楊浩義,鐘國(guó)秀,晏高華
(湖北省機(jī)電研究設(shè)計(jì)院,湖北 武漢 430070)
【分析測(cè)試】
二溴對(duì)甲偶氮羧光度法測(cè)定鋅鈷合金鍍液中的鈷
楊浩義*,鐘國(guó)秀,晏高華
(湖北省機(jī)電研究設(shè)計(jì)院,湖北 武漢 430070)
研究了顯色劑二溴對(duì)甲偶氮羧與鈷的顯色反應(yīng)。pH = 10的檸檬酸銨–氨水溶液中,鈷與二溴對(duì)甲偶氮羧反應(yīng)形成藍(lán)色配合物,其最大吸收波長(zhǎng)為 660 nm,表觀摩爾吸光系數(shù)為1.77 × 104L/(mol·cm)。25 mL溶液中的鈷含量為0 ~ 80 μg,符合比爾定律。該方法可用于鋅鈷合金鍍液中鈷的直接測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4% ~ 1.9%,回收率為98% ~ 102%。
鋅鈷合金鍍液;鈷;測(cè)定;二溴對(duì)甲偶氮羧;分光光度法
鋅鈷合金鍍層比電鍍單金屬鍍層具有更良好的耐腐蝕性,這種技術(shù)目前已得到廣泛應(yīng)用。鋅鈷合金鍍層的耐腐蝕性與鍍層中的鈷含量有關(guān),隨著鈷含量的增加,耐蝕性也有所提高。當(dāng)鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1%時(shí),耐蝕性提高幅度變小。因此,從經(jīng)濟(jì)上考慮,一般控制合金鍍層中鈷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%左右為宜,這就需要及時(shí)分析鍍液中的鈷含量,以便對(duì)電鍍工藝進(jìn)行合理調(diào)整,以保證電鍍合金的質(zhì)量。鋅鈷合金鍍液中鈷的測(cè)定方法一般用亞硝基紅鹽光度法[1],也可利用鈷離子本身顏色進(jìn)行光度分析[2]。二溴對(duì)甲偶氮羧已用于光度法測(cè)定鋇[3-5]、鈀[6]、鋁[7],尚未見(jiàn)用其測(cè)定鈷的報(bào)道。本文研究了二溴對(duì)甲偶氮羧與鈷的顯色反應(yīng),并應(yīng)用于鋅鈷合金鍍液中鈷的測(cè)定。以檸檬酸銨–氨水溶液作為顯色介質(zhì)并同時(shí)掩蔽其他共存元素的干擾,使該方法具有較好的選擇性。以該方法取鍍液直接進(jìn)行分析,簡(jiǎn)單快速,結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
2. 1 儀器和試劑
722N型分光光度計(jì)及PHS-3C酸度計(jì),均為上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)。
鈷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(ρ = 0.100 mg/mL):稱(chēng)取0.100 0 g金屬鈷置于250 mL燒杯中,加10 mL硝酸溶液(以濃硝酸與水的體積比為 1∶1制得),在水浴上加熱使其溶解,冷卻后移入1 000 mL容量瓶中,以水稀釋至刻度,搖勻。用時(shí)稀釋為10.00 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
檸檬酸銨–氨水溶液(pH = 10):用質(zhì)量濃度500 g/L的檸檬酸銨溶液與氨水配制,在酸度計(jì)上校準(zhǔn)。
二溴對(duì)甲偶氮羧溶液(ρ = 0.5 g/L):上海長(zhǎng)科試劑研究所生產(chǎn)。
2. 2 實(shí)驗(yàn)方法
取一定量的鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液于25 mL的容量瓶中,依次加入5.0 mL檸檬酸銨–氨水溶液和5.0 mL二溴對(duì)甲偶氮羧溶液,以水稀釋至刻度,搖勻,放置15 min,于722N型分光光度計(jì)中,以1 cm比色皿的試劑空白為參比,在660 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。
3. 1 吸收光譜
實(shí)驗(yàn)表明,在檸檬酸銨–氨水介質(zhì)中,二溴對(duì)甲偶氮羧與鈷發(fā)生靈敏的顯色反應(yīng),形成藍(lán)色配合物。按照實(shí)驗(yàn)方法在不同的波長(zhǎng)處測(cè)定溶液的吸光度,繪制吸收光譜,如圖1所示。從圖1可知,溶液的吸光度在660 nm處有最大值。故選擇測(cè)定波長(zhǎng)為660 nm。
圖1 吸收光譜Figure 1 Absorption spectra
3. 2 顯色酸度及緩沖溶液用量
鈷與二溴對(duì)甲偶氮羧在pH為9.5 ~ 10.5的檸檬酸銨–氨水介質(zhì)中均可發(fā)生靈敏的顯色反應(yīng),本文控制pH = 10顯色。檸檬酸銨–氨水介質(zhì)用量在4.0 ~ 6.0 mL范圍內(nèi)吸光度基本一致,本文選用5.0 mL。
3. 3 二溴對(duì)甲偶氮羧用量
測(cè)定20 μg鈷時(shí),0.5 g/L二溴對(duì)甲偶氮羧用量為5.0 ~ 6.0 mL,吸光度基本一致,本文選用5.0 mL。
3. 4 表面活性劑的影響
表面活性劑的加入有明顯的增溶、增敏作用。試驗(yàn)了吐溫–80、乳化劑 OP、溴代十六烷基吡啶對(duì)顯色反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,這3種表面活性劑對(duì)鈷的測(cè)定有很微小的增敏效果。故試驗(yàn)不選用表面活性劑。
3. 5 顯色速度及配合物的穩(wěn)定性
