鄭秀軍
(銅陵鑫克精細(xì)化工有限責(zé)任公司,安徽 銅陵 244023)
濕法磷酸凈化后所得磷酸中殘留的有機(jī)物、鐵等金屬離子,均可使磷酸著色。工業(yè)磷酸色度均采用GB/T 605—2006《化學(xué)試劑色度通用測(cè)量方法》規(guī)定的鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法(即目視比色法)測(cè)定。此方法需要用人的眼睛進(jìn)行主觀判斷,不同的人對(duì)顏色的反應(yīng)能力不同,同一個(gè)人在不同狀況下對(duì)顏色的判斷也存在差異,所以測(cè)量誤差較大。筆者結(jié)合分光光度法和鉑鈷比色法的特點(diǎn),利用色度標(biāo)準(zhǔn)溶液得到吸光度和色度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線和產(chǎn)品的吸光度得到磷酸樣品色度,吸收波長(zhǎng)選擇325 nm,相關(guān)方法已經(jīng)應(yīng)用在水質(zhì)色度測(cè)量中[1-2]。
儀器:722N 分光光度計(jì),上海儀電分析儀器有限公司;比色管,50 mL 具塞比色管;比色皿,1 cm、3 cm。
試劑:鹽酸,分析純;六水合氯化鈷,分析純;氯鉑酸鉀,分析純;實(shí)驗(yàn)中所用水均為二次蒸餾水。
稱取六水合氯化鈷(CoCl2· 6H20)1.000 g、氯鉑酸鉀(K2PtCl6)1.245 g,置于燒杯中,用100 mL 鹽酸和適量水溶解后,移至1 000 mL 容量瓶?jī)?nèi),用水稀釋至刻度,搖勻,得到500黑曾鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液。將溶液放在具塞棕色瓶中,避光保存,有效期為1年。
在一組100 mL 的容量瓶中。用移液管分別加入500 黑曾鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、14.0、16.0、18.0 mL,并用二次蒸餾水稀釋至刻度。溶液色度分別為5、10、20、30、40、50、60、70、80、90 黑曾。溶液放在密閉性好的無(wú)色玻璃瓶中,存放于暗處。溫度不超過(guò)30 ℃時(shí),溶液可穩(wěn)定存放1個(gè)月。
使用722N 分光光度計(jì),波長(zhǎng)選擇325 nm,此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值較大。分別用1 cm 或3 cm石英比色皿測(cè)量色度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度,以吸光度為橫坐標(biāo)、色度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
工業(yè)凈化濕法磷酸[3]對(duì)色度的要求是優(yōu)等品≤20 黑曾,一等品≤30 黑曾,合格品≤40 黑曾。為更準(zhǔn)確地測(cè)量磷酸色度,對(duì)不同色度范圍的標(biāo)準(zhǔn)液,做了兩組標(biāo)準(zhǔn)曲線。對(duì)于色度≤40黑曾的樣品,以3 cm 比色皿測(cè)量其吸光度;對(duì)于色度>40 黑曾的樣品,采用3 cm 比色皿測(cè)量的吸光度過(guò)大,超出范圍,故改用1 cm比色皿測(cè)吸光度。
分光光度計(jì)波長(zhǎng)調(diào)為325 nm,采用3 cm 比色皿,以二次蒸餾水做參比,分別取色度為5、10、20、30、40 黑曾的色度標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)量其吸光度,繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。
圖1 3 cm比色皿測(cè)得色度(≤40黑曾)與吸光度的關(guān)系
經(jīng)線性擬合,所得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:
上式中y為色度,x為吸光度。線性相關(guān)系數(shù)為R=0.999 98。
分光光度計(jì)波長(zhǎng)調(diào)為325 nm,采用1 cm 比色皿,同樣以二次蒸餾水做參比,分別取色度為50、60、70、80、90 黑曾的色度標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)量吸光度,繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖2。
圖2 1 cm比色皿測(cè)得色度(>40~100黒曾)與吸光度的關(guān)系
經(jīng)線性擬合,所得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:
上式中y為色度,x為吸光度。線性相關(guān)系數(shù)為R=0.999 94。
測(cè)量磷酸色度時(shí),目測(cè)估計(jì)色度,選用1 cm或3 cm比色皿,然后測(cè)量325 nm波長(zhǎng)下的吸光度,代入式(1)或(2),即可得到磷酸的色度。
將上述方法應(yīng)用于公司濕法凈化磷酸色度測(cè)量,測(cè)得的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
表1 分光光度法測(cè)量磷酸色度結(jié)果黑曾
由表1可知,所得結(jié)果為定量分析結(jié)果,較目視比色法的定性分析更為準(zhǔn)確,較好地滿足了濕法凈化磷酸色度分析的需求。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道顯示[4],目視比色法最小相對(duì)誤差為4.17%,最大相對(duì)誤差達(dá)25.00%,而分光光度法測(cè)量色度的相對(duì)誤差為2.08%,分光光度法較目測(cè)法精度大大提高。更精確的色度測(cè)量,可采用專業(yè)的色度儀,如哈希Lico620 色度儀等儀器,其測(cè)量原理與分光光度計(jì)法相同。
采用分光光度法測(cè)定工業(yè)濕法凈化磷酸色度,結(jié)果準(zhǔn)確,較好地滿足了濕法凈化磷酸色度分析的需求。