论文部分内容阅读
摘 要：铜的存在较为复杂，其存在于各种矿石当中，因此在矿产开采过程中对其含量的测定非常重要，关系到铜矿资源的价值及开采方法与日后收益。在测定矿石中铜量的测定中，碘量法是常用的经典方法，已经得到了非常广泛的应用。但由于采用该法进行测量过程中，存在碘的挥发以及碘化铜沉淀对碘的吸附而造成的误差问题。为了有效的减少和避免此类情况的出现，将聚乙烯醇表面活性剂加入，通过改进型碘量法对矿石中铜含量进行测定取得满意的结果。现报告如下。
关键词：碘量法；改进型；铜量；测定
现在的社会发展对于各种金属都有较多的利用，其中铜以其优良的导电功能，被广泛的应用于电子系统、通讯设备中。铜在自然界中与其他物质结合在一起而存在。但一块矿石中往往富含除了铜以外的多种元素，同时，矿石中的物质含量又较多，其结构又非常复杂，因此，对其成分以及含量进行分析测试，才能对矿石中的铜进行有效合理的利用。而在测定矿石中铜量的测定中，碘量法作为测定铜的经典方法，在地质、冶金等领域有着广泛应用。但该方法的具体应用过程中，常常存在碘的挥发和碘化铜沉淀对碘的吸附所引起的误差问题，通过大量的研究实验提出改进方案，即在聚乙烯醇存在下碘量法测定铜，增大了碘化铜沉淀的溶解度；聚乙烯醇与碘生成较稳定的络合物，减小了碘的挥发损失，操作简单；聚乙烯醇可直接代替淀粉作指示荆，成本低廉。
1 实验过程与分析
称取铜样品（原矿）1g于400ml烧杯中，加入10ml盐酸低温溶解20分钟，再加入20ml硝硫混酸溶解，加热分解完全并蒸至浓白煙冒出，若试样中含硫量较高时，需加适量硝硫混酸处理至无黑色残渣，继续加热蒸干，冷却，用水冲洗杯壁及表面皿，加水至30ml，加入尿素0.5g，盖上表面皿，置于电热板煮沸，使盐类完全溶，取下冷却，向溶液中滴加氨水中和至铁沉淀完全，视铁量加氟化氢铵2～3g，摇动使氢氧化铁沉淀全部溶解，用少量水冲洗杯壁，向试液中加入KI2～3g摇匀，摇动使其溶解，然后加入聚乙烯醇，溶液变为红色，用已知滴定度的硫代硫酸钠滴定，继续滴至浅红色，加硫氰酸钾0.5～1g，摇匀，再滴至溶液颜色消失为终点。
由于聚乙烯醇是一种高分子有机化合物，既不溶于冷水，也不溶于大多数的有机溶剂，能和极其微量的碘发生反应，在水溶液里，它遇碘显红色，当碘含量很低时，红色依然显著，而使用淀粉进行滴定时，溶液会显出蓝色，但是人眼对红色的敏感程度高于蓝色，因此在终点的判断上，使用聚乙烯醇作为指示剂将更具操作性。
然后将本法与标准方法分别进行铜回收试验，发现本法测定Cu2+含量的平均值与标准方法的平均值几乎相等，而且比标准法得到的Cu2+含量还高。由此可见，本法的在测量铜含量时是可行的。
碘量法测定铜中常常有两类现象会对铜含量产生干扰，一类是在实验条件下能够与碘离子生成沉淀的物质；另一类是能够将碘离子氧化或者还原出碘的物质，在进行实验时应该充分考虑这两方面的因素，在实验过程中排除这些因素的干扰。由于铜矿石中常常含有铁、铅等杂质，因而在碘量法的测量中必须先分离出干扰物质，据实验研究发现，Fe3+能够将碘离子氧化成碘，使Cu2+的测定结果偏高，需要加NH4HF2，而且实验还发现Mn2+、Zn2+、Sn等离子均不干扰Cu2+的测定，在Pb2+含量不高时，也不干扰Cu2+的测定。
2 结论
现在聚乙烯醇作为碘量法的一个新指示剂已经逐步运用到实践分析之中，聚乙烯醇既不溶于冷水，也不溶于大多数的有机溶剂，它是是一种高分子有机化合物，在配置聚乙烯醇溶液时，可以先在20℃左右的冷水中进行分散使其溶胀，然后可以根据它的醇度选择与之相适合的温度，其中聚乙烯醇的醇解度为88.1±1.4%，要在95℃的环境中才能溶解。由于温度对于试剂的配置也很重要，因而在配置时要控制好温度，温度过高或者过低都会对聚乙烯醇的显色效果有不良的影响，因而在溶解的过程中应该做到边搅拌边加热，加热过程要缓慢进行，待完全溶解之后，在该温度下保持两个小时后即可使用。淀粉指示剂受铜矿性质的变化会呈现出不同的判定结果，而且由于铜矿自身的品质特点，造成了样品颜色也各不相同，当样品颜色与蓝色接近的时候，更加难以判断滴定时候的结果，这时候依靠操作者的技术水平和实践经验的积累等，这往往会造成误差，而且，配置好的淀粉溶液不能够长期保存，当温度升高时，淀粉的灵敏度会降低，也易受到微生物的分解，这些弊端都严重影响了实验的准确度，因而要找到更好的替代品。