鈷與二溴對(duì)甲偶氮羧的顯色反應(yīng)在10 min內(nèi)達(dá)到最大值。繼續(xù)放置至少1 h,吸光度基本不變。本文選擇在顯色15 min后比色。
3. 6 比耳定律適用范圍及靈敏度
在 25 mL容量瓶中分別加入不同量的鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后按實(shí)驗(yàn)方法顯色,以試劑空白作參比,測(cè)定其吸光度。結(jié)果表明,鈷含量在0 ~ 80 μg/(25 mL)范圍內(nèi)遵守比爾定律,線性回歸方程為D(λ) = 0.011 81 × ρ[μg/(25mL)] + 0.009 36,相關(guān)系數(shù)為0.999 1,表觀摩爾吸光系數(shù)為1.77 × 104L/(mol·cm)。對(duì)20 μg Co2+平行測(cè)定10次,求得方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.5%。對(duì)空白測(cè)定10次,求得空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差S為0.135%。以3S/k (k為工作曲線的斜率)計(jì)算方法得出的檢出限為0.013 μg/mL。
3. 7 共存離子的影響
對(duì)鈷含量為20 μg的25 mL溶液進(jìn)行測(cè)定,相對(duì)誤差在±5%以?xún)?nèi)時(shí),10 000倍的K+、Na+、NH+4,50倍的Mg2+、Al3+、Zn2+,25倍的Fe3+、Fe2+、Mo(VI),10倍的Cu2+、Ti(IV)、Pb2+、Cd2+,2.5倍的Ni2+、W(VI)、V(V),0.5倍的Mn2+,30倍的Cr(VI),5倍的Cr3+,3倍的Sn2+,1 000倍的Cl?,500倍的均不影響鈷的測(cè)定,表明本法的選擇性較高。當(dāng)鋅的存在量超出上述范圍時(shí),以含大致等量鋅的試劑空白為參比可抵消其影響。
3. 8 實(shí)際樣品分析
準(zhǔn)確量取5.00 mL某電鍍廠合金電鍍車(chē)間的鋅–鈷合金鍍液于500 mL容量瓶中,用蒸餾水稀釋至刻度,搖勻。此溶液作為工作溶液。準(zhǔn)確移取適量的工作溶液于25 mL容量瓶中進(jìn)行試驗(yàn)。
樣品測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 1。樣品測(cè)定結(jié)果與亞硝基紅鹽光度法[1]相符,本方法的加標(biāo)回收率為98% ~ 102%。
表1 樣品中鈷的測(cè)定結(jié)果及回收試驗(yàn)Table 1 Determination results and recoveries of cobalt in samples
(1) 在檸檬酸銨–氨水介質(zhì)中,二溴對(duì)甲偶氮羧與鈷發(fā)生靈敏的顯色反應(yīng),該反應(yīng)具有較好的選擇性。
(2) 本方法可用于鋅鈷合金鍍液中鈷的直接測(cè)定,方法簡(jiǎn)單快速,結(jié)果準(zhǔn)確可靠,能滿足生產(chǎn)中快速分析的要求。
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[ 編輯:吳杰 ]
Spectrophotometric determination of cobalt in zinc–cobalt alloy plating solution with dibromomethyl carboxyazo //
YANG Hao-yi*, ZHONG Guo-xiu, YAN Gao-hua
The chromogenic reaction between the reagent dibromomethyl carboxyazo and cobalt was studied. In an ammonium citrate and ammonia solution with pH 10, cobalt reacts with the reagent to form a blue complex which exhibits an absorption maximum at 660 nm with a apparent molar absorptivity of 1.77 × 104L/(mol·cm). Beer’s law was obeyed in the range of 0-80 μg/(25 mL) for cobalt. The proposed method has been applied to direct determination of cobalt in zinc–cobalt alloy plating solution with RSD between 1.4% and 1.9% and recovery between 98% and 102%.
zinc–cobalt alloy plating bath; cobalt; determination; dibromomethyl carboxyazo; spectrophotometry
Hubei Research & Designing Institute of Mechanical Electronic Engineering, Wuhan 430070, China
O657.32
A
1004 – 227X (2010) 01 – 0033 – 02
2009–07–03
楊浩義(1963–),男,湖北天門(mén)人,正高職高級(jí)工程師,主要從事金屬材料檢測(cè)。
作者聯(lián)系方式:(E-mail) yhy4210@tom.com,(Tel) 027–87211410。