EDTA滴定-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定高鉍鉛中的鉛

曾 軍

（湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410100）

鉛是制造蓄電池、電纜、子彈和彈藥的原材料，也是汽油的添加劑，廣泛用于制造化工和冶金設(shè)備。不同物料中鉛的含量測(cè)定能為其綜合回收利用提供重要依據(jù)。實(shí)驗(yàn)室對(duì)鉛含量的測(cè)定有儀器法［1～4］和滴定法［5，6］，分別用于低含量和高含量的測(cè)定。高鉍鉛中測(cè)鉛原有方法為硫酸沉淀分離得到硫酸鉛，共沉下來的鉍溶解后在pH值為1.5時(shí)預(yù)先滴定消除干擾，然后用氨水調(diào)節(jié)至 pH 5.5～5.7后滴定鉛量［7］。本試驗(yàn)對(duì)原有方法做了一些改進(jìn)，先采用滴定法測(cè)定鉛和鉍的總量，然后用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-AES）測(cè)定溶液中的鉍量，用差減法得到鉛的含量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑

1.鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 mg／mL）：準(zhǔn)確稱取10.000 0純鉛（ωPb≥99.99%）于 500 mL燒杯中，加硝酸（1+4）150 mL，蓋上表面皿低溫加熱溶解，煮沸趕盡氮氧化物，冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

2.乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（約0.02 mol／L）：稱取7.444 8 g乙二胺四乙酸二鈉，加水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，標(biāo)定后使用。

按公式（1）計(jì)算Na2EDTA的物質(zhì)量濃度c。

式中：ρ0為鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度／mg·mL-1；V1為鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／mL；V2為滴定時(shí)消耗的Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積／mL；207.2為鉛的摩爾濃度／g·mol-1。

3.乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH 5.5）：稱取375 g無水乙酸鈉溶于水中，加入50 mL乙酸，用水稀釋至2 500 mL，混勻。

4.抗壞血酸、酒石酸、氟化鈉、硫酸、鹽酸、氫溴酸、乙醇、硝酸、巰基乙酸、硫脲等均為分析純?cè)噭?/p>

1.2 主要儀器

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（型號(hào)：715-ES，美國安捷倫產(chǎn)）。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取10.0 g（精確至0.000 1 g）試料于300 mL燒杯中，加入120 mL硝酸（1+4），蓋上表面皿，低溫加熱至試料溶解完全，煮沸趕盡氮氧化物，冷卻至室溫，吹洗表面皿及杯壁，移入1 000 mL容量瓶中，用水定容，搖勻。分取10.00 mL溶液（若溶液渾濁則取干過濾后的溶液）于300 mL燒杯中，加入硫酸10 mL，置于電熱板加熱至冒濃煙，取下，稍冷，補(bǔ)加5 mL鹽酸、5 mL氫溴酸，加熱至冒濃煙2 min，取下冷卻，加0.2 g酒石酸，加水50 mL，蓋上表面皿，置于電熱板上加熱煮沸2 min，并保溫10 min，冷卻至室溫。加10 mL乙醇，靜置0.5 h，慢速定量濾紙過濾，硫酸洗液（5%）洗滌燒杯2次、沉淀4次，用20%乙醇洗滌燒杯1次、沉淀1次。將濾紙展開連沉淀一起移入原燒杯中，加入乙酸-乙酸鈉緩沖溶液50 mL，蓋上表面皿，低溫加熱煮沸并保溫5 min，取下，冷卻。用水吹洗表面皿及杯壁，加水至體積200 mL，加入少許抗壞血酸、氟化鈉、5 mL飽和硫脲，2滴二甲酚橙指示劑，用Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液由紫色變?yōu)榱咙S色，記下滴定體積V3。將滴定后的溶液定容，搖勻，干過濾，ICP-AES測(cè)定濾液中鉍的含量。鉛含量按公式（2）計(jì)算：

式中：C為 Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度／mol·L-1；V3為滴定試料溶液消耗Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積／mL；aBi為 ICP測(cè)得的鉍的含量／mg·mL-1；V4為試液滴定后定容的體積／mL；m為分取的試料質(zhì)量／mg；207.2為鉛的摩爾濃度／g·mol-1；0.991 5為鉍換算成鉛的系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 高鉍鉛的主要雜質(zhì)成分

