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[摘要]:锡青铜中主要元素为:Cu、Sn、Zn、Pb。2004年前,在我单位(沈阳北车西屋轨道制动机技术有限公司)化验室化学分析条件下,对锡青铜中的锡含量的测定中使用的是传统的有剧毒的分析方法。此方法是将试样用HCL-H2O2溶解。锡呈四价状态,在接触剂氯化汞存在下,隔绝空气,用次亚磷酸钠将其还原为二价,在盐酸介质中,以淀粉为指示剂,用碘酸钾标准溶液滴定。分析过程繁锁,分析时间长,在分析锡青铜时使用有毒试剂:氯化汞溶液5%,如不慎接触会对人体产生毒害。原来分别采用测试的方法,操作复杂繁琐。自2005年已采用锡青铜无剧毒分析方法,可溶样一次,联测出锡青铜中锡、锌、铅、铜的含量,还可避免毒害试剂的使用,以达到快速安全的检测手段。
[关键词]:无毒分析方法 检测 锡青铜 化学成分
中图分类号:TP63 文献标识码:TP 文章编号:1009-914X(2012)35- 0240 -01
一、铅的测定-EDTA测定法
(一)、方法要点
加氟化铵硫脲混合液及亚铁氰化钾,掩蔽锡青铜锌与少量杂质铁、铝等,控制试液PH值约为5.5,二甲酚橙作指示剂,用EDTA标准溶液直接滴定铅(铅的测定直接络合滴定法)。
1、试剂
1.1盐酸:1:1
1.2硝酸1:1
1.3脲素溶液:10%
1.4氟化铵溶液:20%贮于塑料瓶中
1.5硫脲混合液:硫脲(10%)与硫代硫酸钠(8%)按2:1混合。
1.6六次甲基四胺:30%
1.7亚铁氰化钾溶液:20%要加热溶解
1.8二甲酚橙溶液:0.5%
1.9EDTA标准溶液:(0.0025M)称取乙二胺四乙酸二钠0.9306克加水溶解后稀至1000毫升摇匀,其对铅锌之滴定度,可用含量相类似之锡青铜标样按操作方法进行标定。
2、分析方法
称取细薄试样0.5克置于100毫升钢铁量瓶中,加盐酸(1:1)7滴,再加硝酸(1:1)10毫升,温热溶解(不需要煮沸),溶毕,加脲素(10%)5毫升,加热约15秒至氮的氧化物消失,冷却,以水稀释至刻度,掏匀。
吸取试剂10毫升,于150毫升三角瓶中,加氟化铵溶液(20%)10毫升,硫脲混合液15毫升,六次甲基四胺溶液(30%)10毫升,亚铁氰化钾溶液(20%)10毫升,二甲酚橙(0.5%)1-2滴,用EDTA标准溶液(0.0025M)滴定至近终点时应多摇慢滴,直至红色消失为终点。
Pb%=V×T%
V:滴定消耗EDTA标准溶液之毫升数。
T%: EDTA标准溶液对铅滴定之百分数。
(二)注意事项
1、在溶样过程中产生的二氧化氮,能被碘化钾还原为氮并析出碘,消耗硫代硫酸钠标准溶液,因此,加入脲素加热以破坏氮的氧化物的影响。
2、试液稀释体積不宜改变,经多次试验证明,当稀释至250毫升时,锡易成偏锡酸析出,影响其定量测定。
3、二甲酚橙(0.5)%加入1-2滴为宜,若加入量太多,会影响终点变化不够明显。二甲酚橙配成溶液经使用,证明,夏天(室温约30-35℃)两星期内,秋天(约20-25℃)三星期内,其灵敏度无显著降低,但每次配制量不宜过多,以免日久失效。
