磷鎢釩酸分光光度法測(cè)定石煤中的釩

郭鋒劉小林

摘要：樣品放入馬弗爐內(nèi)灼燒去除有機(jī)物，經(jīng)過氧化鈉熔融分解后，用水提取，硫酸中和，釩（ⅴ）與磷酸、鎢酸鈉形成黃色磷鎢釩酸鉻合物，于波長(zhǎng)420nm處測(cè)量吸光度。在0.5ug/mL-16ug/mL內(nèi)符合比耳定律，摩爾吸光系數(shù)ε=1.62×103L?mol-1?cm-1。此方法適用于石煤中0.01%-2%釩的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：釩（ⅴ）；磷酸；鎢酸鈉；分光光度法；石煤

Abstract：The sample put in the muffle furnace burning to remove organic matter, After fused by sodium peroxide-sodium carbonate and immersed by water, then neutralizing sowtion by sulfric acid and producing a yellow vanadium phosphotungstic complex compound with phosphoric and sodium tungstate, determining its absorbance at the wavelength of 420nm。 The results show beers law was obeyed for germanium in mass concentration of0.5-16ug/mL and the apparent molar absorptivity is 1.62×103L?mol-1?cm-1. This method is suitable for the determination of 0.01%-2% vanadium in stone coal.

Key words：vanadium（V）；phosphoric acid； sodium tungstate；spectrophotometry；stone coal

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我國(guó)有豐富的兩大釩礦資源，含釩石煤和釩鈦磁鐵礦。含釩石煤儲(chǔ)量大，層位穩(wěn)定，含釩品位高。釩的測(cè)定方法中，常見的光度法有磷鎢釩酸分光光度法、5-Br-PADAP-過氧化氫光度法、苯甲酰苯胲光度法。5-Br-PADAP-過氧化氫光度法適用范圍小，干擾元素多，且需要采用有機(jī)試劑；苯甲酰苯胲光度法，采用萃取分離，操作繁瑣；一般情況不優(yōu)先采用這兩種分析方法。采用磷鎢釩酸法測(cè)定石煤中的釩，具有操作簡(jiǎn)便、快速，穩(wěn)定性好，線性好等優(yōu)點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

722N分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）

AUY220型電子天平（日本島津）：感量0.1mg

S—4X型馬弗爐

方型瓷舟：長(zhǎng)52mm 寬22mm高14mm

釩標(biāo)準(zhǔn)溶液：ρ（V）=50ug/mL,準(zhǔn)確稱取0.114 8g在105℃烘干過的釩酸銨溶于水中，加4mL1+1H2SO4酸化，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

鎢酸鈉（100g/L）：稱取100g鎢酸鈉，溶于水中，稀釋并定容至1L 。

酚酞指示劑（1g/L）：準(zhǔn)確稱取酚酞0.1g，溶于無水乙醇中，稀釋并定至100mL。

硫酸：1+1

磷酸：1+1

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取0.500 0g-1.000 0g樣品于方型瓷舟中，均勻鋪平，放入馬弗爐中，半開爐門，由室溫逐漸加熱至（700±10）℃灼燒至沒有含碳的黑色物質(zhì)為止（至少灼燒一小時(shí)），取出，冷卻至室溫。將方型瓷舟中樣品全部轉(zhuǎn)入預(yù)先加有4g過氧化納的鐵坩堝中，攪勻，上面再覆蓋一層，放入已升溫至750℃的馬弗爐中，溶成流體后再保溫2-3分鐘，取出，冷卻，放入預(yù)先加有100mL水的150mL燒杯中。若釩的含量較高，將坩堝放入加有80ml水的250 ml燒杯中，洗凈坩堝，冷卻后，將溶液移入200mL的容量瓶，用水稀釋至刻度，搖勻，放置過夜沉清。

移取清液10mL于25mL比色管中，加酚酞指示劑1滴，用1+1 H2SO4調(diào)至溶液由紅色變?yōu)闊o色，并過量1mL，加入1mL 1+1 H3PO4，搖勻，加入100g/L鎢酸鈉溶液1mL，用水稀釋至刻度，搖勻，用1cm比色皿，以試劑空白做參比，在波長(zhǎng)420nm處測(cè)量吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1吸收光譜

取100 ug釩標(biāo)準(zhǔn)溶液，按實(shí)驗(yàn)方法顯色，測(cè)量380～440處不同波長(zhǎng)下的吸光度，繪制吸收曲線如圖1所示，由此可見其該體系的最大吸收波長(zhǎng)為420nm，故選用420 nm為測(cè)量波長(zhǎng)。

