光度法快速测定铜合金中微量铝

钟国秀 黄清华

(湖北省机电研究设计院，武汉 430070) (湖北省建材研究设计院，武汉 430071)

铜合金中加入铝能细化晶粒、降低过热敏感性和淬硬性，但含量一定要按产品标准严格控制。铜合金中铝的测定方法有滴定法[1]、光谱法[2,3]、分光光度法[4-8]等。偶氮氯膦Ⅰ已用于测定铜合金中的铝含量[9]，但该法需加入指示剂调节酸度，对酸度的控制要求较严格，且铜、锌的允许量较小，需进行基体打底。笔者在pH 4～6的六次甲基四胺缓冲溶液介质中加入吐温-80，大大提高了显色的灵敏度，其表观摩尔吸光系数是文献[9]的2倍多；加入EDTA-Mn2+，置换掩蔽了大量的共存离子。该法的重复性和稳定性好，操作简单快速，结果准确可靠。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

分光光光度计: 722N型，上海精密科学仪器有限公司;

掩蔽剂EDTA-Mn2+：称取18.63 g EDTA溶于500 mL水中,加热溶解，加入硫酸锰4.3 g，加热溶解，煮沸至溶液清亮，冷却，加10 mL六次甲基四胺(400 g/L)，以水稀释至1 L；

偶氮氯膦Ⅰ溶液：0.30 g/L,每100 mL加0.5 mL吐温-80，摇匀；

六次甲基四胺缓冲溶液：40 g六次甲基四胺加100 mL水、5.0 mL浓盐酸；

氟化铵溶液：50 g/L；

铝标准贮备溶液：10 μg/mL，称取明矾0.175 9 g溶于水中，滴加少许硫酸溶液(1+1)至溶液清亮后，移入1 L容量瓶中，稀释至刻度，摇匀;

铝标准工作溶液:1 μg/mL,临用时，由铝标准贮备溶液稀释而成。

1.2 实验方法

准确移取铝标准工作溶液0、5、10、15、20、25 mL于50 mL容量瓶中，加5 mL EDTA-Mn2+溶液，摇匀，放置2～5 min，加5.0 mL偶氮氯膦Ⅰ溶液、5.0 mL六次甲基四胺缓冲溶液，以水稀释至刻度，摇匀。

在分光光度计上于波长600 nm处，将显色液倒入2 cm比色皿中。在剩余显色液中加入4滴氟化铵溶液，充分摇匀，以此作参比液测定溶液的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

在六次甲基四胺介质中，偶氮氯膦Ⅰ与铝发生灵敏显色反应，按照实验方法在不同的波长处测定溶液的吸光度，绘制吸收光谱，见图1。

1—空白溶液; 2—铝标准溶液,ρ(Al)=25 μg/(50 mL)图1 吸收光谱

试验结果表明，溶液的吸光度在600 nm处有最大值,故实验选择测定波长为600 nm。

2.2 显色酸度及缓冲溶液用量

试验证明，pH 4～6为反应最佳酸度，分别用乙酸-乙酸钠和六次甲基四胺为缓冲溶液进行试验，发现以六次甲基四胺为反应介质时灵敏度更高，用量在4～6 mL时，吸光度最大且恒定不变，因此实验选用加入5.0 mL六次甲基四胺缓冲溶液。

2.3 偶氮氯膦Ⅰ用量

对20 μg铝，0.30 g/L偶氮氯膦Ⅰ溶液用量为4～8 mL时，吸光度基本一致，实验选用5.0 mL。吐温-80用量为2～8 mL时，吸光度最大且恒定不变，实验选用5.0 mL。为了使操作简化，并能提高其灵敏度，把两者配成混合溶液，结果较佳。

2.4 显色速度及络合物的稳定性

在吐温-80的存在下，铝与偶氮氯膦Ⅰ的反应在5 min内达到最大值，继续放置至少1 h，吸光度基本不变。实验选用显色10 min后比色。

2.5 络合物的组成比

在显色条件下，吐温-80存在时，用摩尔浓度法和连续浓度变更法测得络合物的组成均为1∶1。

2.6 校正曲线

在50 mL容量瓶中分别加入不同量的铝标准溶液，然后按实验方法操作，结果表明，铝含量ρ在0～25 μg/(50 mL)范围内服从比耳定律,线性回归方程为A=0.018 4ρ+0.047，相关系数r=0.998 9，表观摩尔吸光系数为3.9×104L/(mol·cm)。

2.7 干扰离子的影响及消除

铝与偶氮氯膦Ⅰ形成蓝紫色络合物，但干扰离子较多。曾选用抗坏血酸、EDTA-Zn等作掩蔽剂，显色速度慢且灵敏度较低。实验采用EDTA-Mn2+作掩蔽剂，重复性好，共存离子允许量大大提高，显色速度快。试验证明，加入3.5～6.5 mL EDTA-Mn2+溶液时，吸光度最大且基本不变，实验选用5.0 mL EDTA-Mn2+溶液。根据置换掩蔽原理和试验证明，大量的锰、铜、铁、锡、铅、锌、钛、镍、钼、稀土等对测定不产生干扰。在50 mL溶液中，对20 μg铝离子进行测定，相对误差在±5%以内时，50倍的Cr3+、Sb3+，100倍的V(Ⅴ)，250倍的Co2+、Mo(Ⅵ) 、W(Ⅵ)、Zr4+均不干扰测定，大量的Cl-、ClO4-、NO3-不干扰测定。

2.8 样品分析

称取铜合金样品0.100 0 g，置于100 mL两用瓶中，加2.0 mL HCl和适量H2O2使试样完全溶解，加热分解过量的H2O2，取下稍冷，用水稀释至刻度，摇匀。吸取10.00 mL试液，置于50 mL容量瓶中，加5.0 mL EDTA-Mn溶液，摇匀，放置2～5 min，按实验方法测定样品，并与认定值比较，二者相对误差小于5.0%，结果见表1。

表1 样品测定结果(n=5) %

3 结语

建立了光度法快速测定铜合金中微量铝的方法，方法操作简便、快速，选择性较好，测定结果准确可靠，能满足生产中快速分析的要求。

[1] 邹爱兰，任凤莲，邓世林.滴定法测定铜锌合金中铝[J]. 冶金分析，2002，22(3)：69-70.

[2] 华静，牟新玉，王昔文. ICP-AES法测定铜合金中铁铝锰铅锡[J].安徽冶金科技职业学院学报，2004，14(4)：26-27.

[3] 蔡玉钦，周连君，尤金茂.火焰原子吸收光谱法间接定铝[J].分析化学，1995，23(6)：733.

[4] 任传森，徐魏兵.兴多偶氮氯膦Ⅰ分光光度法测定铜合金中微量铝[J].山东冶金，1997，19(5)：44-46.

[5] 虞光禹.偶氮胂Ⅰ光度法直接测定铜合金中铝[J].理化检验：化学分册，1992，28(5)：19-20.

[6] 张云.偶氮胂Ⅲ光度法直接测定铜合金中的铝[J].冶金分析，1990，10(4)：57-59.

[7] 徐盘明，赵详大.实用金属材料分析方法[M].合肥：中国科学技术大学出版社，1990:435-437.

[8] 衡兴国，黄按佑.实用快速化学分析新方法[M].北京：国防工业出版社，1993:206-207.

[9] 潘峰.偶氮氯膦Ⅰ全差示分光光度法测定铜合金中铝[J].甘肃有色金属，1994(3)：34-38，26.