在微乳介質(zhì)中結(jié)晶紫-磷釩鉬雜多酸分光光度法測(cè)定鋼樣中的磷

張瑩琪，唐雁飛

（太原工業(yè)學(xué)院，太原030008）

做為鋼中五大元素之一的磷，它來(lái)源于礦石和生鐵等煉鋼原料[1]。磷能提高鋼的強(qiáng)度，但使鋼的可塑性及韌性降低，特別是在低溫下使鋼變脆嚴(yán)重，一般被認(rèn)為磷是鋼中的有害元素[2]。然而在有些鋼種中磷可以發(fā)揮有益作用，如在低碳鋼中含有較高的硫和磷，能改善鋼的可切削加工性。此外還可以利用磷增加鋼的抗大氣腐蝕能力，提高磁性，減少熱軋薄板的粘結(jié)等[3～5]。因此對(duì)鋼中磷含量的嚴(yán)格控制極其重要。微乳液的用途極其廣泛，在分析測(cè)試、材料制備、化學(xué)合成、清潔能源、催化、電化學(xué)等領(lǐng)域備受關(guān)注[6～9]。在光度分析中微乳液作為反應(yīng)介質(zhì),能改變體系的水溶性、增加測(cè)定的靈敏度[10～12]。本文建立了在微乳液存在下，結(jié)晶紫-磷釩鉬雜多酸分光光度法測(cè)定微量磷的方法，并用于多種鋼樣的測(cè)定，得到了較好的分析結(jié)果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

722 型分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；

4μg/mL磷標(biāo)準(zhǔn)液：由KH2PO4配制。

鉬釩混合液:將26 mL 4%鉬酸銨與14 mL 0.2%的偏釩酸銨溶液混勻，用水稀至1000mL[13,14]。

0.05 %結(jié)晶紫溶液；OP∶正戊醇∶正庚烷∶水=3.2∶2.3∶0.5∶94（體積比）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在25mL容量瓶中分別加入4μg磷標(biāo)液，2mol/L硫酸液1.3mL，鉬釩混合液9.0mL，2.0mL微乳液及2.0mL結(jié)晶紫，搖勻，加水定容，放置20min后，在545nm波長(zhǎng)處，以試劑空白作參比，測(cè)定吸光度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 締合物最大吸收波長(zhǎng)的確定

按實(shí)驗(yàn)方法在波長(zhǎng)500～650nm范圍，以試劑空白為參比測(cè)定吸光度值，由所測(cè)數(shù)據(jù)可知，離子締合物溶液的最大吸收波長(zhǎng)為545nm，與參考文獻(xiàn)一致[13,14]。

2.2 穩(wěn)定時(shí)間的確定

按照實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定顯色體系不同時(shí)間段的吸光度值。結(jié)果表明顯色10min后體系的吸光度值開(kāi)始穩(wěn)定，之后至少可穩(wěn)定1h,本實(shí)驗(yàn)選取顯色時(shí)間為20min。

2.3 溶液酸度的確定

其它試劑不變，改變2mol/L硫酸加入量，按照實(shí)驗(yàn)方法顯色，實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)體系酸加入量1.1～1.6mL時(shí)，吸光度值穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)選定酸加入量為1.3mL。

2.4 鉬釩混合液的確定

按照實(shí)驗(yàn)方法，改變鉬釩混合液加入量，結(jié)果表明當(dāng)鉬釩混合液的加入量為8.0～10.0mL時(shí)，體系吸光度值穩(wěn)定且最大，故本實(shí)驗(yàn)選定鉬釩混合液加入量為9.0mL。

2.5 微乳液加入量的確定

改變微乳液加入量，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知當(dāng)微乳液加入量為1.0～3.0mL時(shí)，體系吸光度值穩(wěn)定且最大，故本實(shí)驗(yàn)選定微乳液加入量為2.0mL。

2.6 結(jié)晶紫加入量的確定

按照實(shí)驗(yàn)方法，改變結(jié)晶紫加入量，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知當(dāng)結(jié)晶紫加入量為1.9～2.1mL時(shí)，體系吸光度值穩(wěn)定且相對(duì)大,故本實(shí)驗(yàn)選定結(jié)晶紫加入量為2.0mL。

2.7 工作曲線

按實(shí)驗(yàn)方法于25mL容量瓶中分別加入不同量的磷標(biāo)液，測(cè)定吸光度值，得到標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的回歸方程為y=0.138 4x+0.0004,相關(guān)系數(shù)為0.9970，磷含量在0～6.5μg/25mL范圍內(nèi)符合朗伯-比爾定律，表觀物質(zhì)的量吸光系數(shù)為1.1×105L·mol·cm-1。

2.8 共存離子的影響

分別考察了多種離子對(duì)4μg/25mL磷顯色液的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)相對(duì)誤差小于±5%時(shí)，下列倍量離子對(duì)測(cè)定不干擾：100倍量的Si（IV)；1000倍量的Cu2+；500倍量的NO3-；1000倍量的(K+，Ca2+，Mg2+）；100倍量的（Mn2+、Zn2+）；50倍量的Fe3+；10倍量的Ni；100倍量的Cl-。

2.9 試樣分析

2.9.1 樣品前處理[1]

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.200 0 g標(biāo)準(zhǔn)鋼樣，置于小燒杯中，加10.0mLHNO3(2+3)，在通風(fēng)櫥中加熱溶解。煮沸15～20s，加熱驅(qū)盡氮的氧化物。滴加KMnO4，加熱至有棕色沉淀析出，微沸30s，緩慢滴加NaNO2至褐色消失，微沸1min，待試樣全部溶解后冷卻、定容于250 mL的容量瓶中。

2.9.2 樣品測(cè)定

取上述處理后的鋼樣溶液1～3mL，按實(shí)驗(yàn)方法加入其它試劑，顯色20min，測(cè)定吸光度值，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 鋼樣測(cè)定結(jié)果（n=5）

3 結(jié)論

用722型分光光度計(jì)研究了OP/正戊醇/正庚烷/水非離子型微乳液體系中結(jié)晶紫與磷釩鉬雜多酸的顯色反應(yīng)，確定了反應(yīng)的最大吸收波長(zhǎng)，穩(wěn)定時(shí)間，酸度，鉬釩混合液用量，結(jié)晶紫用量和微乳液用量等反應(yīng)條件，測(cè)得磷標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為：y=0.1384x+0.0004，計(jì)算得到該反應(yīng)的摩爾吸光系數(shù)為：1.1×105L·mol·cm-1，磷的線性范圍為：0～6.5μg/25mL，相關(guān)系數(shù)為0.9970，該法用于3種標(biāo)準(zhǔn)鋼樣中磷的測(cè)定結(jié)果良好。