碘量法測定鈷鉻烤瓷合金中的鈷

麥麗碧，許潔瑜，陳小蘭，陳曉東

廣東省工業(yè)分析檢測中心，廣東 廣州 510651

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碘量法測定鈷鉻烤瓷合金中的鈷

麥麗碧，許潔瑜，陳小蘭，陳曉東

廣東省工業(yè)分析檢測中心，廣東 廣州 510651

采用碘量法測定鈷鉻烤瓷合金中的鈷，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.11%(n=11)．表明該方法具有良好的精密度，準(zhǔn)確度高，能夠滿足鈷鉻烤瓷合金中鈷含量的測定要求．

鈷鉻烤瓷合金；鈷；聚四氟乙烯；高壓消解罐；碘量法

鈷鉻烤瓷合金是牙科最常用的一種材料，主要用于鑲牙、補(bǔ)牙、種牙，以及制作顱面部骨折固定的夾板和螺釘、正牙弓絲和托槽、牙科手術(shù)和治療器械等[1]．該合金憑借其優(yōu)異的生物相容性及良好的力學(xué)性能，而被用于制作烤瓷熔附金屬修復(fù)體(porcelainfused-to-metal restoration，PFM)．由于烤瓷鎳鉻合金具有一定程度的致敏性，而貴金屬烤瓷修復(fù)體及全瓷修復(fù)體價(jià)格昂貴，因此鈷鉻合金在我國臨床上的應(yīng)用將越來越廣泛[2]．

鈷鉻烤瓷合金主要成分為鈷、鉻、鉬和鎢，其中鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%～68%，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%～32%，合金中常含有少量的銅、鎳、硅、鎵、鋁、鉭、銠、錳、硼及碳等元素[1]．由于鈷鉻烤瓷合金中鈷含量較高、雜質(zhì)較多，本文采用碘量法測定鈷鉻烤瓷合金中的鈷．

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

試驗(yàn)的試樣為鈷鉻烤瓷合金，其主要成分含量分別為w(Co)=61%，w(Cr)=24%，w(Mo)=5%，w(W)=7%，w(Ga)=3%，w(Si)=1%．試驗(yàn)所用試劑為鹽酸、硝酸、高氯酸、氫氟酸、氨水，所用試劑均為分析純，水為二級水．

檸檬酸銨-焦磷酸鈉混合溶液：飽和檸檬酸銨溶液和飽和焦磷酸鈉溶液按照等體積混合．

鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液：首先稱取1.0000 g的金屬鈷(w(Co)≥99.95%)，加入到10～20 mL的HNO3(1+1)溶液中，加熱溶解并蒸發(fā)至近干后加入少量的水進(jìn)行溶解，然后移入500 mL的容量瓶中用水定容，此溶液中Co含量為2 g/L．再次稱取0.5000 g的金屬鈷(w(Co)≥99.95%)，加入到10～20 mL的HNO3(1+1)溶液中，加熱溶解并蒸發(fā)至近干后加入少量水進(jìn)行溶解，然后移入500 mL的容量瓶中用水定容，此溶液中Co含量為1 g/L．

鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取預(yù)先在150 ℃下烘1 h并置于干燥器中冷卻至室溫的基準(zhǔn)試劑重鉻酸鉀1.4135 g于燒杯中，用水溶解后移入500 mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，此溶液中Cr含量為1 g/L．

碘溶液(c(1/2I2)≈0.05 moL/L)：稱取12.7 g的碘移至容器瓶中，再加入50 g的碘化鉀，然后加水溶解并稀釋至2 L．

亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(c(Na3AsO3)≈0.05 moL/L)：稱取5.1 g的三氧化二砷溶于濃度為100 g/L的20 mL的氫氧化鈉溶液(必要時(shí)稍加熱)中，以鹽酸(1+1)中和，然后加入15 g的碳酸氫鈉，用水稀釋至2 L．

1.2 試驗(yàn)方法

稱取0.1000 g的試樣于聚四氟乙烯高壓消解罐中，加入10 mL的鹽酸、3 mL的硝酸和5 mL的氫氟酸，于預(yù)熱至180 ℃的烘箱中加熱溶解4 h后取出，待試液冷卻后移入100 mL聚四氟乙烯容量瓶中．

準(zhǔn)確移取50 mL試液于250 mL燒杯中，加入5 mL的高氯酸，蒸發(fā)至冒白煙2～3 min后取下冷卻，用少量水吹洗杯壁，再加少量水，加熱至沸，使可溶鹽類溶解．待溶液冷卻后，用氨水中和至堿性，再用HCl(1+1)中和至微酸性．冷卻，加入25 g的硝酸銨，待溶解后，加入10 mL的檸檬酸銨-焦磷酸鈉混合溶液，準(zhǔn)確加入25 mL碘溶液和10 mL的氨水，攪拌5 min，靜置10～20 min，以10 g/L的淀粉溶液作指示劑，用亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至藍(lán)色消失，即為終點(diǎn)．與試樣分析同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)[3]．

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算

亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定：準(zhǔn)確吸取3份濃度為2 g/L的鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液20 mL，分別放入3個(gè)體積為250 mL的燒杯中，準(zhǔn)確加入25 mL的碘溶液及10 mL的氨水，攪拌5 min，靜置10～20 min，以10 g/L的淀粉溶液作指示劑，用亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至藍(lán)色消失，即為終點(diǎn)，所消耗的亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積記為V．與試樣分析同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)，所消耗的亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積記為V0．

(1)

