吐溫80-PAN分光光度法測定鋼樣中的鎳

宋 官 龍（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

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吐溫80-PAN分光光度法測定鋼樣中的鎳

宋 官 龍
（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

摘要：研究了以1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚（PAN）-吐溫-80為顯色體系，采用分光光度法測定鋼樣中的鎳（Ⅱ）。在氨-氯化銨緩沖溶液體系中，鎳（Ⅱ）與PAN形成紅色穩(wěn)定的絡(luò)合物。其最大吸收波長為568 nm，表面摩爾吸光系數(shù)為ε568=4.62×104L·mol-1·cm-1。鎳（Ⅱ）含量在0～15 μg/（25 mL）范圍內(nèi)服從比爾定律。采用聯(lián)合掩蔽劑消除樣品中的鐵（Ⅲ）、銅（Ⅱ）、釩（Ⅴ）、鉛（Ⅱ）、等對鎳（Ⅱ）離子的干擾。使用該方法測定了38#、45#鋼樣中的鎳（Ⅱ）含量，其RSD分別為2.60%、0.10%，加標(biāo)平均回收率分別為101.48%、104.96%。此方法具有良好的準(zhǔn)確性、選擇性，且操作簡便、快捷，結(jié)果滿意。

關(guān)鍵詞：PAN；吐溫-80；分光光度法；鋼樣；鎳（Ⅱ）

鋼材中鎳的存在可以改善鋼的低溫性能，特別是韌性。由于鎳可降低臨界轉(zhuǎn)換溫度和降低鋼中元素的擴(kuò)散速度，因此，鎳的加入可以明顯降低鋼的脆化轉(zhuǎn)變溫度。鎳還具有一定的防腐蝕能力［1］。所以，在鋼樣加工中鎳含量的測定是非常有必要的。

鎳的測定方法很多，如層析法［2］、原子吸收法［3］、重量法［4］、吸附法［5］等，但分光光度法應(yīng)用最為廣泛。在 pH=8.00的氨-氯化銨緩沖體系中鎳（Ⅱ）可與1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚（PAN）［6-8］形成磚紅色配合物，測定鎳（Ⅱ）時(shí)，鐵（Ⅱ）、銅（Ⅱ）、釩（Ⅴ）、鉛（Ⅱ）、等離子對測定有明顯的干擾，這些共存離子可用三乙醇胺和硫脲作為聯(lián)合掩蔽劑［9］消除其干擾離子的影響。本方法測定了某鋼廠生產(chǎn)的38#和45# 鋼樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用分光光度法可以直接測定，減少了中間環(huán)節(jié)，不需萃取分離，選擇性好，操作簡便，測定速度快。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

723型分光光度計(jì)，上海分析儀器廠；雷磁PHS-3G型數(shù)字式酸度計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

鎳（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度為1 g·L-1。使用時(shí)稀釋成所需質(zhì)量濃度為10 μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)工作液；PAN乙醇溶液：質(zhì)量濃度為1 mg·mL-1；吐溫-80溶液：質(zhì)量濃度為80 mg·mL-1的水溶液；氨水-氯化銨緩沖溶液：pH=8.00；三乙醇胺溶液：質(zhì)量濃度為50 mg·mL-1；硫脲溶液：質(zhì)量濃度為20 mg·mL-1的溶液；以上配置溶液所用試劑均為分析純，所用水為去離子水。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

取1.0 mL鎳（Ⅱ）工作液（10 μg·mL-1），移入到25 mL容量瓶中，再依次加入pH=8.00的氨水—氯化銨緩沖溶液2 mL，吐溫-80溶液2.0 mL和PAN溶液0.2 mL，用去離子水定容，搖勻。靜置20 min，以試劑空白為參比，在723型分光光度計(jì)用1 cm比色皿于568 nm處測定吸光度。

