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        酸溶解-EDTA滴定法測定鉛精礦中鉛的測定方法改進

        2019-03-09 02:09:56張潤虎寧門翠
        山東化工 2019年3期
        關(guān)鍵詞:實驗方法

        張潤虎,李 理,寧門翠

        (1.昆明冶金高等??茖W(xué)校 化工學(xué)院,云南 昆明 650033;2.昆明冶金高等專科學(xué)校 環(huán)境工程學(xué)院,云南 昆明 650033)

        酸溶解-EDTA滴定法是測定鉛精礦中鉛含量的一種比較成熟的方法。在一般情況下,EDTA能與多種金屬離子形成1∶1的易溶于水的螯合物[1-3],因此,在實驗中如何有效地消除共存金屬離子的干擾,提高方法的選擇性,是此方法能否得到較準(zhǔn)確分析結(jié)果的關(guān)鍵。已有研究表明,共存于試樣中的錫、銻、鉍、銅、鋇等金屬離子和有機物等,在一定條件下均可能對測定造成干擾[1-4]。本文針對酸溶解-EDTA滴定法測定鉛精礦中鉛的實驗過程中誤差的來源及其影響因素,從控制和減少共存元素干擾以及優(yōu)化試驗條件等方面入手,通過對照實驗進行分析和研究,對原有分析方法做了針對性改進。研究表明,改進后的分析方法,相對易于操作且分析結(jié)果可靠。

        1 實驗部分

        1.1 試劑

        1.1.1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液(C=0.015 mol/L)

        配制:稱取56 g EDTA溶于是500 mL燒杯中,用水加熱溶解,冷卻后移至10 L,搖勻。

        標(biāo)定:稱取0.1000 g金屬Pb(Pb含量>99.95%)于250 mL燒杯中,加入15 mL(1+3)硝酸,加熱溶解,繼續(xù)蒸至有鹽類析出,稍冷,加入15 mL(1+1)硫酸,加熱至冒煙。以下步驟同實驗方法。標(biāo)定時加做空白試驗。

        1.1.2 其它試劑

        草酸;酒石酸;硫酸鉀;鹽酸:ρ=1.19 g/mL;硝酸:ρ=1.42 g/mL;氟化銨:飽和溶液;硫酸:(1+1);硫酸:(2+98);鹽酸-氫溴酸:(1+1);硫酸洗液:2%;乙酸銨:40%;檸檬酸鈉溶液:250 g/L;二甲酚橙指示劑:0.5%;乙酸-乙酸銨緩沖溶液:稱取210 g乙酸銨溶于適量水,加入7 mL冰乙酸,用水稀釋至1 L,搖勻,此溶液pH值≈5.5~6。

        1.2 實驗方法

        準(zhǔn)確稱取干燥的鉛精礦試樣0.2000~0.4000 g于300 mL燒杯中,加少量水潤濕,搖勻,0.5 mL加飽和氟化銨溶液,加15 mL鹽酸(ρ=1.19 g/mL),蓋上表皿,加熱5~8 min后,加5 mL硝酸(ρ=1.42 g/mL),加熱溶解并蒸至體積為1-2 mL,加入15mL(1+1)硫酸,繼續(xù)加熱至冒白煙,冷卻,加1~2 g草酸,加0.5~1 g酒石酸,再加1~1.5 g硫酸鉀,用約20 mL水吹洗表皿及燒杯壁,加熱水約60 mL(總體積為80 mL),繼續(xù)加熱至沸騰約2~3 min,冷卻,加入5 mL乙醇,靜置半小時。用定量濾紙過濾,用2%硫酸洗濾紙7~8次(清洗至無鐵離子)。將濾紙撕碎,連同濾紙上截留的沉淀物一起置于原燒杯中,加35~40 mL乙酸-乙酸銨緩沖溶液,加熱至沸騰6~7 min,保持溫度約15 min后加水100 mL,冷卻至室溫,攪勻,加2 mL檸檬酸鈉溶液,加入2~3滴二甲酚橙指示劑,用0.015 mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣溶液由紅紫色至亮黃色為終點。記錄滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。按下式計算鉛的百分含量:

