EDTA滴定法測(cè)定鉛鋅礦中鋅的不確定度評(píng)定研究

李漢蓮

摘要：鋅是重要的工業(yè)金屬原料，近年來，對(duì)鋅的需求不斷增加，加強(qiáng)鋅的提取工藝是研究領(lǐng)域十分重視的課題，EDTA滴定法在鉛鋅礦中的鋅等測(cè)定上受到了重視。文章將進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：EDTA滴定法;鉛鋅礦;鋅;不確定度評(píng)定

一、不確定度和鋅的測(cè)定

鋅（Zn）是重要的金屬，序數(shù)30，相對(duì)原子質(zhì)量65，呈銀白色，密度大，熔點(diǎn)低，延展性較強(qiáng)，是重要的工業(yè)原料，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)制造、冶金、化學(xué)、軍事、醫(yī)藥等領(lǐng)域。近年來，鋅的價(jià)格不斷上漲，我國(guó)的鋅進(jìn)口量不斷增加，給國(guó)內(nèi)的鋅市場(chǎng)的安全和穩(wěn)定帶來了一定影響。鋅的提取、測(cè)定顯得更為重要，也更加引起了國(guó)內(nèi)專家學(xué)者的重視。鉛鋅礦是重要的金屬礦產(chǎn)，絕大部分鋅都要從鉛鋅礦中提取。鋅常見的測(cè)量方法有滴定法、極譜法、火焰原子吸收法，較少見的連續(xù)測(cè)定法卻在近年受到了關(guān)注。在測(cè)定過程中，受多種因素影響，測(cè)量結(jié)果時(shí)常有不確定性，對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響。測(cè)量的不確定度，是指表征測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的參數(shù)，不確定度是質(zhì)量檢測(cè)、計(jì)量的重要因素，對(duì)結(jié)果評(píng)估具有重要影響。鉛鋅礦是鉛、鋅兩種金屬含量較高的礦物元素，要對(duì)其中的鋅進(jìn)行單獨(dú)測(cè)定，就不得不考慮鉛的分離，否則會(huì)造成測(cè)量結(jié)果失真，鋅測(cè)量值偏高，為了提高測(cè)定的準(zhǔn)確性、高效性，就采用利于鉛、鋅分離的EDTA滴定法進(jìn)行測(cè)定。

二、實(shí)驗(yàn)過程

1、實(shí)驗(yàn)儀器、試劑

（1）分辨率為0.0001g的BS124S電子天平;（2）試劑：99.99%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鋅;（3）標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.01529mol/L.配制方法：取一只燒杯，放入10000g基準(zhǔn)鋅試劑，再加入20ml HCL（1+1），待其充分溶解，將混合液轉(zhuǎn)放入另一容量瓶中，容量瓶為1000ml，加入水，稀釋混合液至刻度，搖勻;（4）EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液：劑量0.01526mol/L;（5）KF溶液：200g/L;（6）20g、L的（NH4）2SO4溶液;（7）3.0g/L的對(duì)硝基酚指示劑;（8緩沖液：pH值為5～6的乙酸—乙酸鈉;（9）5g/L的二家酚橙指示劑。整個(gè)實(shí)驗(yàn)所需用到的水均為超純水;用到的硝酸和鹽酸，均為優(yōu)級(jí);所有用到的其他試劑都是分析純的。

2、實(shí)驗(yàn)過程

取鉛鋅礦樣品0.2000g放入容量為250ml的燒杯，取10ml鹽酸、1.0g的KCIO3加入該燒杯，混合，用電熱板加熱幾分鐘后倒入10ml硝酸，持續(xù)加熱，直至溶解到1～2mL再端下來，然后放入固態(tài)的（NH4）2SO4 40g，氨水10mL，5ml 200g/L的KF溶液，混合后再次加熱，煮沸，時(shí)間為1～2min，再次加入5ml氨水，將混合液冷卻，再加入無水乙醇5ml，用流水使混合物冷卻30min，然后過濾，沉淀物用20g/L（NH4）2SO4洗滌六七次，燒杯也是，然后加熱過濾液直到沸騰，使氨氣大部分散去，然后冷卻，滴入2滴3.0g/L的硝酸酚指示劑，再加入HCL（1+1），等到黃色不見了，再加0.2g硫脲、10ml pH值為5～6的乙酸—乙酸鈉緩沖液，等所有都溶解了，再加2、3滴5g/L的二甲酚橙指示劑，最后用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，直到亮黃色。

