火焰原子吸收光譜法測定粗鋅中的銅*

高偉，邢化冰

(1.國家再生有色金屬橡塑材料質量監(jiān)督檢驗中心，安徽阜陽 236000； 2.阜陽市產品質量監(jiān)督檢驗所，安徽阜陽 236000)

火焰原子吸收光譜法測定粗鋅中的銅*

高偉1，邢化冰2

(1.國家再生有色金屬橡塑材料質量監(jiān)督檢驗中心，安徽阜陽 236000； 2.阜陽市產品質量監(jiān)督檢驗所，安徽阜陽 236000)

建立火焰原子吸收光譜法測定粗鋅中的銅含量。采用硝酸-酒石酸溶解樣品，并以其為測定溶液介質，檢測波長為324.7 nm，以水為參比，采用空氣-乙炔火焰以原子吸收光譜儀進行測定。在優(yōu)化的實驗條件下，銅的質量濃度在0.10～2.50 μg／mL范圍內與吸光度有良好線性關系，相關系數(shù)為0.999 7，方法檢出限為0.01 μg／mL。測定結果的相對標準偏差為1.0%～3.0%(n=11)，樣品加標回收率為97%～102%。該方法具有靈敏度高，干擾少，重現(xiàn)性好等優(yōu)點，適用于銅含量在0.001%～0.50%之間的粗鋅中銅的測定。

火焰原子吸收光譜法；粗鋅；銅

金屬鋅具有良好的壓延性、耐磨性、抗腐蝕性、鍛造性和常溫機械性，能與多種金屬制成性能優(yōu)良的合金，被廣泛應用于建筑、汽車、家用電器、船舶、輕工及電池等行業(yè)。粗鋅是各種鋅制品的首要原料之一。鋅合金中含有銅元素可以增加合金的硬度和強度，改善合金的抗磨性能，減小晶間腐蝕等作用，可用作結構材料代替部分銅鋁合金，在工業(yè)上用途廣泛。但是粗鋅中的銅超過一定含量時，鋅合金鑄件尺寸和機械強度會發(fā)生變化，降低合金的可延伸性，因此準確掌握粗鋅中銅元素的含量具有非常重要的意義。

目前國內尚未制定相關的標準方法測定粗鋅中銅的含量。文獻報道中鋅合金、再生鋅原料以及含鋅礦物中銅含量的檢測方法包括X射線熒光光譜法［1］、火焰原子吸收光譜法［2-3］、電感耦合等離子發(fā)射光譜法［4-7］、輝光放電光譜法［8］、伏安法［9］、毛細管電泳法［10］、滴定法［11］、電位電解法［12］、分光光度法［13-14］等，其中X射線熒光光譜法、電感耦合等離子發(fā)射光譜法、輝光放電光譜法、毛細管電泳法所需設備成本高，操作復雜；分光光度法和滴定法測量結果誤差較大且再現(xiàn)性不好；伏安法無法滿足銅含量較大的樣品測定；電解法在實際操作中耗時過長，靈敏度低；火焰原子吸收光譜法可同時滿足快速，簡便，準確，檢測范圍寬，實驗代價小，所需儀器造價低，可操作性強，重現(xiàn)性好的特點。筆者根據(jù)粗鋅中元素成分復雜的特性，采用硝酸-酒石酸溶液溶解樣品，在混酸體系中，采用火焰原子吸收光譜法對樣品中的銅進行測定。該方法便捷，準確，重現(xiàn)性好，適用于粗鋅中銅含量在0.001%～0.50%之間的粗鋅中銅的測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收分光光度計：ZEEnit700P型，波長范圍為190～900 nm，配銅空心陰極燈，光譜帶寬四擋切換，單雙光束自動切換，氘燈扣背景，德國耶拿分析儀器股份公司；

電子天平：BSA224S型，感量0.000 1 g，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司

純銅：純度不低于99.98%，山西太鋼技術中心；硝酸：優(yōu)級純，國藥集團化學試劑有限公司；D-L酒石酸：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；

實驗用水為去離子水。

1.2 溶液配制

硝酸-酒石酸混合溶液：稱取50 gD-L酒石酸于500 mL燒杯中，加入硝酸溶液(1+1)攪拌至溶解完全，用硝酸溶液(1+1)稀釋至標線，混勻，待用。

銅標準儲備溶液：精確稱取1.000 g純銅于250 mL燒杯中，加入30 mL硝酸溶液(1+1)，低溫加熱至完全溶解，煮沸至除去氮的氧化物，冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻，得質量濃度為1 mg／mL的銅標準儲備溶液。

銅標準使用液：移取10.00 mL銅標準儲備溶液置于200 mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻，得質量濃度為50 μg／mL的銅標準使用液。

銅系列標準工作溶液：分別移取0.00，0.20，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL 銅標準使用液于 7 只100 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸-酒石酸混合溶液，以水稀釋至標線，混勻，配制成銅質量濃度為0.00，0.10，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50 μg／mL 的 系列標準工作溶液，待測。

1.3 儀器工作條件

檢測波長：324.7 nm；燈電流：2.0 mA；光譜通帶寬度：1.2 nm；燃燒器高度：4 mm；燃氣：乙炔，流量為40 L／h；讀數(shù)時間：3 s。

1.4 樣品處理

準確稱取2.00 g試樣于250 mL燒杯中，在室溫條件下，緩慢加入20 mL硝酸-酒石酸混合溶液，蓋上表皿，待劇烈反應后，低溫電加熱樣品溶解至清亮，取下稍冷。用少量水吹洗表皿及杯壁，繼續(xù)加熱至微沸，取下冷卻，移入200 mL容量瓶中，用水稀釋至標線，混勻，待測。