1.3鋼樣的處理方法

采用電子分析天平，準(zhǔn)確稱取0.1 g鋼樣，將其放入100 mL燒杯中，加入10 mL王水，將燒杯放在墊有石棉網(wǎng)的電爐上，加熱溶解至近干。然后加入微熱的去離子水溶解氯化物鹽類。將該溶液移入25 mL容量瓶中，用去離子水沖洗3～5次并且把沖洗液一起移入容量瓶中，最后用去離子水定容、搖勻備用。

2　結(jié)果與討論

2.1最優(yōu)測定條件

2.1.1絡(luò)合物波長的測定

實(shí)驗(yàn)中測定絡(luò)合物在波長為530～620 nm內(nèi)的吸光度。測定結(jié)果表明，該絡(luò)合物的最大吸收波長為568 nm。因此，實(shí)驗(yàn)采用568 nm作為測定波長。

2.1.2試劑用量

固定其它試劑用量，改變其中一種試劑的用量。它們分別為：氨-氯化銨緩沖溶液的 pH=8.00時(shí)，用量為2 mL；吐溫-80溶液用量為2.0 mL；PAN溶液用量為0.2 mL時(shí)所測得的吸光度最大且穩(wěn)定。

2.1.3絡(luò)合物穩(wěn)定時(shí)間

在568 nm處測定不同時(shí)間的吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶液顯色20 min后絡(luò)合物的吸光度達(dá)到最大且可穩(wěn)定在4 h。

2.2工作曲線的繪制

將配置好的10 μg·mL-1鎳（Ⅱ）工作液0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 mL分別加入到25 mL的容量瓶中，按實(shí)驗(yàn)方法1.2繪制吸光度與濃度的工作曲線，由工作曲線可以看出，鎳（Ⅱ）含量在0～15 μg/（25 mL）的范圍內(nèi)能很好的服從比爾定律。對工作曲線進(jìn)行線性回歸，求出一元線性回歸方程為：A=0.03176×105C-0.00164 （C為濃度，mol·L-1）摩爾吸收系數(shù)ε=4.62×104L·moL-1·cm-1。相關(guān)系數(shù)r=0.9999。

2.3人工合成樣品回收率

對鋼樣進(jìn)行了人工模擬實(shí)驗(yàn)，考查人工合成樣的回收率。在一個(gè)100 mL的容量瓶中分別加入1 mg·mL-1的鎳（Ⅱ）、大于5倍Ni2+的干擾離子Fe3+、Pb2+、Cu2+、Na+、Ca2+、Mn2+和大于 10倍 Ni2+的Mg2+、Al3+及大于100倍Ni2+的Fe3+等離子制得人工合成樣。其中Ni2+的濃度為10 μg·mL-1，F(xiàn)e3+、Pb2+、Cu2+、Na+、Ca2+、Mn2+的濃度為50 μg·mL-1，Mg2+、Al3+的濃度為100 μg·mL-1及Fe3+的濃度為1 000 μg·mL-1。移取1 mL的人工合成樣于25 mL容量瓶中，在分別加入6 mL硫脲（20 mg·mL-1）3 mL三乙醇胺（50 mg·mL-1）按實(shí)驗(yàn)方法1.2分別測定6個(gè)試樣，測定結(jié)果表明，使用聯(lián)合掩蔽劑可以消除共存離子的干擾，Ni2+的平均回收率 102.95%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.40%。

2.4實(shí)際樣品分析

采用電子分析天平，準(zhǔn)確稱取0.1 g鋼樣，按照實(shí)驗(yàn)方法1.3處理后，移取4 mL，按照實(shí)驗(yàn)方法1.2，在加入掩蔽劑的條件下進(jìn)行鎳含量的測定，結(jié)果見表1。

2.5鋼樣加標(biāo)回收

準(zhǔn)確稱取0.1 g左右的鋼樣于100 mL小燒杯中，加入10 mL王水在電爐上加熱溶解至近干。冷卻至室溫，先向燒杯中加入10 μg·mL-1鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.3鋼樣處理方法處理鋼樣，移取5 mL，按實(shí)驗(yàn)方法1.2加入掩蔽劑進(jìn)行測定，其結(jié)果列于表2中。

