磷钨钒酸分光光度法测定石煤中的钒

'　　磷钨钒酸分光光度法测定石煤中的钒　　：样品放入马弗炉内灼烧去除有机物，经过氧化钠熔融分解后，用水提取，硫酸中和，钒（ⅴ）与磷酸、钨酸钠形成黄色磷钨钒酸铬合物，于波长420nm处测量吸光度。在0.5ug/mL-16ug/mL内符合比耳定律，摩尔吸光系数ε=1.62×103L·mol-1·cm-1。此方法适用于石煤中0.01%-2%钒的测定。　　关键词：钒（ⅴ）；磷酸；钨酸钠；分光光度法；石煤　　Abstract：Thesampleputinthemufflefurnaceburningtoremoveorganicmatter,Afterfusedbysodiumperoxide-sodiumcarbonateandimmersedbyphosphotungsticplexpoundtungstate,determiningitsabsorbanceatthe。Theresultsshoaniuminmassconcentrationof0.5-16ug/mLandtheapparentmolarabsorptivityis1.62×103L·mol-1·cm-1.Thismethodissuitableforthedeterminationof0.01%-2%vanadiuminstonecoal.　　Key（V）；phosphoricacid；sodiumtungstate；spectrophotometry；stonecoal　　：TP39：A 　　我国有丰富的两大钒矿资源，含钒石煤和钒钛磁铁矿。含钒石煤储量大，层位稳定，含钒品位高。钒的测定方法中，常见的光度法有磷钨钒酸分光光度法、5-Br-PADAP-过氧化氢光度法、苯甲酰苯胲光度法。5-Br-PADAP-过氧化氢光度法适用范围小，干扰元素多，且需要采用有机试剂；苯甲酰苯胲光度法，采用萃取分离，操作繁琐；一般情况不优先采用这两种分析方法。采用磷钨钒酸法测定石煤中的钒，具有操作简便、快速，稳定性好，线性好等优点。　　1实验部分　　1.1仪器与试剂　　722N分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）　　AUY220型电子天平（日本岛津）：感量0.1mg　　S—4X型马弗炉　　方型瓷舟：长52mm宽22mm高14mm　　钒标准溶液：ρ（V）=50ug/mL,准确称取0.1148g在105℃烘干过的钒酸铵溶于水中，加4mL1+1H2SO4酸化，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。　　钨酸钠（100g/L）：称取100g钨酸钠，溶于水中，稀释并定容至1L。 　　酚酞指示剂（1g/L）：准确称取酚酞0.1g，溶于无水乙醇中，稀释并定至100mL。　　硫酸：1+1　　磷酸：1+1　　1.2实验方法　　准确称取0.5000g-1.0000g样品于方型瓷舟中，均匀铺平，放入马弗炉中，半开炉门，由室温逐渐加热至（700±10）℃灼烧至没有含碳的黑色物质为止（至少灼烧一小时），取出，冷却至室温。将方型瓷舟中样品全部转入预先加有4g过氧化纳的铁坩埚中，搅匀，上面再覆盖一层，放入已升温至750℃的马弗炉中，溶成流体后再保温2-3分钟，取出，冷却，放入预先加有100mL水的150mL烧杯中。若钒的含量较高，将坩埚放入加有80ml水的250ml烧杯中，洗净坩埚，冷却后，将溶液移入200mL的容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀，放置过夜沉清。　　移取清液10mL于25mL比色管中，加酚酞指示剂1滴，用1+1H2SO4调至溶液由红色变为无色，并过量1mL，加入1mL1+1H3PO4，摇匀，加入100g/L钨酸钠溶液1mL，用水稀释至刻度，摇匀，用1cm比色皿，以试剂空白做参比，在波长420nm处测量吸光度。 　　2结果与讨论　　2.1吸收光谱　　取100ug钒标准溶液，按实验方法显色，测量380～440处不同波长下的吸光度，绘制吸收曲线如图1所示，由此可见其该体系的最大吸收波长为420nm，故选用420nm为测量波长。　　　　2.2反应介质的影响　　实验了H2SO4、HCl、HNO3、H3PO4等不同介质对反应体系的影响。结果表明：在H2SO4介质中吸光度最大，稳定性好，故采用H2SO4为反应介质。反应体系中1+1H2SO4的加入量在0.5mL-2mL时吸光度最大且稳定。故选用1mL1+1H2SO4溶液为反应介质。用硫酸中和时为防止硅酸沉淀的析出，中和的速度要快，应立即过量1mL1+1H2SO4。　　2.3显色剂用量　　按上述实验方法，当加入0.5mL-3.0mL100g/L的钨酸钠时，其吸光度最大且稳定。小于0.5mL显色不完全，高于3.0mL时显色剂过量，且吸光度不稳定。故实验选用1.0mL。　　2.4显色时间及温度的影响 　　该显色体系的显色速度快，加入显色剂后立刻就能达到最大吸光度，且黄色磷钨钒酸铬合物的吸光度可稳定3小时。夏天温度高时，用硫酸调完且过量1mL后，将比色管放到水中冷却，再加磷酸和钨酸钠，这样显色体系不易浑浊，可稳定的时间较长。　　实验表明：样品在700℃马弗炉中灼烧，其灼烧效果最好。当温度过低时，碳质灼烧不完全，导致结果偏低；温度过高时，样品容易溅跳，因此石煤样品应由室温开始加热至700℃灼烧，半开炉门，避免煤样喷溅。　　2.5共存离子的影响　　在选定实验条件下，按实验方法测定100ug的V（V），相对误差≤±5%时，以下倍数的离子不干扰测定：20倍的Co2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+，10倍的Cr3+、Ni2+、Cu2+、Mo6+、Fe3+、Ti4+。　　2.6工作曲线　　于7支25ml的比色管中分别加入50ug/ml钒标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0mL，用水稀至10ml刻度线，加1+1H2SO41mL，以下按实验方法进行操作，并绘制工作曲线。当V（V）在0.5ug/mL-16ug/mL内符合比耳定律，其线性回归方程：A=0.004+0.0012ρ，相关系数r=0.9998，摩尔吸光系数ε=1.62×103L·mol-1·cm-1。 　　3样品分析　　3.1样品测定结果及对照　　按实验方法，对石煤中钒含量进行测定，该法测定的值、相对标准偏差见表1，与外检测定值对照，其相对标准偏差符合规范要求。　　表１试样中铼的含量（n=5）　　　　　　在石煤样品中加入钒标准溶液，按实验方法进行加标回收试验，结果见表2。　　表2加标回收率　　　　　　通过以上试验，说明该方法能满足石煤中钒的测定要求。　　 　　'