4、近终点时宜多摇慢滴,切勿过快,以免滴定过量,冬季室温低于15℃以下,试液温度低,络合反应速度受影响,滴定过程往往不能一次达到终点,为了克服这种现象,用EDTA滴定前,可将试液加热至约30℃,再按操作滴定。
二、锡的测定-氟化铵析出法
(一)、方法要点
加入过量EDTA煮沸,使锡铅锌及铁铝等离子化合硫脲混合液掩蔽铜,控制试液PH约5.5,二甲酚橙作指示剂,以硝酸铅标准溶液回滴过量EDTA,加入氟化铵,这时氟离子夺取Sn-EDTA络合物中的锡生成更稳定的氟化锡络合物,释放出当量的EDTA,再用硝酸铅标准溶液滴定析出的EDTA,计算出含锡量。
1、试剂
1.1EDTA溶液:0.01M
1.2硫脲混合液:硫脲(10%)与硫代硫酸钠(8%)按(2:1)混合
1.3六次甲基四胺30%
1.4二甲酚橙溶液0.5%
1.5硝酸铅标准溶液:(0.005M),称取硝酸铅1,6562克,溶于放有1ml硝酸的水中,用水稀释至1升,摇匀,其对锡之滴定度可用含量相类似锡青铜标样,按操作方法进行标定。
2、分析方法
吸取试液10毫升,于300毫升三角瓶中,加EDTA溶液(0.01M)15毫升,煮沸约15秒,冷却,加硫脲混合液15毫升,六次甲基四胺溶液(30%)10毫升,二甲酚橙(0.5)1滴,用硝酸铅标准溶液(0.005M)滴至由黄变红(此毫升数不计),然后加氟化铵溶液(20%)5毫升,水浴15秒,继续用硝酸铅标准溶液滴至由黄色变红为终点。
Sn%=V×T%
式中:V:加氟化铵后滴定消耗硝酸铅标准溶液之毫升数。
T%:硝酸铅标准溶液对锡之滴定的百分数。
(二)、注意事项:
1、试样在溶解过程中,不要在高温处激烈煮沸以防止锡成偏锡酸析出。
2、试样溶液制备完毕,最好先吸出母液测锡(一般在7小时内),避免因时间过长,锡变成偏锡酸析出,影响其定量测定。
三、锌的测定-铅锌合量法
(一)、方法要点:
加氟化铵、硫脲混合液掩蔽铜及少量杂质铁铝,控制试液PH约5.5,二甲酚橙作指示剂,用EDTA标准溶液滴定铅锌合量,减去铅量,计算出含锌量。
1、试剂
1.1氟化铵溶液:(20%)贮于塑料瓶中。
1.2硫脲混合液:硫脲(10%)与硫代硫酸钠(8%)按(2:1)混合。
1.3六次甲基四胺溶液(30%)。
1.4二甲酚橙溶液(0.5%) 1.5EDTA标准溶液:(0.0025M)配制和标定与铅的测定方法中相同。
2、分析方法
吸取试液10亳升,于150毫升三角瓶中,加氟化铵溶液(20%)5毫升,硫脲混合液15毫升,六次甲基四胺溶液(30%)10毫升,二甲酚橙(0.5%)1-2滴,用EDTA溶液(0.0025M)滴至近终点时应多摇慢滴,直到红色消失为终点,EDTA标准溶液消耗量相当于铅锌合量。
Zn%=(V1-V2)×T%
式中:V2-滴定铅时消耗EDTA标准溶液之毫升数;
V1-滴定铅锌含量时消耗EDTA标准溶液之毫升数.
T%-EDTA标准溶液对锌滴定至百分数.
