含銠物料中銠測定方法的研究

梁志斌

摘 要：銠是一種具有催化效應的金屬材料，該金屬材料在石油冶金、航天材料等領域的應用廣泛。本文研究對于含銠物料銠元素的測量，探討了運用催化廣度法對于銠元素的測量，對實驗試劑、實驗方法做了詳細論述，對吸收曲線、反應條件設置、反應溫度和反應時間以及試驗穩定性等做了研究論證，希望能為對銠元素的測量提供建設性建議。

關鍵詞：銠元素;測量;催化光度法

0 引言

銠是一種具有催化效應的金屬材料，該金屬材料在石油冶金、航天材料等領域的應用廣泛。我國銠元素的儲量不高，導致在市面上該催化劑價格昂貴，因此對于該元素的回收利用具有非常重要的現實意義。原子吸收法常用作對元素濃度的測量，但是銠元素原子吸收靈敏度低、測量誤差大，因此原子吸收不適用于對銠元素的測量。

催化光度法相比于原子吸收法具備更高的靈敏度和更好的穩定性，是測量銠元素的有效方法，本研究探討了運用催化光度法測定銠元素的實驗試劑和實驗方法，對本試驗的吸收曲線和反應條件等做了研究論證。

1 實驗方法

1.1 主要試劑與儀器

催化光度法主要用到的試驗試劑和儀器見表1。

銠標準溶液的配制：精確稱取0.2550g三氯化銠（RhCl3）于燒杯中，加入25mL濃鹽酸（HCl），緩慢加熱至完全溶解，冷卻至室溫，隨后定溶至100mL，得到1.000mg/mL銠儲備液，使用配制時用0.1mol/mL鹽酸進行稀釋使用。

（4-氯苯基偶氮）-8-苯磺酰胺基奎林溶液的配制：采用95%乙醇、0.01mol/mL的KIO4溶液，6mol/mL的硫酸溶液（H2SO4）以及體積分數為2%的Tween-80溶液配制成0.025%的新試劑溶液。

1.2 實驗方法

準備兩只50mL比色管，將比色管編號為1號、2號，向1號、2號比色管中加入2.5mL、6mol/mL的硫酸;3.0mL、0.01mol/mL的KIO4溶液;2.0mL的CPBSQ溶液和1.5mL的Tween-80溶液。之后向1號比色管中加入適量銠標準溶液，測定其吸光度，記為A1，并測定2號比色管其吸光度，記為A2。之后將1號2號兩只比色管用蒸餾水稀釋至25mL，并放入恒溫槽內，設置水浴溫度為90℃，恒溫加熱10min。加熱過后冷卻至室溫，用去離子水將比色管刻度補充至25mL，混合均勻。之后用1cm比色皿1cm以去離子水為參比，在525nm波長下測量1號和2號比色管中體系的吸光度，記為A11和A22，并計算兩次吸光度的差值ΔA1，ΔA1=A11-A22。

2 結果與討論

2.1 吸收曲線

從曲線圖中可知，在硫酸介質中（即強酸條件），CPBSQ溶液強吸收峰在525nm波長處，但是在體系中加入KIO4之后，該處的吸收峰有所下降，這表明KIO4可使CPBSQ褪色，即KIO4能氧化CPBSQ溶液;當在CPBSQ溶液中加入銠標準溶液后，可以看到曲線1與曲線3幾乎重疊，說明銠元素不會與CPBSQ發生反應;而在CPBSQ中同時加入KIO4和銠元素標準溶液，體系的吸收曲線產生了紫移現象，同時吸光度有巨大的下降，說明銠元素對KIO4氧化CPBSQ的反應有催化作用，因此，選擇525nm為測定波長。

2.2 反應條件的優化

2.2.1 酸類型和用量的選擇

如上文所述，該反應要在強酸介質才能進行。比較磷酸（H3PO4）和硝酸（HNO3）以及硫酸（H2SO4），發現在硫酸介質中，銠的催化效果更好。為了進一步優化試驗條件，選擇了0.5-4.0mL用量的硫酸進行試驗，發現在1.0-3.0mL區間的硫酸用量下，吸光度最高，其他范圍吸光度均有所下降，因此，本實驗選擇2.5mL、6mol/mL的硫酸溶液。

2.2.2 對氧化劑類型和用量的選擇

常用的氧化劑包括雙氧水（H2O2）、高碘酸鉀（KIO4）和溴酸鉀（KBrO3），試驗發現選擇高碘酸鉀時ΔA最大，因此氧化劑選擇高碘酸鉀。進一步為了得到最佳用量，選擇0.5-4.0mL的高碘酸鉀溶液進行試驗，發現在0.5-2.5mL的區間范圍內，隨著高碘酸鉀使用量的增加，非催化反應體系和催化反應體系的吸光度值A11和A22都有所下降，但是A22的降幅更大，導致了ΔA的值增加，超過2.5mL用量之后，吸光度值趨于穩定，因此高碘酸鉀用量選擇為3.0mL。

2.2.3 CPBSQ溶液用量的選擇

選擇0.1-4.0mL區間范圍內的CPBSQ溶液用量進行了試驗，發現在0.25-3.0mL區間范圍內，隨著CPBSQ溶液用量的增加，催化反應體系的吸光度和非催化反應體系的吸光度都在增加，但是催化反應體系的增幅更小，因此ΔA值增加。考慮到試驗的可操作性，選擇2.0mL用量的CPBSQ溶液。

2.3 反應溫度與反應時間

催化體系的反應和非催化體系的反應都對反應溫度有一定的要求，當反應溫度低于60℃時，兩者都不能進行;反應溫度高于60℃后，隨著溫度的上升，反應逐步加快，但是催化體系的反應速率加快得更多。因此，考慮到實際操作的安全，選擇反應溫度為90℃，并用水浴槽進行水浴加熱，用流水將其冷卻至室溫。

當反應溫度為90℃時，研究表明，加熱時間t和ΔA的值存在某種線性關系：ΔA=0.0376t+0.1841（5min

2.4 線性范圍、精密度、靈敏度

2.4.1 對線性范圍的確定

研究表明，在該實驗條件下，銠溶液濃度在0.1-1.75ug/ 25mL時，吸光度差值ΔA與銠溶液的濃度存在線性關系：ΔA=0.603C-0.0432（0.1ug/25mL

2.4.2 精密度、靈敏性

誤差允許范圍在正負5%以內時，不會產生干擾的離子有：鎂離子、鈉離子、鉀離子、硝酸根離子、鈣離子、硅酸根離子、鉛離子、鋁離子、二價錳離子、鉻離子、鎘離子等，還有鋅離子、銅離子等常見金屬離子，由此可知，該檢測方法依然存在一定的局限性。

3 結論

催化光度法對于銠元素的測量具有靈敏度高、穩定性好等優點，對于樣品單一、離子共存少的材料，可選用催化光度法進行測量;但是如果材料的離子共存復雜，銠含量低，選用該法就很難得到準確的測量結果，需要考慮用儀器分析法。實際上，冶金行業常用催化光度法對產品樣品中的銠元素進行測量，從表2可以看出催化光度法對于產品樣品中銠元素的分析測定具有較高的可靠性。

參考文獻：

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