光度法快速測定銅合金中微量鋁

鐘國秀 黃清華

(湖北省機電研究設計院，武漢 430070) (湖北省建材研究設計院，武漢 430071)

銅合金中加入鋁能細化晶粒、降低過熱敏感性和淬硬性，但含量一定要按產品標準嚴格控制。銅合金中鋁的測定方法有滴定法[1]、光譜法[2,3]、分光光度法[4-8]等。偶氮氯膦Ⅰ已用于測定銅合金中的鋁含量[9]，但該法需加入指示劑調節酸度，對酸度的控制要求較嚴格，且銅、鋅的允許量較小，需進行基體打底。筆者在pH 4～6的六次甲基四胺緩沖溶液介質中加入吐溫-80，大大提高了顯色的靈敏度，其表觀摩爾吸光系數是文獻[9]的2倍多；加入EDTA-Mn2+，置換掩蔽了大量的共存離子。該法的重復性和穩定性好，操作簡單快速，結果準確可靠。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

分光光光度計: 722N型，上海精密科學儀器有限公司;

掩蔽劑EDTA-Mn2+：稱取18.63 g EDTA溶于500 mL水中,加熱溶解，加入硫酸錳4.3 g，加熱溶解，煮沸至溶液清亮，冷卻，加10 mL六次甲基四胺(400 g/L)，以水稀釋至1 L；

偶氮氯膦Ⅰ溶液：0.30 g/L,每100 mL加0.5 mL吐溫-80，搖勻；

六次甲基四胺緩沖溶液：40 g六次甲基四胺加100 mL水、5.0 mL濃鹽酸；

氟化銨溶液：50 g/L；

鋁標準貯備溶液：10 μg/mL，稱取明礬0.175 9 g溶于水中，滴加少許硫酸溶液(1+1)至溶液清亮后，移入1 L容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻;

鋁標準工作溶液:1 μg/mL,臨用時，由鋁標準貯備溶液稀釋而成。

1.2 實驗方法

準確移取鋁標準工作溶液0、5、10、15、20、25 mL于50 mL容量瓶中，加5 mL EDTA-Mn2+溶液，搖勻，放置2～5 min，加5.0 mL偶氮氯膦Ⅰ溶液、5.0 mL六次甲基四胺緩沖溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。

在分光光度計上于波長600 nm處，將顯色液倒入2 cm比色皿中。在剩余顯色液中加入4滴氟化銨溶液，充分搖勻，以此作參比液測定溶液的吸光度。

2 結果與討論

2.1 吸收光譜

在六次甲基四胺介質中，偶氮氯膦Ⅰ與鋁發生靈敏顯色反應，按照實驗方法在不同的波長處測定溶液的吸光度，繪制吸收光譜，見圖1。

1—空白溶液; 2—鋁標準溶液,ρ(Al)=25 μg/(50 mL)圖1 吸收光譜

試驗結果表明，溶液的吸光度在600 nm處有最大值,故實驗選擇測定波長為600 nm。

2.2 顯色酸度及緩沖溶液用量

試驗證明，pH 4～6為反應最佳酸度，分別用乙酸-乙酸鈉和六次甲基四胺為緩沖溶液進行試驗，發現以六次甲基四胺為反應介質時靈敏度更高，用量在4～6 mL時，吸光度最大且恒定不變，因此實驗選用加入5.0 mL六次甲基四胺緩沖溶液。

2.3 偶氮氯膦Ⅰ用量

對20 μg鋁，0.30 g/L偶氮氯膦Ⅰ溶液用量為4～8 mL時，吸光度基本一致，實驗選用5.0 mL。吐溫-80用量為2～8 mL時，吸光度最大且恒定不變，實驗選用5.0 mL。為了使操作簡化，并能提高其靈敏度，把兩者配成混合溶液，結果較佳。