用淀粉作为指示剂的过程中，当铜样品溶液在滴到浅黄色时，可以加入5g/L的淀粉5ml，这时将立即显示出深蓝色，然后继续加热硫代硫酸钠溶液，观察溶液的颜色变化，若蓝色逐渐变浅，最后直到蓝色消失时可以视为滴定到达终点，当蓝色消失时，溶液的变化情况不容易被观察到，这将影响对于溶液滴定终点的判定。当用聚乙烯醇作为指示剂的过程中，当加入5%聚乙烯醇5ml时，标准溶液此时会由浅黄色逐渐变为红色，然后随着硫代硫酸钠溶液的不断滴加，由于碘逐渐被反应完，红色将会逐渐变浅直到消失，相比使用淀粉时溶液颜色，当红色消失时就非常明显，虽然淀粉和聚乙烯醇二者作为指示剂来说，对于最终测出的平均值都接近标准值，但由于聚乙烯醇作为指示剂终点的判断更为明显，所以采用聚乙烯醇作为指示剂更好些。
3 结语
本文通过对于碘量法实验过程进行研究，比较聚乙烯醇和淀粉对滴定实验的指示作用，由于淀粉作为指示剂时，滴定终点不容易被观察到，因而采用聚乙烯醇对实验方法进行改进，使得滴定的判断更加准确、明显，有利于提高实验的准确性。
参考文献
[1] 李双江.试论如何采用改进型碘量法对矿石中铜量进行测定[J].科技致富向导，2013，（13）：32.
[2] 袁刚，张晋祥.碘量法测定矿石中铜量方法改进[J].化学工程与装备，2010，（7）：146-147，115.
[3] 北京矿冶研究总院分析室编.矿石及有色金属分析手册（第一版），2013，（05）.
[4] 张建忠.有色金属矿石分析.有色金属，2015，（03）.
[5] 肖玉萍，张旭，曹宏杰，等.碘量法测定铜精矿中的铜[J].光谱实验室，2016，28（5）：2317-2319.
关键词：碘量法；改进型；铜量；测定
现在的社会发展对于各种金属都有较多的利用，其中铜以其优良的导电功能，被广泛的应用于电子系统、通讯设备中。铜在自然界中与其他物质结合在一起而存在。但一块矿石中往往富含除了铜以外的多种元素，同时，矿石中的物质含量又较多，其结构又非常复杂，因此，对其成分以及含量进行分析测试，才能对矿石中的铜进行有效合理的利用。而在测定矿石中铜量的测定中，碘量法作为测定铜的经典方法，在地质、冶金等领域有着广泛应用。但该方法的具体应用过程中，常常存在碘的挥发和碘化铜沉淀对碘的吸附所引起的误差问题，通过大量的研究实验提出改进方案，即在聚乙烯醇存在下碘量法测定铜，增大了碘化铜沉淀的溶解度；聚乙烯醇与碘生成较稳定的络合物，减小了碘的挥发损失，操作简单；聚乙烯醇可直接代替淀粉作指示荆，成本低廉。
1 实验过程与分析
称取铜样品（原矿）1g于400ml烧杯中，加入10ml盐酸低温溶解20分钟，再加入20ml硝硫混酸溶解，加热分解完全并蒸至浓白煙冒出，若试样中含硫量较高时，需加适量硝硫混酸处理至无黑色残渣，继续加热蒸干，冷却，用水冲洗杯壁及表面皿，加水至30ml，加入尿素0.5g，盖上表面皿，置于电热板煮沸，使盐类完全溶，取下冷却，向溶液中滴加氨水中和至铁沉淀完全，视铁量加氟化氢铵2～3g，摇动使氢氧化铁沉淀全部溶解，用少量水冲洗杯壁，向试液中加入KI2～3g摇匀，摇动使其溶解，然后加入聚乙烯醇，溶液变为红色，用已知滴定度的硫代硫酸钠滴定，继续滴至浅红色，加硫氰酸钾0.5～1g，摇匀，再滴至溶液颜色消失为终点。
