-4-羟基苯胂酸(洛克沙生);对-氨基苯肿酸(阿散酸);对-硝基苯胂酸(4-硝)。
  2测定方法
  取25.0ml0.05000mol/L As?O3标准溶液,放入300ml锥形烧瓶中,加5ml浓H?SO?和25ml浓HNO3,加几粒玻璃珠,在带调压器的电炉上低温加热50-60min(至H?SO?冒烟5-10min),取下待冷,加25ml浓HNO3,再加热50-60min冷却,加水至100ml,再加热约30min。
  取下加水至100ml,加入4ml 50%(W/V)KI溶液,放在调高电压的电炉上加热,快速蒸发以逐出生成的I?,蒸发过程补充水以保持溶液最小体积60-70ml,溶液蒸至无色后,加水至100ml,用流水冷却。
  加2滴酚酞指示液,用30 % NaOH溶液中和,初显红色即加1-2滴H?SO?(1+1),使红色消失。加4gNaHCO3,用水冲洗瓶颈,并使溶液总体积为200ml,冷却,用0.05000mol/L碘标准溶液滴定,淀粉液指示终点,计算以求得As?O3的回收率。
  3条件选择
  按上述测定方法,加As?O3标准溶液(0. 05000mol/L)做5次试验,分别测得回收率为98.7%、99.2%、98.9%、98.8%、98.9%。其平均回收率为98. 9%,结果偏低,但滴定终点十分稳定。
  我们分析其主要原因是(As O?3-+2I-+2H+ ? AsO33- + I?+H?O)这一反应为可逆反应。反应向右进行的程度与溶液酸度密切相关。酸度不足时反应不完全,使结果偏低;酸度过大(尤其H?SO?浓度)I-被氧化,使结果偏高。而本测定方法确定的条件,是在酸度不足、反应不完全的情况下用KI还原As O?3-的,故结果偏低。
  为此,我們又将加热蒸发I?的过程作了修改补充。即将溶液蒸发I?的最小体积60-70ml至无色,改为将溶液蒸发I?至无色后又转微黄(此时溶液体积小于50ml,H?SO?酸度增加至10%左右,使I-刚被氧化)后,取下冷却,加淀粉指示液2ml,用0. 05mol/L Na?S?O3滴定除去I?(注意:溶液要充分摇动,滴定Na ?S?O3速度要缓慢,一般不超过5滴Na ?S?O3溶液),以下同测定方法。按此操作条件,5次加标回收试验的结果为:99.7%、99.5%、99.6%、99.8%、99. 6%,平均回收率在99. 6%以上。
  4结果和讨论
  4.1准确度
  为了检查本方法的准确度,按上述测定方法确定的操作条件对阿散酸等3种含砷化合物作了分析,现将分析结果与其他方法测得的结果对照列于表1。
  4. 2 精密度
  本法对4-硝基产品进行连续11次测定,结果列于表2。
  统计其相对标准偏差(RSD)为0.2%。
  4. 3 本法未对其他种类的物质如矿物中高含量砷的测定进行试验。但可以确信,如果能适当解决样品的分解处理和其他元素的干扰问题,本法同样可以适用。
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