2.4 顯色速度及絡合物的穩定性

在吐溫-80的存在下，鋁與偶氮氯膦Ⅰ的反應在5 min內達到最大值，繼續放置至少1 h，吸光度基本不變。實驗選用顯色10 min后比色。

2.5 絡合物的組成比

在顯色條件下，吐溫-80存在時，用摩爾濃度法和連續濃度變更法測得絡合物的組成均為1∶1。

2.6 校正曲線

在50 mL容量瓶中分別加入不同量的鋁標準溶液，然后按實驗方法操作，結果表明，鋁含量ρ在0～25 μg/(50 mL)范圍內服從比耳定律,線性回歸方程為A=0.018 4ρ+0.047，相關系數r=0.998 9，表觀摩爾吸光系數為3.9×104L/(mol·cm)。

2.7 干擾離子的影響及消除

鋁與偶氮氯膦Ⅰ形成藍紫色絡合物，但干擾離子較多。曾選用抗壞血酸、EDTA-Zn等作掩蔽劑，顯色速度慢且靈敏度較低。實驗采用EDTA-Mn2+作掩蔽劑，重復性好，共存離子允許量大大提高，顯色速度快。試驗證明，加入3.5～6.5 mL EDTA-Mn2+溶液時，吸光度最大且基本不變，實驗選用5.0 mL EDTA-Mn2+溶液。根據置換掩蔽原理和試驗證明，大量的錳、銅、鐵、錫、鉛、鋅、鈦、鎳、鉬、稀土等對測定不產生干擾。在50 mL溶液中，對20 μg鋁離子進行測定，相對誤差在±5%以內時，50倍的Cr3+、Sb3+，100倍的V(Ⅴ)，250倍的Co2+、Mo(Ⅵ) 、W(Ⅵ)、Zr4+均不干擾測定，大量的Cl-、ClO4-、NO3-不干擾測定。

2.8 樣品分析

稱取銅合金樣品0.100 0 g，置于100 mL兩用瓶中，加2.0 mL HCl和適量H2O2使試樣完全溶解，加熱分解過量的H2O2，取下稍冷，用水稀釋至刻度，搖勻。吸取10.00 mL試液，置于50 mL容量瓶中，加5.0 mL EDTA-Mn溶液，搖勻，放置2～5 min，按實驗方法測定樣品，并與認定值比較，二者相對誤差小于5.0%，結果見表1。

表1 樣品測定結果(n=5) %

3 結語

建立了光度法快速測定銅合金中微量鋁的方法，方法操作簡便、快速，選擇性較好，測定結果準確可靠，能滿足生產中快速分析的要求。

[1] 鄒愛蘭，任鳳蓮，鄧世林.滴定法測定銅鋅合金中鋁[J]. 冶金分析，2002，22(3)：69-70.

[2] 華靜，牟新玉，王昔文. ICP-AES法測定銅合金中鐵鋁錳鉛錫[J].安徽冶金科技職業學院學報，2004，14(4)：26-27.

[3] 蔡玉欽，周連君，尤金茂.火焰原子吸收光譜法間接定鋁[J].分析化學，1995，23(6)：733.

[4] 任傳森，徐魏兵.興多偶氮氯膦Ⅰ分光光度法測定銅合金中微量鋁[J].山東冶金，1997，19(5)：44-46.

[5] 虞光禹.偶氮胂Ⅰ光度法直接測定銅合金中鋁[J].理化檢驗：化學分冊，1992，28(5)：19-20.

[6] 張云.偶氮胂Ⅲ光度法直接測定銅合金中的鋁[J].冶金分析，1990，10(4)：57-59.

[7] 徐盤明，趙詳大.實用金屬材料分析方法[M].合肥：中國科學技術大學出版社，1990:435-437.

[8] 衡興國，黃按佑.實用快速化學分析新方法[M].北京：國防工業出版社，1993:206-207.

[9] 潘峰.偶氮氯膦Ⅰ全差示分光光度法測定銅合金中鋁[J].甘肅有色金屬，1994(3)：34-38，26.