        Pb% = c·V·20.72/m (%)

        式中:c-EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,mol/L;V-滴定消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;m-試樣稱取量,g。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 與國標(biāo)方法對照實驗

        將5個不同鉛含量的鉛精礦試樣分別采用國標(biāo)分析方法(酸溶解-EDTA滴定法)和本文改進方法進行鋅含量測定,測定結(jié)果如表1所示。

        表1數(shù)據(jù)可知,改進方法與國標(biāo)方法對同一試樣的測定結(jié)果間的偏差在方法的允許誤差范圍內(nèi)[5]。

        表1 不同方法測定結(jié)果對照表Table 1 Comparison of results of different methods

        2.2 加標(biāo)回收實驗

        在已知含量的鉛標(biāo)準(zhǔn)樣以及5個不同鉛含量的鉛精礦試樣中,分別加入鉛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)100.0、80.00、60.00、40.00、20.00、10.00 mg,按照改進的分析方法對各組樣品中鉛含量進行測定,測定結(jié)果如表2所示。

        由表2數(shù)據(jù)可知,采用改進方法測定試樣中鉛的含量,樣品加標(biāo)回收率在99.65%~100.75%之間,測定結(jié)果較為可靠。

        表2 加標(biāo)回收實驗結(jié)果對照表Table 2 Comparison of standard sample recovery test results

        2.3 方法影響因素分析

        2.3.1 緩沖溶液用量

        稱取相同量的4份含量為58.08%鉛標(biāo)準(zhǔn)樣,按照改進方法分別進行測定。實驗中,在4份試樣中分別加入不同量的乙酸-乙酸銨緩沖溶液,測定結(jié)果如表3所示。

        由表3數(shù)據(jù)可知,當(dāng)緩沖溶液加入量對測定結(jié)果準(zhǔn)確度有一定的影響,在試驗條件下緩沖溶液加入量為35~40mL時,測定結(jié)果誤差較小。

        2.3.2 指示劑用量

        取4分鉛含量為30%的標(biāo)準(zhǔn)樣分別按照改進分析方法進行測定。在實驗中過程,4份試樣分別加入不同量的指示劑,鉛含量測定結(jié)果如表4所示。

        表4 不同指示劑加入量測定結(jié)果Table 4 Determination results of different indicator dosage

        二甲酚橙與金屬離子所生成配合物都是紅色,在pH值<5~6情況下使用,滴定終點由紅紫色變黃色。在pH值=5~6的條件下,用EDTA滴定Pb2+時,由于共存的Fe3+、Al3+、Ni2+、Cu2+等離子對指示劑有封閉作用[6],所以,指示劑加入量過少,終點不易觀察;加入量過多也會造成終點突變不明顯,都會對終點判斷造成影響。從表4數(shù)據(jù)可知,當(dāng)指示劑加入量過少時,終點判斷延后,造成測定結(jié)果偏大。指示劑加入量過多時,終點判斷提前提前,造成測定結(jié)果偏小。比較而言,當(dāng)指示劑加入量為0.1 mL(2滴)時,終點判斷誤差較小。

        2.3.3 其它影響因素

        試樣中共存金屬離子(如錫、銻、鉍、銅、鋇等)、試樣組成(如:硫含量、二氧化硅含量和有機物含量等)以及試樣溶解、沉淀、分離和測定過程都是此類方法的影響因素[1-6],在改進方法中已采取相應(yīng)措施,控制和減少以上因素對分析過程和結(jié)果的影響,在此不作進一步討論。

        3 結(jié)論

        針對酸溶解-EDTA滴定法測定鉛精礦中鉛的實驗過程中誤差的來源及其影響因素,從控制和減少共存元素干擾以及優(yōu)化實驗條件等方面入手,對原有分析方法做了針對性改進。研究表明,緩沖溶液用量、指示劑用量、試樣中共存金屬離子及試樣組成等是方法的主要影響因素,改進后的分析方法,相對易于操作且分析結(jié)果可靠。改進方法與國標(biāo)方法對相同試樣的測定結(jié)果偏差在允許誤差范圍內(nèi),試樣加標(biāo)回收率在99.65%~100.75%之間。

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