甘 露
(廣西冶金研究院有限公司,廣西 南寧 530023 )
鄰菲羅啉分光光度法快速測定高純銻中的鐵
甘 露
(廣西冶金研究院有限公司,廣西 南寧 530023 )
研究了采用鹽酸-硝酸消解樣品,加入酒石酸鉀鈉掩蔽銻的干擾,鄰菲羅啉分光光度法測定高純銻中鐵質(zhì)量分數(shù)。結(jié)果表明,本法重現(xiàn)性較好,RSD較低,加標回收率在99.80%~100.23%之間。該法具有成本較低、易于控制、操作簡單、快速、穩(wěn)定等優(yōu)點。
高純銻;鐵;鄰菲羅啉分光光度法;快速測定
銻是電和熱的不良導體,在常溫下不易氧化,有抗腐蝕性能,因此高純銻是半導體材料的常用摻雜元素[1-2],也多用作合金組元,增加合金硬度和強度,廣泛用于生產(chǎn)各種阻燃劑、搪瓷、玻璃、橡膠、涂料、顏料、陶瓷、塑料、半導體元件、煙花、醫(yī)藥及化工等產(chǎn)品[3-4]。隨著高純銻的需求日益加大,對高純銻的質(zhì)量要求也愈來愈高,如半導體材料行業(yè),要求高純銻中鐵質(zhì)量分數(shù)在5×10-5以下,甚至更低[5]。目前,低含量鐵的主要檢測方法有分光光度法、原子吸收光譜法、ICP-OES法、ICP-AES法等[6-13]。高純銻雜質(zhì)主要有Ag、Cu、Fe、Mg、Ni、Pb、Zn、Mn、Al、Si、Bi、As、Co等,其中低含量鐵使用大型儀器檢測會有相對不穩(wěn)定的弊端(基體本身的原因),且大型儀器價格昂貴,因此,研究了采用酒石酸鉀鈉絡(luò)合銻的干擾,以鄰菲羅啉分光光度法測定高純銻中的鐵。
1.1試劑、標準溶液及儀器
鹽酸,硝酸,酒石酸鉀鈉,鹽酸羥胺,鄰二氮雜菲,醋酸銨,氨水,冰醋酸,均為分析純。
酒石酸鉀鈉溶液(250 g/L):稱取25 g酒石酸鉀鈉溶于水中,加水稀釋至100 mL,混勻。
鹽酸羥胺溶液(100 g/L):稱取10 g鹽酸羥胺溶于水中,加水稀釋至100 mL,混勻。
鄰二氮雜菲(鄰菲羅啉)溶液(3 g/L):稱取0.3 g鄰二氮雜菲溶于水中,加水稀釋至100 mL,混勻。
醋酸-醋酸銨緩沖溶液(pH=4.5):稱取醋酸銨77 g溶解于500 mL水中,加冰醋酸58.9 mL,加水稀釋至1 000 mL,混勻。
氨水(1+2):100 mL氨水加入200 mL水中,混勻。
鹽酸(1+2):100 mL鹽酸加入200 mL水中,混勻。
鐵標準溶液:稱取純金屬鐵(w(Fe)≥99.9%)1.000 0 g,加30 mL鹽酸,低溫加熱溶解,加一定量硝酸,煮沸除去氮氧化物,以水稀釋并定溶至1 000 mL,混勻(此溶液中鐵質(zhì)量濃度為1 mg/mL)。
取10 mL上述鐵標準溶液(1 mg/mL)于1 000 mL容量瓶中,加20 mL鹽酸,用水稀釋至刻度,混勻(此溶液中鐵質(zhì)量濃度為10 μg/mL)。
儀器:UV-9200型紫外分光光度計。
1.2試驗方法
1.2.1試樣處理
稱取0.100 0~2.000 0 g高純銻試樣于100 mL燒杯中(隨同試樣做空白試驗),沿燒杯壁吹少許水,加4 mL鹽酸,蓋上表面皿加熱,溶解1~2 min后取下,冷卻3 min,加入1 mL硝酸,溶解清亮后再煮沸1 min,驅(qū)趕氮氧化物,取下,冷卻3 min后加入5 mL酒石酸鉀鈉溶液(250 g/L)(注意:其間不能吹水,否則會水解),再煮沸30 s后取下,冷卻。
1.2.2顯色與測定
試樣冷卻后,在原燒杯中加入3 mL鹽酸羥胺溶液(100 g/L),搖勻;放入一小片剛果紅試紙,滴加氨水(1+2)至試紙剛好變?yōu)樽霞t色,如果滴加過量,可用鹽酸(1+2)再調(diào)回紫紅色;加入5 mL醋酸-醋酸銨緩沖溶液(pH=4.5),搖勻;再加入3 mL鄰菲羅啉溶液(3 g/L),搖勻;移入50 mL容量瓶中,定容至刻度,搖勻;室溫下放置20 min后,用紫外分光光度計于波長510 nm處,以2 cm比色皿測定其吸光度。減去試劑空白值,在工作曲線上查出相應鐵的質(zhì)量濃度。