3　結(jié) 論

此方法適用于鋼樣中鎳含量的測定，在加入聯(lián)合掩蔽劑三乙醇胺和硫脲后，可以消除干擾離子的影響。38#和45#鋼樣的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.60%、0.10%，符合分析中準(zhǔn)確度的要求。從以上分析結(jié)果可以看出，本方法可以準(zhǔn)確、快速地測定鋼樣中的鎳含量，而且具有較高的選擇性和靈敏性。

表1　鋼樣中鎳含量的測定數(shù)據(jù)（n=3）Table 1　Measurement data of nickel content in steel samples （n=3）

表2　鋼樣中鎳的加標(biāo)回收數(shù)據(jù)（n=3）Table 2　Spike recovery data of nickel in steel samples （n=3）

參考文獻(xiàn)：

［1］吳麗香，王卓.苯基熒光酮顯色劑分光光度法測定鋼樣中的鉛［J］.分析儀器，2007（3）∶35-37.

［2］王慧春，張成總.干柱層析法分離大黃酚和大黃素甲醚［J］.青海大學(xué)學(xué)報(bào)∶自然科學(xué)版，2006，24（1）∶59-60.

［3］林宏琳，呂華東.石墨爐原子吸收光譜法側(cè)定涉水產(chǎn)品中的鎳增加量［J］.中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2006，16（1）∶24-25.

［4］吳麗香，王卓.苯基熒光酮分光光度法測定原油中的鉛［J］.現(xiàn)代科學(xué)儀器，2006（6）：109-111.

［5］姚冬梅，趙杉林，商麗艷，等.天然高分子吸附誰中的 Cu2+和 Ni2+［J］.遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26（1）∶42-44.

［6］李在均，陸敏東，潘較麥.2，6-二溴-4-4氯基偶氮羧胂分光光度法測定銅基合金中的鉍［J］.冶金分析，2003，23（1）∶7-8.

［7］周能，趙書林，劉典梅.對氯苯重氮氨基偶氮苯的合成及其與鎳的顯色反應(yīng)［J］.冶金分析，2003，23（3）∶6-8.

［8］吳麗香，宋官龍，趙男.微乳液介質(zhì)分光光度法測定鋼樣中的錳（Ⅱ）［J］.分析儀器，2008（3）∶45-47.

［9］周天澤.化學(xué)分析測試中的干擾消除［M］.北京∶首都示范大學(xué)出版社，1996.

Determination of Ni（Ⅱ） in Steel Samples
by Tween-80-PAN Spectrophotometer

SONG Guan-long
（Liaoning Shihua University，Liaoning Fushun 113001，China）

Abstract：Ni（Ⅱ） in steel samples was determined by spectrophotometry using 1-（2-pyridylazo） -2-PAN-Tween-80 as coloration system in this article.In NH3H2O-NH4Cl buffer solution，Ni（Ⅱ） and PAN formed a steady complex compound.The maximum absorption of the compound was at 568 nm，and the apparent absorption coefficient was 4.62×104L·mol-1·cm-1.Beer`s law was obeyed in the range of 0～15 μg/（25 mL） Ni（Ⅱ） solution.The interference of Fe（Ⅲ），Cu（Ⅱ），V（Ⅴ），Pb（Ⅱ） was eliminated by masking reagents.Ni（Ⅱ） in steel samples of 38#and 45#were determined.The RSDs were 2.60% and 0.10%，and the recoveries were 101.48% and 104.96%.This method is accurate，selective and simple，and the results are satisfactory.

Key words：PAN；Tween-80；Spectrophotometry；Steel samples；Ni（Ⅱ）

中圖分類號：TQ 13

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）01-0205-02

收稿日期：2015-10-09

作者簡介：宋官龍（1983-），男，黑龍江省牡丹江市人，編輯，碩士，2009年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，研究方向：從事分析化學(xué)研究工作。E-mail：sgl_8352@163.com。