2.2反應(yīng)介質(zhì)的影響

實(shí)驗(yàn)了H2SO4、 HCl 、HNO3、H3PO4等不同介質(zhì)對(duì)反應(yīng)體系的影響。結(jié)果表明：在H2SO4介質(zhì)中吸光度最大，穩(wěn)定性好，故采用H2SO4為反應(yīng)介質(zhì)。反應(yīng)體系中1+1 H2SO4的加入量在0.5mL-2mL時(shí)吸光度最大且穩(wěn)定。故選用1mL1+1 H2SO4溶液為反應(yīng)介質(zhì)。用硫酸中和時(shí)為防止硅酸沉淀的析出，中和的速度要快，應(yīng)立即過量1mL1+1 H2SO4。

2.3 顯色劑用量

按上述實(shí)驗(yàn)方法，當(dāng)加入0.5mL-3.0mL 100g/L的鎢酸鈉時(shí)，其吸光度最大且穩(wěn)定。小于0.5 mL顯色不完全，高于3.0 mL時(shí)顯色劑過量，且吸光度不穩(wěn)定。故實(shí)驗(yàn)選用1.0 mL 。

2.4 顯色時(shí)間及溫度的影響

該顯色體系的顯色速度快，加入顯色劑后立刻就能達(dá)到最大吸光度，且黃色磷鎢釩酸鉻合物的吸光度可穩(wěn)定3小時(shí)。夏天溫度高時(shí)，用硫酸調(diào)完且過量1mL后，將比色管放到水中冷卻，再加磷酸和鎢酸鈉，這樣顯色體系不易渾濁，可穩(wěn)定的時(shí)間較長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)表明：樣品在700℃馬弗爐中灼燒，其灼燒效果最好。當(dāng)溫度過低時(shí)，碳質(zhì)灼燒不完全，導(dǎo)致結(jié)果偏低；溫度過高時(shí)，樣品容易濺跳，因此石煤樣品應(yīng)由室溫開始加熱至700℃灼燒，半開爐門，避免煤樣噴濺。

2.5共存離子的影響

在選定實(shí)驗(yàn)條件下，按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定100 ug的V（V），相對(duì)誤差≤±5%時(shí)，以下倍數(shù)的離子不干擾測(cè)定：20倍的Co2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+，10倍的Cr3+、Ni2+、Cu2+、Mo6+、Fe3+、Ti4+。

2.6 工作曲線

于7支25 ml的比色管中分別加入50ug/ml釩標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0mL，用水稀至10ml刻度線，加1+1 H2SO4 1mL，以下按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行操作，并繪制工作曲線。當(dāng)V（V）在0.5ug/mL-16ug/mL內(nèi)符合比耳定律，其線性回歸方程：A=0.004+0.0012ρ，相關(guān)系數(shù) r=0.9998， 摩爾吸光系數(shù)ε=1.62×103L?mol-1?cm-1。

3 樣品分析

3.1 樣品測(cè)定結(jié)果及對(duì)照

按實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)石煤中釩含量進(jìn)行測(cè)定，該法測(cè)定的值、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1，與外檢測(cè)定值對(duì)照，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差符合規(guī)范要求。

表１試樣中錸的含量（n=5）

在石煤樣品中加入釩標(biāo)準(zhǔn)溶液，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2加標(biāo)回收率

通過以上試驗(yàn)，說明該方法能滿足石煤中釩的測(cè)定要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 尹明、李家熙．巖石礦物分析(第四版，第三分冊(cè))[M].北京:地質(zhì)出版社，2011，57（3）：364-365.

[2] 尹明、李家熙．巖石礦物分析(第四版，第四分冊(cè))[M].北京:地質(zhì)出版社，2011，73（11）：244.

[3] 渠麗珍.ICP-AES法測(cè)定煤中釩、釷[J].煤化工，2005，119（4）：31-33.

[4] 李剛，徐剛，董文麗．釩-鄰苯二酚紫-OP分光光度法測(cè)定釩渣中的釩[J].分析試驗(yàn)室，2007，26（7）：95-96.

[5] 阮瓊，李碧玉，白世發(fā)，等．二安替比林-（O-羥基）苯基甲烷分光光度法測(cè)定釩[J].冶金分析，2005，25（3）：73-75.

作者簡(jiǎn)介：郭鋒（1983-），女，江西于都人，湖南省湘南地質(zhì)勘察院實(shí)驗(yàn)測(cè)試分院。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。