1.2.3工作曲線的繪制及結(jié)果計算
移取不同量鐵標準溶液分別于一系列50 mL容量瓶中,按1.2.2步驟進行顯色與測定,并根據(jù)測定結(jié)果繪制工作曲線。從工作曲線上查得鐵質(zhì)量,根據(jù)試樣質(zhì)量,計算產(chǎn)品中鐵質(zhì)量分數(shù)。依次測定標準曲線,以吸光度為y軸,移取鐵標準溶液濃度為x軸,建立線性回歸方程。質(zhì)量分數(shù)計算公式為
式中:x—試樣中被測元素質(zhì)量分數(shù),%;ρ—被測元素質(zhì)量濃度,μg/mL;ρ0—空白溶液中被測元素質(zhì)量濃度,μg/mL;V—試樣總體積,mL;m—試樣質(zhì)量,g。
2.1加標回收試驗
以2個經(jīng)第三方檢測機構(gòu)檢測的內(nèi)部管理高純銻樣品進行試驗,分別標為管理-1(w(Fe)=0.003 7%)與管理-2(w(Fe)=0.004 3%),分別進行3次加入不同質(zhì)量鐵的試驗,根據(jù)測得結(jié)果計算鐵回收率。分別稱取4份上述試樣0.200 0~0.300 0 g于100 mL燒杯中,按1.2.1步驟進行試樣處理,冷卻后,分別加入0、10、20、30 μg鐵,然后按1.2.2步驟進行顯色與測定,按1.2.3步驟進行計算,所得結(jié)果見表1??梢钥闯?,以本法測定高純銻中的鐵,加標回收率在99.80%~100.23%之間,可滿足測定要求。
表1 加標回收率試驗結(jié)果
2.2與國標法測定結(jié)果對比
國標法SN/T 1031.6—2001出口粗氧化銻化學分析方法中,鉛、鐵的測定采用的是氫溴酸揮銻法,而本法采用酒石酸鉀鈉掩蔽銻的干擾。分別以3個高純銻管理樣進行試驗(管理-1(w(Fe)=0.003 7%),管理-2(w(Fe)=0.004 3%),管理-3(w(Fe)=0.004 0%),結(jié)果見表2??梢钥闯觯罕痉ǖ南鄬φ`差在0%~2.70%之間,優(yōu)于國標法SN/T 1031.6—2001。
表2 準確度(與國標法檢測結(jié)果對比)試驗結(jié)果
2.3方法的準確度與精密度
2.3.1方法的準確度
與不同儀器測定結(jié)果進行對比。取3個高純銻管理樣品進行對比,分別為管理-1(w(Fe)=0.003 7%)、管理-2(w(Fe)=0.004 3%)、管理-3(w(Fe)=0.004 0%),分別用不同儀器進行測定,結(jié)果見表3。可以看出:本法準確度較高,其他2種方法由于基體原因?qū)е陆Y(jié)果與真實值偏差較大。
表3 準確度(不同儀器與方法測定結(jié)果對比)試驗結(jié)果
2.3.2方法的精密度
按本法對3個高純銻管理樣品分別進行10次測定,計算測定結(jié)果平均值及精密度,結(jié)果見表4。可以看出,本法分析數(shù)據(jù)重現(xiàn)性較好,RSD較低,精密度較高。
表4精密度試驗結(jié)果(n=10)
用鄰菲羅啉分光光度法測定高純銻中鐵含量,消除了大型儀器原子吸收光譜法、ICP-OES法、ICP-AES法等測定鐵含量時的不穩(wěn)定現(xiàn)象。試驗結(jié)果表明,鄰菲羅啉分光光度法測定速度快,重現(xiàn)性較好,RSD較低,加標回收率在99.80%~100.23%之間,且成本低廉、操作簡單、準確度與精密度高,回收率高,能滿足檢測要求。
[1] 姬廣磊,王可良,劉艷,等.催化動力學光度法測定痕量鐵的研究進展[J].分析測試技術(shù)與儀器,2004,10(2):93-100.
