電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定齒科修復(fù)用烤瓷鈀銀合金中的釕

陳小蘭，王 芳，熊曉燕，許潔瑜，王 津

廣東省工業(yè)分析檢測中心，廣東 廣州 510650

齒科烤瓷修復(fù)用鈀銀基合金是一種安全可靠、耐用的修復(fù)材料，具有優(yōu)良的抗腐蝕性和熱傳導(dǎo)性，在口腔環(huán)境中穩(wěn)定、不易氧化，具有良好的生物相容性，不會引起口腔組織的病變．它色澤銀白、易于體現(xiàn)陶瓷色澤，尤其不致使瓷牙與牙齦接觸處呈現(xiàn)暗黑色陰影、影響美觀．貴金屬的合金中再加入少量微量元素(例如釕)，對合金的抗腐蝕性、熔點、鑄造性能、機(jī)械性能，熱膨脹、熱處理、硬化性及金瓷結(jié)合程度等起到一定的調(diào)節(jié)作用，因此具有良好的陶瓷穩(wěn)定性，很少有崩瓷的情況發(fā)生．

合金中釕含量的高低對其耐蝕性能有很大的影響，需要準(zhǔn)確測定．有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Y/ST938.4-2013[1]中沒有規(guī)定釕的測定方法，該合金中釕的測定方法在其它文獻(xiàn)也未報道．目前，測定釕的主要方法有分光光度法[2]、氫還原重量法[3]、原子吸收光譜法[4]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES法)[5-7]等．其中ICP-AES法具有簡便、快速、基體干擾小、精密度高等特點，特別適用含釕質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%～0.10%的烤瓷修復(fù)用鈀銀基合金的測定．

采用ICP-AES法測定烤瓷修復(fù)用鈀銀基合金中釕的含量，對樣品的溶解條件及介質(zhì)和酸度進(jìn)行了研究，考察了基體元素及其它共存元素的干擾問題，建立了ICP-AES法測定烤瓷修復(fù)用鈀銀基合金中釕的方法．

1 試驗部分

1.1 樣品組成成分

對KCPd61，KCPd54和KCPd43三個樣品進(jìn)行全分析，結(jié)果列于表1．

由表1可知，合金的主要成分是鈀和銀，其次是錫、銦、金，以及還有微量的鋅和釕．

1.2 實驗方法

首先稱取0.1000 g烤瓷修復(fù)用鈀銀基合金樣品置于聚四氟乙烯高壓消解罐中，加入20 mL鹽酸、3.5 mL硝酸，于烘箱中在180 ℃下加熱溶解6 h，取出冷卻至室溫．然后將試液移入100 mL容量瓶中，用二級水定容至刻度，混勻．最后用ICP-AES測定溶液中的釕．

表1 鈀銀基合金的成分分析

1.3 試劑與儀器

金標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL、介質(zhì)為鹽酸(體積分?jǐn)?shù)為5%)，釕標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為100 μg /mL、介質(zhì)為鹽酸(體積分?jǐn)?shù)為10%)，鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL、介質(zhì)為硝酸(體積分?jǐn)?shù)為5%)，錫標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL、介質(zhì)為鹽酸(體積分?jǐn)?shù)為10%)，銦標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL、介質(zhì)為硝酸(體積分?jǐn)?shù)為5%)，上述國家標(biāo)準(zhǔn)溶液由北京納克分析儀器有限公司提供，硝酸及鹽酸均為分析純．金屬鈀、銀的純度均大于99.99%．

ULTIMA2型電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀(法國JY公司生產(chǎn))的射頻功率1.0 kW，冷卻氣流量12 L/min、護(hù)套氣流量0.2 L/min、載氣流量0.8 L/min，試液提升量1.0 mL/min，積分時間3 s，測定3次取平均值，分析譜線波長為240.272 nm．

