劉海丹,劉圣林
(江西銅業(yè)加工事業(yè)部,江西 南昌 330096)
在銅箔生產(chǎn)過程中,生箔電解溶液中各種雜質(zhì)金屬離子的含量控制對(duì)于生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的銅箔至關(guān)重要,鈣離子的檢測(cè)是必不可少的。當(dāng)生箔電解液中鈣的含量超過一定極限后就會(huì)從溶液中析出,從而影響正常生產(chǎn)。關(guān)于火焰原子吸收光譜法測(cè)定鈣的研究是比較多的[1-3],但對(duì)于銅箔的生箔電解液中鈣的檢測(cè)未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)試圖從消除測(cè)定過程中的主要干擾入手,探求準(zhǔn)確測(cè)定鈣的方法。
AA240原子吸收分光光度計(jì)(美國瓦里安公司)。
(1)鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1g/L)
(2)氧化鑭溶液(25g/L)
(3)鹽酸(AR)
(4)硫酸(AR)
(5)氯化銅基體溶液(Cu濃度100 g/L)
(6)硫酸基體溶液(H2SO4濃度130 g/L)
(7)銅和硫酸混合基體溶液(Cu濃度50 g/L、H2SO4濃度65g/L)
(8)EDTA 溶液:0.1mol/L
(9)鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1):分別移取100mg/L鈣中間標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、0.5、1、2ml入 100ml容量瓶中,再分別加入氧化鑭溶液5ml、鹽酸2ml,加入去離子水定容。此標(biāo)準(zhǔn)鈣濃度分別為 0、0.5、1、2mg/L。
(10)鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(2):在鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)定容前再加入2ml銅和硫酸混合基體溶液然后定容。此標(biāo)準(zhǔn)鈣濃度分別為 0、0.5、1、2mg/L。
表1 儀器工作參數(shù)
取1ml生箔電解液樣品(Cu濃度約100 g/L、H2SO4濃度約130g/L)于100ml容量瓶中,再分別加入氧化鑭溶液5ml、鹽酸2ml,加入去離子水定容。將試樣放入原子吸收儀上,用2.2(10)的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液,按2.3工作條件測(cè)定。
按2.4試驗(yàn)方法,分別在1mg/L鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液加入銅、硫酸以及銅和硫酸的混合基體,用2.2(9)的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液,按2.3工作條件測(cè)定。結(jié)果見表2基體干擾試驗(yàn)結(jié)果:
表2 基體干擾試驗(yàn)結(jié)果
從結(jié)果可以看出,Cu2+對(duì)鈣的測(cè)定的影響可以忽略,但H2SO4的影響就非常大,CuSO4和H2SO4混合基體與H2SO4相差不大。SO42-的干擾主要是原子化的過程中生成了難解離的CaSO4,從而抑制了吸收信號(hào)[4-6]。針對(duì)大量 SO42-的干擾,主要試驗(yàn)了以下三種消除干擾的方法:
加入一定量的EDTA作為保護(hù)劑,用鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)做標(biāo)準(zhǔn)曲線,測(cè)定其結(jié)果如表3。
表3 加入保護(hù)劑試驗(yàn)結(jié)果
從表3可知,加入保護(hù)劑EDTA溶液,對(duì)于消除SO42-的干擾幾乎沒有作用,可見保護(hù)劑的作用還是有限的[4]。
取同一生箔電解液樣品3份,然后分別加入0、0.5、1mg鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液,用鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)做標(biāo)準(zhǔn)曲線,測(cè)定其吸光度結(jié)果如表4。利用表4數(shù)據(jù)可得擬合方程式:加標(biāo)量=33.44×吸收值-1.241,可得生箔電解液樣品結(jié)果為1.241 mg/L,但根據(jù)同一樣品使用等離子體發(fā)射光譜法檢測(cè)的結(jié)果為0.95 mg/L,此結(jié)果準(zhǔn)確性差。標(biāo)準(zhǔn)加入法只能消除與濃度無關(guān)的基體干擾,但不能扣除背景干擾及與濃度有關(guān)的基體干擾[5]。
表4 標(biāo)準(zhǔn)加入法試驗(yàn)結(jié)果
在鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)定容前再加入銅和硫酸混合基體溶液配成鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(2),用其做工作曲線,測(cè)定3.3中的樣品,結(jié)果見表5。從表中可以看出,由于標(biāo)液中加入了與樣品溶液盡可能一致的銅和硫酸混合基體溶液,從而得到可靠的結(jié)果:0.925mg/L。這點(diǎn)可通過表5中的加標(biāo)回收率得到驗(yàn)證。
表5 基體匹配法試驗(yàn)結(jié)果
用火焰原子吸收光譜法測(cè)定銅箔電解液中的鈣離子含量時(shí),釋放劑和保護(hù)劑的效果是有限的。如果存在大量影響待測(cè)元素的離子濃度測(cè)定的化學(xué)干擾基體時(shí),使用標(biāo)準(zhǔn)加入法也無法得到準(zhǔn)確的結(jié)果。通過配制與樣品溶液盡可能一致的標(biāo)準(zhǔn)溶液,匹配好基體,同樣可以得到可靠的分析結(jié)果[6]。
[1]姜典鎮(zhèn).火焰原子吸收法測(cè)定元素鈣的影響因素及其校正[J].微量元素與健康研究,2005(04):43-44.
[2]黃雪霖梁春穗.火焰原子吸收法測(cè)定保健食品中鈣的干擾及其校正[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2001,11(1):99-100.
[3]靖振梅.火焰原子吸收光譜法測(cè)定高硅合金中常量鈣[J].冶金分析,2002,22(3):57.
[4]劉達(dá)炯.空氣-乙炔火焰原子吸收法測(cè)定鈣的化學(xué)干擾機(jī)理及其消除[J].江西有色金屬,1999,13(4):40.
[5]周永曉等.火焰原子吸收光譜分析中的干擾因素及排除方法[J].光譜儀器與分析:2006(Z1):152.
[6]壽曼立 姜桂蘭.原子光譜分析[M].第二版.北京:地質(zhì)出版社,1993:304-305,316-317.