式(1)中：f為與1.00mL亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜拟挼馁|(zhì)量，g/L；V為滴定鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)所消耗亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V0為滴定空白溶液時(shí)所消耗亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL．

按下式計(jì)算鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Co)/%：

(2)

式(2)中：V1為滴定試樣時(shí)所消耗亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V0為滴定空白溶液時(shí)消耗亞砷酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；m為試料的質(zhì)量，g；試液分取比例為2．

2 結(jié)果與討論

2.1 溶解試驗(yàn)

鈷鉻烤瓷合金強(qiáng)度高、硬度大、雜質(zhì)較多，具有良好的耐腐蝕性，一般需要在高溫高壓條件下于王水和氫氟酸介質(zhì)中進(jìn)行溶解．取6份0.1000 g樣品分別置于聚四氟乙烯燒杯中，其中3份加入與1.2試驗(yàn)方法中等量的鹽酸、硝酸和氫氟酸，在電熱板上加熱溶解；另外3份加入與1.2試驗(yàn)方法中等量的鹽酸、硝酸、氫氟酸，在電熱板上加熱溶解，待樣品大概溶解一半時(shí)加入10 mL的硫酸和10 mL的磷酸，樣品溶解過程中需不斷補(bǔ)加酸，直至樣品完全溶解，取下冷卻后移入100 mL的聚四氟乙烯容量瓶中．另稱取3份樣品于聚四氟乙烯高壓消解罐中，加入10 mL的鹽酸，3 mL的硝酸和5 mL的氫氟酸，于預(yù)熱至180 ℃的烘箱中加熱溶解4 h，取下冷卻后移入100 mL的聚四氟乙烯容量瓶中，測試過程與樣品分析過程一致．不同的分解方法對測定結(jié)果的影響列于表1．

表1 溶解試驗(yàn)結(jié)果

由表1可知：在電熱板加熱條件下，用鹽酸+硝酸+氫氟酸溶液不能完全溶解樣品，此溶解方法不可行；在電熱板加熱條件下，用鹽酸+硝酸+氫氟酸+硫磷混酸溶液溶解樣品，但溶解時(shí)間很長，且需要不斷補(bǔ)加酸，測定結(jié)果偏低，原因是溶解時(shí)間過長，溶液易跳濺損失，或者樣品并未溶解完全，有細(xì)小未溶物而未能觀察出；將樣品置于聚四氟乙烯高壓消解罐中高溫高壓溶解，樣品可完全溶解且溶液清亮，測定結(jié)果與樣品給定值吻合．

2.2 鉻及共存元素的干擾

本試驗(yàn)測定的鈷鉻烤瓷合金樣品中含鈷(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約61%，鉻約26%，還含有鎢、鉬、硅、鐵、釕、鎵等其他元素，因其它元素含量較低，不影響測定結(jié)果．檸檬酸銨-焦磷酸鈉混合溶液的加入，可消除100 mg的鐵、鋁的影響，因此，主要考慮鉻對鈷測定的影響．

分別移取濃度為2 g/L的鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液15 mL于3個(gè)250 mL的燒杯中，再分別加入10 ，15和20 mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2試驗(yàn)方法進(jìn)行鈷的測定，結(jié)果列于表2．由表2可知，采用碘量法測定鈷鉻烤瓷合金中鈷，鉻對測定結(jié)果沒影響．

表2 干擾試驗(yàn)測定結(jié)果

2.3 精密度試驗(yàn)

取鈷鉻烤瓷合金試樣，按試驗(yàn)方法獨(dú)立地進(jìn)行11次測定，試驗(yàn)結(jié)果列于表3．由表3可知，所測鈷含量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.11%．表明本方法的精密度高，重視性、穩(wěn)定性好．

表3 精密度試驗(yàn)測定結(jié)果

2.4 回收試驗(yàn)

為了考察本方法的準(zhǔn)確度，在試樣中分別加入濃度為1 g/L的鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液5，10和15 mL，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，測試過程與樣品分析過程一致，結(jié)果列于表4．由表4可知，在擬定的試驗(yàn)條件下，鈷回收率在98.80%～103.20%之間，符合常量分析要求．

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

采用碘量法測定鈷鉻烤瓷合金中的鈷，所測鈷含量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.11%(n=11)，該方法精密度高、準(zhǔn)確度高及穩(wěn)定性好，能夠滿足鈷鉻烤瓷合金中鈷含量測定的要求．

[1] 汪大林，江中明. 牙科合金材料應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J]. 特種鑄造及有色合金，2010(增2)：76-78．

[2] 戰(zhàn)德松，王強(qiáng)，李柘. 金屬烤瓷合金的研究進(jìn)展[J]. 中國實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志，2008，2(1)：115-119．

[3] 北京礦冶研究總院分析室. 礦石及有色金屬分析手冊[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1990．

Determination of cobalt in cobalt chromium ceramic alloy by iodometry

MAI Libi，XU Jieyu，CHEN Xiaolan， CHEN Xiaodong

GuangdongIndustrialAnalysisandTestingCenter，Guangzhou510651，China

Iodometry is used to determine cobalt in cobalt chromium ceramic alloy. The relative standard deviation is 0.11% (n=11). The good precision of this method can meet the requirements of nickel-iron ceramic alloy in the determination of total cobalt．

cobalt chromium ceramic alloy；cobalt；teflon；autoclave；iodometry

1673-9981(2016)03-0229-04

2016-01-11

麥麗碧(1964-)，女，廣東佛山人，高級工程師，本科．

O 655.23

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