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 溶解試驗

釕是一種難溶貴金屬，一般需要在高溫高壓條件下于王水介質(zhì)中進(jìn)行溶解．合金化的釕比金屬釕易溶，但在常壓加熱的條件下，是否溶解充分，需要實驗證明．首先稱取三份0.1000 g的KCPd61樣品后置于250 mL的燒杯中，按照齒科烤瓷修復(fù)用鈀基合金有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T938.4-2013中加入40 mL混合酸(鹽酸與硝酸以40∶7混合配制)，于電熱板上加熱溶解，由于反應(yīng)緩慢需不斷補(bǔ)充混合酸溶解樣品，約18 h反應(yīng)結(jié)束后取下冷卻，移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻待測．另外，再稱取三份0.1000 g樣品，按實驗方法溶解并測定．表2為溶解試驗結(jié)果，由表2可知，溶解方式不同使試驗結(jié)果存在差異，電熱板溶解方式的測定結(jié)果偏低．這是因常壓加熱的條件下，釕溶解不充分導(dǎo)致的．

表2 溶解試驗結(jié)果

2.2 測定介質(zhì)及酸度

分別移取1.00 mL釕標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)于五個100 mL容量瓶中，使釕的濃度為1.00 mg/L，改變其介質(zhì)及其酸度，考察溶液介質(zhì)及酸度對測定結(jié)果的影響(表3)．

表3 測定介質(zhì)及酸度對測定結(jié)果的影響

Table 3 Influence of measurement medium and acidty on determination results

介質(zhì)Ru含量/(mg·L-1)10%的HCL1.0015%的HCL1.0125%的HCL1.0110%的王水1.0020%的HCL+3.5%的HN O30.99

由表3的數(shù)據(jù)可以看出，在10%～25%的鹽酸介質(zhì)、10%的王水介質(zhì)及20%HCL+3.5%HNO3混合酸介質(zhì)溶液中，Ru含量的測定值變化不大，表明不同介質(zhì)及酸度對釕含量的測定結(jié)果無明顯影響．

2.3 基體的影響

烤瓷修復(fù)用鈀銀基合金的基體為Pd和Ag． 稱取0.1000 g海綿鈀和0.1000 g純銀(質(zhì)量分?jǐn)?shù)均≥99.99%)各兩份分別置于150 mL的燒杯中，加入3.5 mL的硝酸并加熱溶解，再加20 mL的鹽酸溶解．待溶解完全后取下冷卻，分別加入0.00 mL和1.0 0mL的釕標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)，移入100 mL容量瓶中并用水定容并混勻．經(jīng)測定溶液中釕的質(zhì)量濃度分別小于0.02和0.99 mg/L，結(jié)果表明基體為1.0 0g/L的鈀和1.00 g/L的銀對釕的測定結(jié)果沒有影響．

2.4 共存離子的影響

烤瓷修復(fù)用鈀銀基合金除了基體，還含有Au，Zn，Sn，In和Ru．分別移取10.00 mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL、錫標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL、銦標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.00 mg/mL于同一100 mL容量瓶中，加入1.0 0 mL的釕標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)、加入20 mL鹽酸、3.5 mL硝酸，用水定容至刻度，混勻．采用ICP-AES測定溶液中的釕.考察這些共存離子質(zhì)量濃度為0.10 g/L時對釕質(zhì)量濃度為1.00 mg/L時測定的影響，結(jié)果見表4．結(jié)果表明，上述共存離子對釕的測定均無影響．

表4 共存離子的影響

2.5 樣品分析

按照實驗方法，選取涵蓋所以共存元素代表性KCPd61樣品進(jìn)行平行測定和加標(biāo)回收試驗，測定結(jié)果列于表5．由表5可知，樣品測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%，回收率為99.8%，說明該方法的精密度和準(zhǔn)確度均較高．

表5 試樣分析結(jié)果

3 結(jié) 論

采用鹽酸和硝酸的混酸于180 ℃下加壓消解樣品6 h，樣品可完全溶解．在介質(zhì)20%的鹽酸+3.5%的硝酸酸度下，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES法)測定鈀銀合金中的釕，鈀銀基體及共存離子對釕的測定結(jié)果無干擾．該方法簡單，準(zhǔn)確度高，樣品測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%，回收率為99.8%．