(二)、注事事项
近终点时宜多摇慢滴,切勿过快,以免滴定过量。冬季,我处室温一般在15度左右,试液温度低,络合反应速度受影响,滴定过程往往不能一次到达终点,为了克服这种现象,用EDTA标准溶液滴定前,将试液加热至约30度,再按操作滴定。
四、铜的测定-碘量法
(一)、方法要点:
在微酸性试液中,二价铜与碘化物反应生成碘化亚铜沉淀并析出当量的碘,在淀粉指示剂存在下,用硫化硫酸钠标准溶液滴定析出的碘,计算出铜的含量。
1、试剂:
1.1氢氧化铵溶液:(1:1)
1.2氟化氢铵:(固体)
1.3碘化钾:(固体)
1.4淀粉溶液(1%)
1.5硫氰酸钾溶液:(20%)
1.6硫代硫酸钠标准溶液:称取硫代硫酸钠(Na2S203.5H2O)8克溶于1升新蒸出来的蒸馏水中,加碳酸钠0.10克,摇匀,放置一周后使用,其对铜之滴定度,可用含量相近之锡青铜标样,按操作方法进行标定。
2、分析方法
吸取试液20毫升,于300毫升三角瓶中,加氢氧化铵(1:1)5毫升,氟化氢铵2克,碘化钾2克,充分摇匀,用硫代硫酸钠滴至淡黄色,加入淀粉溶液(1%)5毫升,再滴至兰色将消失,加硫氰酸钾溶液(20%)5亳升,摇匀,继续沉淀至兰色消失为终点。
Cu%=V×T%
式中:V-滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液之毫升数
T%-硫代硫酸钠标准溶液对铜之滴定之百分数
(二)、注意事项
1、在硝酸-氯化钠混合酸溶样过程中产生的二氧化氮,能被碘化钾还原为氧化氮并析出碘。消耗硫代硫酸钠标准溶液。因此,在溶样时加入脲素加热,以破坏氮的氧化物的影响。
2、三价铁易与碘化钾作用析出碘,但当加入氟化氢铵时使其结合成(FeF)络离子消除干扰,并有缓冲作用使溶液PH控制在3-4之间。
3、在滴定近终时,加入硫氰酸钾使碘化亚铜沉淀转变为溶解度更小的硫氰酸亚铜,从而使吸附在碘化亚铜沉淀表面的碘释出,得到明显与准确的终点。但硫氰酸盐的加入不宜过早,以免有少量碘被硫氰酸盐还原。
4、由于铜是主要元素,滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液的毫升数也较多,所以在操作中应保持一致的滴定速度,以避免因滴定快慢不一致而引起的偏差。
5、有时在终点后约10分钟,试液微回蓝,这是由于硫氰酸盐使溶液表面所吸附的碘游离析出所致。
EDTA:乙二胺四已酸二鈉
结论:
公司现采用了无毒分析方法代替有毒分析方法检测锡青铜中铜、锡、锌、铅的含量,避免了有毒试剂的使用,实现了安全快速准确的检测。
[关键词]:无毒分析方法 检测 锡青铜 化学成分
中图分类号:TP63 文献标识码:TP 文章编号:1009-914X(2012)35- 0240 -01
一、铅的测定-EDTA测定法
(一)、方法要点
加氟化铵硫脲混合液及亚铁氰化钾,掩蔽锡青铜锌与少量杂质铁、铝等,控制试液PH值约为5.5,二甲酚橙作指示剂,用EDTA标准溶液直接滴定铅(铅的测定直接络合滴定法)。
1、试剂
1.1盐酸:1:1
1.2硝酸1:1
1.3脲素溶液:10%
1.4氟化铵溶液:20%贮于塑料瓶中
1.5硫脲混合液:硫脲(10%)与硫代硫酸钠(8%)按2:1混合。
1.6六次甲基四胺:30%
1.7亚铁氰化钾溶液:20%要加热溶解
1.8二甲酚橙溶液:0.5%
1.9EDTA标准溶液:(0.0025M)称取乙二胺四乙酸二钠0.9306克加水溶解后稀至1000毫升摇匀,其对铅锌之滴定度,可用含量相类似之锡青铜标样按操作方法进行标定。
2、分析方法
称取细薄试样0.5克置于100毫升钢铁量瓶中,加盐酸(1:1)7滴,再加硝酸(1:1)10毫升,温热溶解(不需要煮沸),溶毕,加脲素(10%)5毫升,加热约15秒至氮的氧化物消失,冷却,以水稀释至刻度,掏匀。