[2] 謝格波,張霖霖.載體萃取光度法的研究Ⅲ、水中痕量鐵的測定[J].分析試驗室,1985,4(10):22-24.
[3] 李耀南,戴歡,王雨清.鍍鉻液中鐵的測定[J].電鍍與環(huán)保,2009,29(4):45-46.
[4] 陳國樹.催化褪色光度法測定痕量鐵的研究[J].分析化學,1985,13(5):17-20.
[5] 袁齊.ICP-AES直接測定銻產(chǎn)品中雜質(zhì)元素[J].光譜學與光譜分析,2001,21(4):540-541.
[6] 梁宏觀.IRIS(CID)-ICP-AES法同時測定煉銻中Pb、Fe、Cu、As、Bi、Hg和Se的含量[J].光譜實驗室,1998,15(1):73-76.
[7] 馮先進,李培.銻錠中雜質(zhì)元素的ICP-OES法測定方法研究[J].礦冶,2006,15(2):89-90.
[8] 喻慧,陳蘭.火焰原子吸收光譜法測定再生鋅原料中的鐵[J].濕法冶金,2016,35(4):365-369.
[9] 普朝光,肖紹澤.輝光放電質(zhì)譜儀測定超純鍺中23種痕量雜質(zhì)元素[J].質(zhì)譜學報,1997(4):67-70.
[10] 中華人民共和國國家認證認可監(jiān)督管理委員會.出口粗氧化銻化學分析方法鉛、鐵含量的測定方法:SN/T 1031.6—2001[S].北京:中國標準出版社,2002.
[11] 普朝光,肖紹澤,張震.輝光放電質(zhì)譜儀測定超純鍺中 23種痕量雜質(zhì)元素[J].質(zhì)譜學報,1997,18(4):67-70.
[12] 王昕,呂明.鐵(Ⅲ)-硫氰酸鉀-茜素紅三元絡(luò)合物分光光度法測定微量鐵[J].冶金分析,2009,29(3):59-61.
[13] 遲光宇,張兆偉,陳欣,等.羥胺浸提—可見分光光度法測定土壤無定形鐵[J].光譜學與光譜分析,2008,28(12):2931-2934.
RapidDeterminationofIroninHighPurityAntimonybyO-phenanthrolineSpectrophotometry
GAN Lu
(GuangxiMetallurgyResearchInstituteCo.,Ltd.,Nanning530023,China)
Determination of iron in high purity antimony byo-phenanthroline spectrophotometry was researched.The high purity antimony sample was disintegrating using nitric acid-hydrochloric acid,antimony interference was eliminated using tartaric acid.The results indicate that the method has better satisfying reproducibility and RSD.The recovery of the method is in the range of 99.80%~100.23%.The method is very simple,quick,low cost and stability.
high purity antimony;iron;o-phenanthroline spectrophotometry;rapid determination
O657.3
A
1009-2617(2017)05-0434-03
甘露(1981-),女,廣西南寧市人,本科,工程師,主要研究方向為分析測試。
10.13355/j.cnki.sfyj.2017.05.019
2017-03-21