三、不確定度分量的評(píng)定

W（Zn）=CVMzm

不確定度的評(píng)定可以根據(jù)數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行，

根據(jù)以上數(shù)學(xué)模型，可以得出，鉛鋅礦中的鋅用EDTA進(jìn)行測(cè)定，不確定主要受幾個(gè)方面的影響：①試料質(zhì)量m：主要在于稱量天平允許的最大差和分辨率，允許的最大差為±0.2，分辨率波動(dòng)值為±0.1，經(jīng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算，不確定度為6.5x10-4;②測(cè)量重復(fù)性：一般情況下，同一式樣要進(jìn)行7次測(cè)量，取平均值，最后計(jì)算結(jié)果為1.7x10-3;③EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴液引入：稱量不確定度、基準(zhǔn)物的純度、摩爾質(zhì)量、容量瓶都會(huì)有影響，經(jīng)計(jì)算，各項(xiàng)因素不確定度分別為1.3x10-4、5.8x10-5、1.8x10-4、1.6x10-4，綜合計(jì)算，EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴液引入的不確定度為2.8x10-4;④EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定液體積V：主要根據(jù)量取鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積引入、標(biāo)定過程中消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的引入、重復(fù)標(biāo)定引入三者的不確定進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，不確定度分別為4.9x10-4、4.1x10-4，、1.5x10-3;⑤鋅的摩爾質(zhì)量MZn，不確定度根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算，可得出結(jié)果為1.8x10-3;⑥滴定終點(diǎn)引入肉眼判斷：滴定終點(diǎn)的引入大多是以肉眼判斷的，造成的不確定度大致為0.03mL，標(biāo)定所要消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V是25.05mL，可以計(jì)算得出，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的不確定度為1.2x10-3，由于以上①②③④⑤各個(gè)影響分量是不相關(guān)的，所以根據(jù)數(shù)學(xué)模型，可以得出EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴液溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2.0x10-3。

四、相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)、擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

由于本研究的第三部分求出了各分量的不確定度，而各分量的不確定度又是相互獨(dú)立不互相干擾的，所以可以直接根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，計(jì)算結(jié)果為0.05%。通常情況下，如果沒有特殊要求，擴(kuò)展不確定度的包括因子K=2，相應(yīng)的置信水平即95%，計(jì)算得出的擴(kuò)展不確定度就是相對(duì)合成不確定度和包括因子相乘的積，為0.10%。

所以，鉛鋅礦中鋅的EDTA測(cè)定鋅的不確定度，擴(kuò)展不確定為0.10%，鋅平均含量值是17.11%，表達(dá)式為w（Zn）=（17.11%±0.10）%，K=2。

結(jié)語：鋅是重要的金屬之一，在社會(huì)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，并隨著工業(yè)生產(chǎn)的擴(kuò)大和儲(chǔ)量的減少價(jià)格不斷上漲，引起了鋅進(jìn)口的大量增加。為了維護(hù)國(guó)家金屬市場(chǎng)穩(wěn)定和保障國(guó)內(nèi)工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)、制造等各方面領(lǐng)域的鋅供應(yīng)，提高鋅的測(cè)量和提取工藝十分重要。EDTA是近年來比較受重視的從鉛鋅礦中測(cè)定鋅的測(cè)定法，進(jìn)行不確定的測(cè)定，對(duì)改善鉛鋅礦中提取鋅的純度，提高鋅提取工藝的進(jìn)步具有重要意義。文章具體分析了實(shí)驗(yàn)過程以及簡(jiǎn)要解析了用EDTA滴定法對(duì)鉛鋅礦中鋅的不確定的測(cè)定，得出了鋅不確定度為w（Zn）=（17.11%±0.10）%，K=2的結(jié)果，這一研究成果具有較高的理論價(jià)值，文章的研究很有意義。

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