吸取试剂10毫升,于150毫升三角瓶中,加氟化铵溶液(20%)10毫升,硫脲混合液15毫升,六次甲基四胺溶液(30%)10毫升,亚铁氰化钾溶液(20%)10毫升,二甲酚橙(0.5%)1-2滴,用EDTA标准溶液(0.0025M)滴定至近终点时应多摇慢滴,直至红色消失为终点。
Pb%=V×T%
V:滴定消耗EDTA标准溶液之毫升数。
T%: EDTA标准溶液对铅滴定之百分数。
(二)注意事项
1、在溶样过程中产生的二氧化氮,能被碘化钾还原为氮并析出碘,消耗硫代硫酸钠标准溶液,因此,加入脲素加热以破坏氮的氧化物的影响。
2、试液稀释体積不宜改变,经多次试验证明,当稀释至250毫升时,锡易成偏锡酸析出,影响其定量测定。
3、二甲酚橙(0.5)%加入1-2滴为宜,若加入量太多,会影响终点变化不够明显。二甲酚橙配成溶液经使用,证明,夏天(室温约30-35℃)两星期内,秋天(约20-25℃)三星期内,其灵敏度无显著降低,但每次配制量不宜过多,以免日久失效。
4、近终点时宜多摇慢滴,切勿过快,以免滴定过量,冬季室温低于15℃以下,试液温度低,络合反应速度受影响,滴定过程往往不能一次达到终点,为了克服这种现象,用EDTA滴定前,可将试液加热至约30℃,再按操作滴定。
二、锡的测定-氟化铵析出法
(一)、方法要点
加入过量EDTA煮沸,使锡铅锌及铁铝等离子化合硫脲混合液掩蔽铜,控制试液PH约5.5,二甲酚橙作指示剂,以硝酸铅标准溶液回滴过量EDTA,加入氟化铵,这时氟离子夺取Sn-EDTA络合物中的锡生成更稳定的氟化锡络合物,释放出当量的EDTA,再用硝酸铅标准溶液滴定析出的EDTA,计算出含锡量。
1、试剂
1.1EDTA溶液:0.01M
1.2硫脲混合液:硫脲(10%)与硫代硫酸钠(8%)按(2:1)混合
1.3六次甲基四胺30%
1.4二甲酚橙溶液0.5%
1.5硝酸铅标准溶液:(0.005M),称取硝酸铅1,6562克,溶于放有1ml硝酸的水中,用水稀释至1升,摇匀,其对锡之滴定度可用含量相类似锡青铜标样,按操作方法进行标定。
2、分析方法
吸取试液10毫升,于300毫升三角瓶中,加EDTA溶液(0.01M)15毫升,煮沸约15秒,冷却,加硫脲混合液15毫升,六次甲基四胺溶液(30%)10毫升,二甲酚橙(0.5)1滴,用硝酸铅标准溶液(0.005M)滴至由黄变红(此毫升数不计),然后加氟化铵溶液(20%)5毫升,水浴15秒,继续用硝酸铅标准溶液滴至由黄色变红为终点。
Sn%=V×T%
式中:V:加氟化铵后滴定消耗硝酸铅标准溶液之毫升数。
T%:硝酸铅标准溶液对锡之滴定的百分数。
(二)、注意事项:
1、试样在溶解过程中,不要在高温处激烈煮沸以防止锡成偏锡酸析出。
2、试样溶液制备完毕,最好先吸出母液测锡(一般在7小时内),避免因时间过长,锡变成偏锡酸析出,影响其定量测定。
三、锌的测定-铅锌合量法
(一)、方法要点:
加氟化铵、硫脲混合液掩蔽铜及少量杂质铁铝,控制试液PH约5.5,二甲酚橙作指示剂,用EDTA标准溶液滴定铅锌合量,减去铅量,计算出含锌量。
1、试剂
1.1氟化铵溶液:(20%)贮于塑料瓶中。
1.2硫脲混合液:硫脲(10%)与硫代硫酸钠(8%)按(2:1)混合。
1.3六次甲基四胺溶液(30%)。
1.4二甲酚橙溶液(0.5%) 1.5EDTA标准溶液:(0.0025M)配制和标定与铅的测定方法中相同。
2、分析方法
吸取试液10亳升,于150毫升三角瓶中,加氟化铵溶液(20%)5毫升,硫脲混合液15毫升,六次甲基四胺溶液(30%)10毫升,二甲酚橙(0.5%)1-2滴,用EDTA溶液(0.0025M)滴至近终点时应多摇慢滴,直到红色消失为终点,EDTA标准溶液消耗量相当于铅锌合量。
Zn%=(V1-V2)×T%
式中:V2-滴定铅时消耗EDTA标准溶液之毫升数;
V1-滴定铅锌含量时消耗EDTA标准溶液之毫升数.
