銅合金中鉛測定的探討

李正權

（貴州航天精工制造有限公司，貴州 遵義 563100）

銅合金中鉛測定的探討

李正權

（貴州航天精工制造有限公司，貴州 遵義 563100）

對鉻酸鉛沉淀-硫酸亞鐵銨滴定法測定銅合金中鉛的試驗方法進行探討，改善原來的滴定分析方法，提高了方法的穩定性和準確度。

鉛；沉淀；硝酸銀；pH

銅合金中鉛的測定方法有電解法、火焰-原子吸收光譜法、發射光譜法等，這些方法屬于儀器檢測法，有些操作麻煩，分析耗時長；有些儀器昂貴。從分析成本和試驗時間上綜合考慮，容量分析是較適宜的。采用鉻酸鉛沉淀-硫酸亞鐵銨滴定法進行測定，存在滴定終點不很明顯（有時甚至不出現終點），穩定性差，重復性差等問題。對此方法進行改進，加入硝酸銀形成氯化銀對鉻酸鉛沉淀吸附，改用醋酸鈉緩沖溶液代替醋酸銨溶液，嚴格控制溶液的pH值，使得測定準確度和穩定性提高，達到標準要求。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

PHS-3B精密pH計。

重鉻酸鉀標準溶液 c （1／6K2Cr2O7）＝0.0500 mol·L-1：稱取2.4515 g基準重鉻酸鉀，用水溶解后，稀釋至1000 mL。

乙酸鈉溶液：稱取乙酸鈉8 g，加入36%的醋酸134 mL，用水稀釋至500 mL，搖勻，用氫氧化鈉（40 g·L-1）或鹽酸（1＋5）調節 pH 到 3.5。

氫氧化鈉溶液 100g·L-1，硝酸鍶溶液 100g·L-1，硝酸銀溶液 2 g·L-1，氯化鈉溶液 10 g·L-1。

鄰苯氨基苯甲酸指示劑2 g·L-1：稱取鄰苯氨基苯甲酸0.2g，溶于2g·L-1的碳酸鈉溶液100mL中，溶液貯存于棕色瓶中。

硫酸、磷酸混合酸：于600 mL水中加入硫酸150 mL及磷酸150 mL，冷卻，加水稀至1000 mL。

硫酸亞鐵銨標準溶液 c（Fe2＋）＝0.020 mol·L-1：稱取硫酸亞鐵銨［Fe（NH4）2（SO4）2·6H2O］ 7.9 g，溶于硫酸（5＋95）1000 mL中，為保證二價鐵穩定加幾小顆純鋁。

重鉻酸鉀標準溶液與硫酸亞鐵銨標準溶液的比值 K 的求法：用移液管移取 c（1／6K2Cr2O7）＝0.0500 mol·L-1的重鉻酸鉀標準溶液 V0（10 mL 或20 mL），置于 250 mL錐形瓶中，加水 80 mL，加入硫酸、磷酸混合酸20 mL，鄰苯氨基苯甲酸指示劑 3 滴，用 c（Fe2＋）＝0.020 mol·L-1硫酸亞鐵銨標準溶液滴定至亮綠色為終點。

式中：V0——吸取c（1／6K2Cr2O7）＝0.0500mol·L-1的重鉻酸鉀標準溶液的的體積，mL；

V1——消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積，mL。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗步驟

稱取試料 m（1.0000 g或 0.5000 g），置于300 mL 錐形瓶中，加入硝酸（1＋3）15 mL，加熱溶解，取下冷卻，加少量水，用PHS-3B精密pH計測定 pH 值，用氫氧化鈉（100 g·L-1）或鹽酸（1＋5）調節溶液的 pH 到 3～4。加入硝酸鍶溶液（100 g·L-1）4 mL、氯化鈉溶液（10 g·L-1）2 mL，加入乙酸鈉緩沖溶溶液（pH3.5）25 mL 及 c（1／6K2Cr2O7）＝0.0500 mol·L-1的重鉻酸鉀標準溶液 V0mL，加入適量硝酸銀溶液（2g·L-1）。將錐形瓶放在電熱板上加熱，煮沸2～3min，冷卻。加水 50 mL 及硫酸、磷酸混合 酸 20 mL，用 c（Fe2＋）＝0.020 mol·L-1硫酸亞鐵銨標準溶液滴定數mL后，加入鄰苯氨基苯甲酸指示劑3滴，繼續滴定溶液由紫紅色轉變為亮綠色為終點。按以下公式計算鉛含量：

w（Pb）／%＝ （ V0-KV2） c0×6.907／m

式中：V0—加入重鉻酸鉀標準溶液的體積，mL；

V2—滴定消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積，mL；

c0—重鉻酸鉀標準溶液濃度 c（1 ／6K2Cr2O7），mol·L-1；

m—試料質量，g。1.2.2 試驗內容

控制溶液pH＝3.5，試驗加入不同量的硝酸銀2 g·L-1溶液，測定銅合金中鉛的含量；控制溶液中加入相同量硝酸銀 2 g·L-1溶液（10 mL），在不同的pH值下測定銅合金中鉛的含量。