根據(jù)試樣的銅含量，選擇不同的試樣溶液取樣量、混酸添加量及稀釋體積見表1。按照表1分取一定量的試樣溶液于100 mL容量瓶中，加入一定量硝酸-酒石酸混合溶液，用水稀釋至標線，混勻。隨同試樣做試劑空白。

表1 取樣量、添加量及稀釋體積

1.5 標準工作曲線繪制

在1.3儀器工作條件下，以水為參比，對銅系列標準工作溶液進行測定。以銅的質量濃度(c)為橫坐標，吸光度(A)為縱坐標，繪制標準工作曲線。

2 結果與討論

2.1 硝酸-酒石酸混合溶液溶液用量的選擇

在配制質量濃度為1.0 μg／mL的銅標準溶液時，加入不同的硝酸-酒石酸混合溶液，考察其對銅吸光度的影響，結果見表2。由表2可知，當硝酸-酒石酸混合溶液為0～20 mL時，銅的吸光度基本一致。綜合考慮儀器腐蝕、分析成本和待測成分的穩(wěn)定性等因素，選擇10 mL硝酸-酒石酸混合溶液。

表2 硝酸-酒石酸混合溶液溶液用量對吸光度的影響

2.2 鋅基體干擾試驗

粗鋅中鋅含量一般為90.0%～99.5%，鋅基體溶液中鋅的質量濃度不超過10 mg／mL。考察鋅質量濃度分別為 0.0，1.0，5.0，10.0 mg／mL 時對 1.0 μg／mL銅標準溶液吸光度的影響，結果見表3。由表3可知，鋅含量不大于10.0 mg／mL時，銅的吸光度基本一致，鋅對測定結果無干擾。

表3 鋅基體干擾試驗結果

2.3 共存元素干擾試驗

粗鋅中含有 Pb，F(xiàn)e，Sb，As，Cd，Sn等多種共存元素與少量Ge，In等元素。在銅質量濃度為1.0 μg／mL，鋅基體溶液質量濃度為 0.0，0.5，5.0，10.0 mg／mL，Pb，F(xiàn)e，Sb，As，Cd，Sn，Ge，In共存元素按照加入最大量分別為 500，100，50，50，200，50，50，50 μg／mL，針對粗鋅中共存元素進行干擾測定，結果見表3。由表3可知，粗鋅中共存元素不超過上述量，采用火焰原子吸收光譜法測定銅，其共存元素對測定結果基本無影響。

表3 共存元素干擾試驗結果

2.4 線性方程及檢出限

按1.5方法繪制標準工作曲線，線性方程為A=0.289 1c+0.004 2，相關系數(shù)為0.999 7。對質量濃度(c)為0.5 μg／mL的銅標準溶液測定10次，吸光度的平均值(A)為0.068 1，標準偏差(s)為0.000 759。按DL=csk／A(k=2)［15］計算方法檢出限為 0.01 μg／mL。

2.5 精密度試驗

取4組含銅量不同的粗鋅樣品，按照1.4方法處理，在1.3儀器工作條件下分別重復測定11次，測定結果見表4。由表4可知，測定結果的相對標準偏差為1.0%～3.0%，表明該法精密度。

表4 精密度試驗結果 %

2.6 加標回收試驗

分別稱取1#和2#粗鋅試樣2.00 g，添加一定量的1 mg／mL銅標準溶液，對其進行加標回收試驗，測定結果見表5。由表5可知，樣品的加標回收率為97%～102%，表明該方法可滿足分析要求。

表5 回收試驗結果 %

2.7 準確度試驗

由于市場上粗鋅標準樣品較少，因此試驗選擇3組鋅合金標準物質，用本實驗方法測定其銅含量，結果見表6。由表6可知，本法測定結果與標準值基本一致，表明該方法準確度較高。

表6 方法比對試驗結果 %

3 結語

采用硝酸-酒石酸溶解樣品，并以其為測定溶液介質，使用火焰原子吸收光譜法測定粗鋅樣品中的銅含量。該方法操作簡單，靈敏度高，干擾少，重現(xiàn)性好，可滿足粗鋅中銅的檢測要求。

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［15］GB／T 7728-1987 火焰原子吸收光譜法通則［S］.

Determination of Copper in Crude Zinc by Flame Atomic Absorption Spectrometry

Gao Wei1, Xing Huabing2
(1. National Renewable Non-ferrous Metal Rubber Material Quality Supervision Inspection Center, Fuyang 236000, China;2. Fuyang Institute of Product Quality Supervision amp; Inspection, Fuyang 236000, China)

A method for determination of copper in crude zinc by flame atomic absorption spectrometry was developed. The samples were dissolved by nitric acid-tartaric acid, and nitric acid-tartaric acid as the medium of the determination solution, and the content of copper in crude zinc was determined by atomic absorption spectrophotometer with an air-acetylene flame at a wavelength of 324.7 nm and water as reference. Under the optimal conditions, the mass concentration of copper had a good linear relationship with absorbance in the range of 0.10-2.50 μg／mL, the correlation coefficient was 0.999 7, the detection limit was 0.01 μg／mL. The relative standard deviation of determination results were 1.0%-3.0%(n=11), and the sample recoveries were 97%-102%. The method has the advantages of high sensitivity,low interference and good reproducibility, which is suitable for determination of copper in crude zinc whose copper content between 0.001% and 0.50%.

flame atomic absorption spectrometry; crude zinc; copper

O657.3 文獻標識碼：A 文章編號：1008-6145(2017)06-0027-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2017.06.006

*國家標準委員會行業(yè)標準制修訂基金項目(有色標秘[2016] 41號)

聯(lián)系人：高偉；E-mail： 178983626@qq.com

2017-09-28