T%-EDTA标准溶液对锌滴定至百分数.
(二)、注事事项
近终点时宜多摇慢滴,切勿过快,以免滴定过量。冬季,我处室温一般在15度左右,试液温度低,络合反应速度受影响,滴定过程往往不能一次到达终点,为了克服这种现象,用EDTA标准溶液滴定前,将试液加热至约30度,再按操作滴定。
四、铜的测定-碘量法
(一)、方法要点:
在微酸性试液中,二价铜与碘化物反应生成碘化亚铜沉淀并析出当量的碘,在淀粉指示剂存在下,用硫化硫酸钠标准溶液滴定析出的碘,计算出铜的含量。
1、试剂:
1.1氢氧化铵溶液:(1:1)
1.2氟化氢铵:(固体)
1.3碘化钾:(固体)
1.4淀粉溶液(1%)
1.5硫氰酸钾溶液:(20%)
1.6硫代硫酸钠标准溶液:称取硫代硫酸钠(Na2S203.5H2O)8克溶于1升新蒸出来的蒸馏水中,加碳酸钠0.10克,摇匀,放置一周后使用,其对铜之滴定度,可用含量相近之锡青铜标样,按操作方法进行标定。
2、分析方法
吸取试液20毫升,于300毫升三角瓶中,加氢氧化铵(1:1)5毫升,氟化氢铵2克,碘化钾2克,充分摇匀,用硫代硫酸钠滴至淡黄色,加入淀粉溶液(1%)5毫升,再滴至兰色将消失,加硫氰酸钾溶液(20%)5亳升,摇匀,继续沉淀至兰色消失为终点。
Cu%=V×T%
式中:V-滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液之毫升数
T%-硫代硫酸钠标准溶液对铜之滴定之百分数
(二)、注意事项
1、在硝酸-氯化钠混合酸溶样过程中产生的二氧化氮,能被碘化钾还原为氧化氮并析出碘。消耗硫代硫酸钠标准溶液。因此,在溶样时加入脲素加热,以破坏氮的氧化物的影响。
2、三价铁易与碘化钾作用析出碘,但当加入氟化氢铵时使其结合成(FeF)络离子消除干扰,并有缓冲作用使溶液PH控制在3-4之间。
3、在滴定近终时,加入硫氰酸钾使碘化亚铜沉淀转变为溶解度更小的硫氰酸亚铜,从而使吸附在碘化亚铜沉淀表面的碘释出,得到明显与准确的终点。但硫氰酸盐的加入不宜过早,以免有少量碘被硫氰酸盐还原。
4、由于铜是主要元素,滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液的毫升数也较多,所以在操作中应保持一致的滴定速度,以避免因滴定快慢不一致而引起的偏差。
5、有时在终点后约10分钟,试液微回蓝,这是由于硫氰酸盐使溶液表面所吸附的碘游离析出所致。
EDTA:乙二胺四已酸二鈉
结论:
公司现采用了无毒分析方法代替有毒分析方法检测锡青铜中铜、锡、锌、铅的含量,避免了有毒试剂的使用,实现了安全快速准确的检测。