2 結果與討論

2.1 測定結果

2.1.1 硝酸銀加入量的影響

對加入不同量硝酸銀2 g·L-1溶液的試樣進行測定，結果見表1。

表1 硝酸銀加入量對測定結果的影響

從試驗結果得知，不加硝酸銀時，測定鉛含量與標準值相差大，重復性差；當加入AgNO3（2g·L-1）量為10.0mL時，測定結果與標準值最接近，且穩定性好；當加入 AgNO3（2 g·L-1）量≥15.0 mL時，測定結果有大于標準值的趨勢。說明當加入 AgNO3（2 g·L-1）量為 10.0 mL 左右較適宜。

2.1.2 pH值控制的試驗

對溶液在不同pH值下，進行鉛的含量測定，試驗結果見表2。

表2 pH值對測定結果的影響

從試驗數據中看出，隨著pH的增加，測定結果有升高的現象，pH在3～4之間穩定性較好，pH＝3.5時，測定結果與穩定性最佳。

2.2 測定原理

用定量的硝酸溶解試樣，加入過量的重鉻酸鉀標準溶液，在pH 3～4的醋酸介質中使鉛定量地生成鉻酸鉛沉淀，過量的重鉻酸鉀，在不分離鉻酸鉛沉淀的情況下，提高溶液酸度后用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，用鄰苯氨基苯甲酸作指示劑。

用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定重鉻酸鉀，必須在較高的酸度條件下進行，而在低酸度下生成的鉻酸鉛沉淀在高酸度的溶液中會逐漸溶解，因此有的方法要求將鉻酸鉛沉淀分離后再進行滴定。本實驗采用加入硝酸鍶作為凝聚劑，使鉻酸鉛沉淀在較高的酸度條件下也不溶解。

加入適量氯化鈉，使溶液中有少量氯化銀沉淀，凝聚析出的鉻酸鉛小顆粒沉淀被氯化銀吸附，煮沸陳化后生成較大的顆粒，從而減少對其它離子的吸附，使測定結果穩定。氯化銀沉淀量太少，吸附作用不大；過多，可能對Fe2＋離子有影響，導致測定結果偏高。實驗表明，加入AgNO3（2 g·L-1）量為 10.0 mL 時，較適宜。

沉淀鉻酸鉛時pH的影響，由于銅、鍶的鉻酸鹽都微溶于水，酸度較低時，銅、鍶離子作為抗衡離子被鉻酸鉛吸附的量較大，加入硫酸、磷酸混合酸后，部分被吸附于沉淀上的銅、鍶鉻酸鹽來不及溶解或轉化即被瞬間形成的硫酸鍶沉淀所包圍。故加入重鉻酸鉀沉淀鉛時，溶液的pH值有一定的影響。pH值小時，測定結果偏低。pH值大時，測定結果偏高。實驗表明，pH為3.5左右時，測定結果準確。

試驗中之所以采用醋酸鈉緩沖溶液代替醋酸銨緩沖溶液，是由于溶液中有大量的銨離子存在時，析出的硫酸鍶疏松，對鉻酸鉛沉淀的保護作用差，滴定終點不穩定。而鈉離子可使硫酸鍶致密，滴定終點能穩定25 min左右。

2.2 結論及其它

在形成鉻酸鉛沉淀時，加入硝酸銀形成氯化銀對鉻酸鉛沉淀吸附，用醋酸鈉-醋酸作緩沖溶液，控制溶液的pH值3.5左右，采用鉻酸鉛沉淀-硫酸亞鐵銨滴定法進行銅合合金中鉛的測定結果準確。操作過程簡化，分析的時間縮短，分析成本降低。銅合金中常見的含量元素均不干擾鉛的定量沉淀，硝酸溶解后試樣中的錫以偏錫酸沉淀析出，故不干擾鉛的沉淀。

重鉻酸鉀標準溶液［c（1／6K2Cr2O7）＝0.0500mol·L-1］10 mL可沉淀鉛24 mg，故對一般的鉛黃銅稱取試料質量1 g即可。對其它牌號的銅可調整試料稱樣量或增加重鉻酸鉀標準溶液的加入量。例如鉛含量w （Pb）% 為2.5～3.5時，稱取試料質量0.5 g，或者增加重鉻酸鉀標準溶液為20 mL即可。方法對比結果見表3。

表3 方法對比結果

［1］ 趙巍.鉻酸鉛沉淀-亞鐵滴定法測定銅合金中鉛的研究［J］. 遼寧化工，2001，（11）：509-510.

［2］ 上海材料研究所.金屬材料化學分析方法（第二分冊）［M］.北京：機械工業出版社，1982.

［3］ 沈含熙，等.2-（2-噻唑偶氮）-5-二乙氨基苯甲酸分光光度法測定微量鈀［J］. 冶金分析，1988，（6）：1-4.

［4］ 王輒.鉻酸鉛沉淀-亞鐵滴定法測定銅含金中鉛的方法討論［J］. 理化檢驗-化學分冊，1989， 25（1）：56.

Determination of Lead in Copper Alloy

LI Zheng-quan
（Test Center of Guizhou Aerospace Seiko Manufacturing Co.Ltd.， Zunyi 563100，China）

The determination method of lead in copper alloy by lead chromate precipitated-ammonium ferrous sulphate titration was improved and the stability and accuracy was increased.

lead； precipitation；silver nitrate； pH

O 655

A

1671-9905（2011）04-0033-03

李正權（1962-），男，工程師，從事化學分析檢測工作

2010-12-20