由于聚乙烯醇是一种高分子有机化合物，既不溶于冷水，也不溶于大多数的有机溶剂，能和极其微量的碘发生反应，在水溶液里，它遇碘显红色，当碘含量很低时，红色依然显著，而使用淀粉进行滴定时，溶液会显出蓝色，但是人眼对红色的敏感程度高于蓝色，因此在终点的判断上，使用聚乙烯醇作为指示剂将更具操作性。
然后将本法与标准方法分别进行铜回收试验，发现本法测定Cu2+含量的平均值与标准方法的平均值几乎相等，而且比标准法得到的Cu2+含量还高。由此可见，本法的在测量铜含量时是可行的。
碘量法测定铜中常常有两类现象会对铜含量产生干扰，一类是在实验条件下能够与碘离子生成沉淀的物质；另一类是能够将碘离子氧化或者还原出碘的物质，在进行实验时应该充分考虑这两方面的因素，在实验过程中排除这些因素的干扰。由于铜矿石中常常含有铁、铅等杂质，因而在碘量法的测量中必须先分离出干扰物质，据实验研究发现，Fe3+能够将碘离子氧化成碘，使Cu2+的测定结果偏高，需要加NH4HF2，而且实验还发现Mn2+、Zn2+、Sn等离子均不干扰Cu2+的测定，在Pb2+含量不高时，也不干扰Cu2+的测定。
2 结论
现在聚乙烯醇作为碘量法的一个新指示剂已经逐步运用到实践分析之中，聚乙烯醇既不溶于冷水，也不溶于大多数的有机溶剂，它是是一种高分子有机化合物，在配置聚乙烯醇溶液时，可以先在20℃左右的冷水中进行分散使其溶胀，然后可以根据它的醇度选择与之相适合的温度，其中聚乙烯醇的醇解度为88.1±1.4%，要在95℃的环境中才能溶解。由于温度对于试剂的配置也很重要，因而在配置时要控制好温度，温度过高或者过低都会对聚乙烯醇的显色效果有不良的影响，因而在溶解的过程中应该做到边搅拌边加热，加热过程要缓慢进行，待完全溶解之后，在该温度下保持两个小时后即可使用。淀粉指示剂受铜矿性质的变化会呈现出不同的判定结果，而且由于铜矿自身的品质特点，造成了样品颜色也各不相同，当样品颜色与蓝色接近的时候，更加难以判断滴定时候的结果，这时候依靠操作者的技术水平和实践经验的积累等，这往往会造成误差，而且，配置好的淀粉溶液不能够长期保存，当温度升高时，淀粉的灵敏度会降低，也易受到微生物的分解，这些弊端都严重影响了实验的准确度，因而要找到更好的替代品。
用淀粉作为指示剂的过程中，当铜样品溶液在滴到浅黄色时，可以加入5g/L的淀粉5ml，这时将立即显示出深蓝色，然后继续加热硫代硫酸钠溶液，观察溶液的颜色变化，若蓝色逐渐变浅，最后直到蓝色消失时可以视为滴定到达终点，当蓝色消失时，溶液的变化情况不容易被观察到，这将影响对于溶液滴定终点的判定。当用聚乙烯醇作为指示剂的过程中，当加入5%聚乙烯醇5ml时，标准溶液此时会由浅黄色逐渐变为红色，然后随着硫代硫酸钠溶液的不断滴加，由于碘逐渐被反应完，红色将会逐渐变浅直到消失，相比使用淀粉时溶液颜色，当红色消失时就非常明显，虽然淀粉和聚乙烯醇二者作为指示剂来说，对于最终测出的平均值都接近标准值，但由于聚乙烯醇作为指示剂终点的判断更为明显，所以采用聚乙烯醇作为指示剂更好些。
3 结语
本文通过对于碘量法实验过程进行研究，比较聚乙烯醇和淀粉对滴定实验的指示作用，由于淀粉作为指示剂时，滴定终点不容易被观察到，因而采用聚乙烯醇对实验方法进行改进，使得滴定的判断更加准确、明显，有利于提高实验的准确性。
参考文献
[1] 李双江.试论如何采用改进型碘量法对矿石中铜量进行测定[J].科技致富向导，2013，（13）：32.
[2] 袁刚，张晋祥.碘量法测定矿石中铜量方法改进[J].化学工程与装备，2010，（7）：146-147，115.
[3] 北京矿冶研究总院分析室编.矿石及有色金属分析手册（第一版），2013，（05）.
[4] 张建忠.有色金属矿石分析.有色金属，2015，（03）.
[5] 肖玉萍，张旭，曹宏杰，等.碘量法测定铜精矿中的铜[J].光谱实验室，2016，28（5）：2317-2319.