高鉍鉛的主要雜質(zhì)成分及最高含量見表1。

表1 高鉍鉛的主要雜質(zhì)成分及最高含量%

測(cè)定高鉍鉛中的鉛量時(shí)，氫溴酸冒煙能趕掉銻和錫，銅、鐵、鋅通過硫酸沉淀過濾去除，不干擾鉛的測(cè)定，而含量較高的鉍和銀干擾測(cè)定。

2.2 銀的干擾試驗(yàn)

常規(guī)礦樣硫酸沉淀法測(cè)鉛時(shí)采用巰基乙酸掩蔽鉍的干擾，當(dāng)有較多銀存在時(shí)，巰基乙酸、鉛和銀一起生成白色沉淀，使終點(diǎn)滯后，引起分析結(jié)果不準(zhǔn)確。在含有100 mg鉛的溶液中加入不同含量的硫酸銀，考察銀含量對(duì)鉛測(cè)定的干擾，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 銀的干擾試驗(yàn)

由表2可知，當(dāng)溶液中有100 mg鉛時(shí)，硫酸銀達(dá)到0.20 mg（即含銀0.14 mg）時(shí)，不能采用巰基乙酸掩蔽鉍。取100 mg高鉍鉛試樣，用ICP-AES測(cè)定銀含量為1.58 mg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.14 mg，所以樣品中鉛的測(cè)定必須避開巰基乙酸掩蔽鉍的過程。原有方法是通過兩次調(diào)節(jié)pH值，而本試驗(yàn)簡化了操作，建立了EDTA滴定和ICP-AES法相結(jié)合的方式測(cè)定高鉍鉛中鉛的含量。經(jīng)硫酸沉淀后，醋酸緩沖溶液溶解硫酸鉛和鉍的共沉體，先用EDTA滴定鉛和鉍的總量，再采用ICP-AES測(cè)定其中鉍的含量，通過差減法得到鉛的含量。

2.3 酒石酸加入量試驗(yàn)

酒石酸在抑制鉍水解的同時(shí)，還能與一部分鉛絡(luò)合，使鉛的測(cè)定結(jié)果偏低。按試驗(yàn)方法在含有100 mg鉛的試液中加入不同量的酒石酸，考察酒石酸對(duì)鉛測(cè)定的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 酒石酸的加入量試驗(yàn)

由表3中結(jié)果可知，酒石酸的加入量在0.1～0.2 g之間時(shí)，不影響鉛的測(cè)定結(jié)果；超過0.2 g后，鉛的測(cè)定結(jié)果隨著酒石酸加入量的增大而減小，因此試驗(yàn)選擇加入酒石酸的量為0.2 g。

2.4 硫酸鉛溶解度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

硫酸鉛微溶于水，乙醇能減小硫酸鉛在水中的溶解度。按照試驗(yàn)方法，硫酸沉淀煮沸冷卻后加入不同量的乙醇，并靜置不同時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 乙醇加入量及靜置時(shí)間對(duì)鉛結(jié)果的影響

由表4可知，不加乙醇時(shí)，硫酸鉛在水中的溶解度較大，使鉛的測(cè)定結(jié)果偏低。50 mL水中加入10 mL乙醇及以上并靜置0.5 h后，硫酸鉛在水中的溶解度可以忽略不計(jì)，因此試驗(yàn)采用加乙醇10 mL，靜置0.5 h。

2.5 兩種方法測(cè)定結(jié)果對(duì)比

試驗(yàn)選取4個(gè)高鉍鉛樣品采用兩種不同方法進(jìn)行鉛含量的測(cè)定，結(jié)果見表5。

表5 對(duì)比測(cè)定鉛量結(jié)果

由表5可看出，滴定-ICP-AES法大大縮短了樣品的檢測(cè)時(shí)間，與原有檢測(cè)方法測(cè)定精度相近，在試驗(yàn)允許誤差范圍內(nèi)。

3 結(jié) 論

滴定-ICP-AES法測(cè)定高鉍鉛中的鉛量，可避免二次滴定造成的誤差，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度，同時(shí)縮短并簡化了操作步驟，提高了檢測(cè)效率，可滿足大批量高鉍鉛樣品的分析需求。