氫還原重量法測(cè)定氯銥酸銨中的銥含量

王 飛, 李 進(jìn), 師小瑤，邱 敏，李 波

(西安瑞鑫科金屬材料有限責(zé)任公司，陜西 西安 710016)

隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)貴金屬銥化合物的需求呈逐年上升的趨勢(shì)，三氯化銥、四氯化銥、氯銥酸等銥化合物，廣泛應(yīng)用于航天涂層、石油化工、環(huán)境等領(lǐng)域[1]。然而許多銥化合物的制備過程需要將氯銥酸銨作為制備原料，所以氯銥酸銨中銥含量的測(cè)定結(jié)果直接關(guān)系到銥化合物的產(chǎn)品質(zhì)量。目前對(duì)氯銥酸銨中銥含量的測(cè)定主要采用硫酸亞鐵電流滴定法，此方法操作步驟復(fù)雜，檢測(cè)周期較長，稱樣量較少，對(duì)設(shè)備及操作技巧要求較高，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求[2]。氫還原重量法作為一種操作簡單，精密度及準(zhǔn)確度較高的檢測(cè)方法，在銠化合物、鈀化合物、鉑化合物、釕化合物等貴金屬化合物主含量的檢測(cè)中應(yīng)用較多，目前還未見應(yīng)用于銥化合物的報(bào)道[3-6]。

本文采用氫還原重量法測(cè)定銥化合物氯銥酸銨中銥含量，對(duì)氫還原重量法的還原過程進(jìn)行研究和優(yōu)化，確定過程溫度及時(shí)間，考察了雜質(zhì)元素鉑、鈀、銠、釕、金、銀、鋁、錫、鉛、銅、鎳、鐵、鎂、錳對(duì)銥含量的影響，測(cè)定結(jié)果與硫酸亞鐵電流滴定法對(duì)比，結(jié)果基本一致[7-9]。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器設(shè)備及試劑

氫氣：ω(H2)>99.999%；ME-104E分析天平(0.0001 g)，德國梅特勒公司；VFK171205型管式電阻爐，上海意豐電爐有限公司；石英管；封口石英舟；干燥器。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取1.5～2.0 g氯銥酸銨樣品，置于已恒重的石英舟中，將石英舟置于管式電阻爐的石英管內(nèi)。通高純氫氣約10 min，開啟管式電阻爐開關(guān)，依次設(shè)定升溫程序如下：10 min室溫升溫至100 ℃，恒溫30 min，20 min升溫至350 ℃，恒溫1 h，20 min升溫至750 ℃，恒溫1 h。關(guān)閉電源，繼續(xù)通入氫氣，待爐內(nèi)溫度降至200 ℃，打開爐蓋，自然冷卻至約50 ℃，關(guān)閉氫氣，取出石英舟，置于烘箱中105 ℃干燥0.5 h。取出，置于干燥器中冷卻0.5 h至室溫，稱重，重復(fù)1～2次。

2 結(jié)果與討論

2.1 碳化溫度及時(shí)間

由于氯銥酸銨易分解碳化，在95～105 ℃范圍內(nèi)改變電阻爐的溫度，保持其他試驗(yàn)條件不變，考察碳化溫度變化對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在溫度變化范圍內(nèi)，溫度的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果并無影響。在電阻爐的溫度100 ℃，改變恒溫時(shí)間0.5～1 h，保持其他試驗(yàn)條件不變，考察碳化時(shí)間變化對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在0.5～1 h內(nèi)，恒溫時(shí)間的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果并無影響。所以選擇100 ℃，恒溫0.5 h。

2.2 銨鹽分解溫度及時(shí)間

在345～355 ℃范圍內(nèi)改變電阻爐的溫度，保持其他試驗(yàn)條件不變，考察銨鹽分解溫度變化對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在溫度變化范圍內(nèi)，溫度的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果并無影響。在電阻爐的溫度350 ℃，改變恒溫時(shí)間1～1.5 h，保持其他試驗(yàn)條件不變，考察銨鹽分解時(shí)間變化對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在1～1.5 h內(nèi)，恒溫時(shí)間的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果并無影響。所以選擇350 ℃，恒溫1 h。

2.3 氫還原溫度及時(shí)間

在745～755 ℃范圍內(nèi)改變電阻爐的溫度，保持其他試驗(yàn)條件不變，考察還原溫度變化對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在溫度變化范圍內(nèi)，溫度的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果并無影響。在電阻爐的溫度750 ℃，改變恒溫時(shí)間1～1.5 h，保持其他試驗(yàn)條件不變，考察還原時(shí)間變化對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，在1～1.5 h內(nèi)，恒溫時(shí)間的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果并無影響。所以選擇750 ℃，恒溫1 h。

2.4 干燥溫度和時(shí)間

由于還原銥粉易吸收水分，所以還原后需要進(jìn)行干燥。設(shè)定烘箱溫度為105 ℃，干燥時(shí)間1～1.5 h，保持其他試驗(yàn)條件不變，考察干燥時(shí)間變化對(duì)結(jié)果的影響。結(jié)果表明，0.5 h銥粉已經(jīng)完全干燥。所以選擇105 ℃，干燥0.5 h。

2.5 雜質(zhì)元素對(duì)銥分析結(jié)果影響

根據(jù)GB/T 34499.2-2017 銥化合物分析方法 第2部分 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對(duì)氯銥酸銨中鉑、鈀、銠、釕、金、銀、鋁、錫、鉛、銅、鎳、鐵、鎂、錳雜質(zhì)元素進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明氯銥酸銨中各雜質(zhì)元素含量均小于0.001%，公司生產(chǎn)要求銥含量>43.0%，雜質(zhì)元素引入的誤差對(duì)銥含量的測(cè)定可忽略不計(jì)。

2.6 樣品分析和方法對(duì)比

采用氫還原重量法對(duì)3批氯銥酸銨產(chǎn)品中銥含量進(jìn)行分析，結(jié)果與硫酸亞鐵電流滴定法進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果見表1。由表1可知，氫還原重量法測(cè)定銥含量的極差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=6)分別為0.05%，0.024%～0.044%。與硫酸亞鐵電流滴定法的銥含量測(cè)定結(jié)果基本一致。

表1 樣品分析結(jié)果及方法比對(duì)Table 1 Result of sample analysis and comparison of methods

3 結(jié) 論

利用氫還原重量法測(cè)定貴金屬化合物中貴金屬含量的方法已經(jīng)應(yīng)用到三氯化釕、硫酸鈀、氯化鈀、硝酸銠等貴金屬化合物中。將氫還原重量法用于氯銥酸銨中銥含量的測(cè)定，方法操作簡單，檢測(cè)周期短，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，為產(chǎn)品生產(chǎn)及公平交易提供了技術(shù)保障，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)及交易要求。