聚乙烯吡咯烷酮在碘量法測定礦石中銅含量的應用

劉亞芳

（三門峽市有色金屬質量科學研究所(河南省黃金貴金屬產品質量監督檢驗中心)，河南 三門峽 472000）

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ice3500原子吸收分光光度計，美國熱電公司。儀器工作條件：銅空心陰極燈，波長327.4nm，狹縫寬度0.5nm，環境溫度24℃，濕度40%。

標準儲備溶液:稱取0.1000g金屬銅((W（Cu）≥99.99%)于250m L燒杯中，蓋上表皿，緩緩加入30ml硝酸，加熱溶解后，冷卻，移入100ml容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液中銅的質量濃度為1m g/ml。

銅標準溶液：移取10.00ml銅標準儲備溶液于100ml容量瓶中，加入10ml鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1ml含100ug銅[1]。

系列標準溶液：準確移取0,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00ml銅標準溶液，分別置于100ml容量瓶中，加入10ml鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。

聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液配制：稱取5g該試劑溶于100ml水中混勻。

1.2 材料

實驗所用的銅精礦為有色金屬行業級標準樣品(YSS022-2004),銅含量為16.69%；銅礦石為國家標準樣品（ZBK335），銅含量為6.78%；鉬精礦為國家標準物質（GBW07199），銅含量為0.26%。實驗所用水為超純水，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為生物純，鹽酸、硝酸、溴試劑均為分析純。

1.3 方法

采用GB/T 3884.1-2000《銅精礦化學分析方法銅量的測定》中短碘量法對銅精礦、銅礦石中銅含量測量并與本文方法進行比較，采用GB/T 15079.6-94《鉬精礦化學分析方法銅和鉛量的測定》[5]進行鉬精礦中銅含量分析比較。

本文方法：①試料，分別稱取試樣0.3000g，精確至0.0001g。②實驗方法，將試樣①置于500ml三角燒杯中，用少量水潤濕，加入10ml鹽酸[2]。置于電熱板上低溫加熱5min，取下稍冷，加入5ml硝酸和1ml溴，蓋上表面皿，混勻，低溫加熱蒸至近干，冷卻。用30ml超純水吹洗表皿及杯壁，蓋上表面皿，置于電熱板上煮沸，使可溶性鹽類全部溶解，取下冷卻至室溫。滴加乙酸銨溶液至紅色不再加深并過量4ml，然后滴加氟化氫銨飽和溶液4ml，混勻。加入PVP（10%）5ml混好后，加碘化鉀2g混合溶解，立即用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至由紅色變為無色或淺黃色為終點。

2 結果與討論

在碘量法標準方法中，樣品溶液有深黃色變為淺黃色的時候需加入2ml5%淀粉溶液，溶液有淺黃色變為深藍色。繼續滴加硫代硫酸鈉溶液，藍色消失即為終點。在整個滴定過程中，終點顏色為灰色，在灰色背景下，藍色消失難觀察，終點判斷誤差較大[3]。

在另一組試驗中，指示劑有PVP替換淀粉后，溶液直接為深紅色，隨著硫代硫酸鈉溶液的不斷加入，紅色逐漸變淺，紅色消失即為滴定終點，滴定終點溶液呈現乳白色，顏色變化較為明顯。另外，在滴定終點為黃色的樣品溶樣中，樣品溶液有黃色變為淺黃色時難以判斷，加入指示劑過晚易造成終點滴過，樣品作廢。而采用PVP作指示劑可以有效避免此缺點[4]。

由表1可知，雖然不同指示劑測量的平均值都非常接近標準值，但是由于淀粉指示劑終點較難判斷，采用PVP作指示劑測出的標準偏差和相對標準偏差RSD都小于用淀粉作指示劑的標準偏差和RSD，因此，用PVP作指示劑終點判斷更靈敏。

當銅含量略低時，本文也采用了兩個方法結果比較，結果如表2所示。從表2可以看出，淀粉作指示劑時的平均值結果稍差，且用PVP作指示劑測出的標準偏差和RSD依然都小于用淀粉作指示劑的測量值[5]。

當礦石中銅含量較低時，采用GB/T 15079.6-94《鉬精礦化學分析方法銅和鉛量的測定》方法，在該方法中，當銅含量范圍大于0.100%時，要根據銅含量大小移取體積進行稀釋，尤其銅含量未知時，移取較為繁瑣，步驟比較復雜，另外，在移取稀釋過程中引起系統誤差較大。

最后，在操作過程中用到的儀器，乙炔等氣體成本價花費較大。本方法操作簡單，成本低廉。由表3可知，不同方法測定鉬精礦銅含量平均值都非常接近標準值，采用PVP作指示劑測出的標準偏差和RSD和用原子吸收光譜測出的標準偏差和RSD相差較少，因此，采用PVP作指示劑滴定測量鉬精礦中銅含量的方法是可取的。

在上述基礎上，本文用本方法和標準方法GB/T 3884.1-2000測定某未知樣品中銅的含量，并進一步做了對比研究，結果如表4所示。從表4可以看出,兩個方法測量平均值較為接近，但采用PVP作指示劑測出的標準偏差和RSD也均都小于用淀粉作指示劑的標準偏差和RSD，因此，本文方法測定礦石中銅含量的方法是可取的。

表1 銅精礦分析結果對照

表2 銅礦石分析結果對照

表3 鉬精礦分析結果對照

表4 未知礦分析結果對照

3 結論

本文通過總結實踐操作，由聚乙烯吡咯烷酮代替淀粉作指示劑，提高了實驗終點的顯色靈敏度，有效避免了淀粉指示劑易分解，不易長期保存，終點不靈敏等缺點。在此基礎上，運用本文方法對礦石中低含量銅進行實驗比對，同樣取得了滿意結果。采用本方法測定礦石中銅含量，適用范圍廣，操作簡單，顯色靈敏度高，可使結果更加準確。