分光光度法在冶金分析中的探讨

'分光光度法在冶金分析中的探讨【摘要】分光光度法是化学分析的一个分支，其应用范围之广，可能要高于容量法与重量法，因为其分析周期较重量法要短，分析精度(尤其是对低，微含量的组分)较容量法要高的多。高氯酸氧化磷后，用氟化钠-氯化亚锡将其还原成磷钼蓝，再加氢氧化钠溶液降低酸度，提高了磷钼蓝色泽的稳定性。剩余试液用BCO光度法测定铜量，取得了较好的效果，缩短了分析周期，降低了化验费用。【关键词】铁矿石磷钼蓝BCO光度法磷分光光度法【Abstract]Spectrophotometryisabranchofchemicalanalysis，itsapplicationscope，maybehigherthanthevolumetricmethodandthegravimetricmethod，becauseitsanalysiscycleisshorterthanthegravimetricmethod，analysisaccuracy(especiallyforlow-，micro-componentcontent)thanCapacityoflawtobehigher.Afteroxidizedbyperchloricacid，phosphorisreducedtophosphomolybdicbluebysodiumfluoride-stannouschlorideandthensodiumhydroxidesolutionis addedtoreduceitsacidity，thusenhancingstabilityofcolourandlusterofphosphomolybdicblue.TheremainingtestsolutionisusedtodeterminethecontentofcopperwithBCOphotometricmethod,shorteningitsanalyzingperiodandreducingtestexpenses.【Keywords】ironoer；phosphomolybdicblue；BCOphotometricmethod；phosphor；Spectrophotometry1刖g1.1概述分光光度法作为经典化学分析法在化学分析行业中的应用非常普遍，不管是在有机还是无机化学方面，尤其是在冶金分析行业。分光光度法主要应用于微量组分的测定，也能用于高含量组分的测定，多组分分析以及研宄化学平衡、络合物的组成等。普通的分光光度法采用不含己显色被测组分的参比溶液。分光光度法也可以不经分离而测定试液中两种以上组分。如果两种组分的吸收曲线彼此不相干扰，可方便地选择适当地波长进行测定，如果两种组分地吸收曲线相互干扰时，则可用解联立方程式的方法，求出各组分的含量。这一理论体现在冶金行业就是，可以同时测定 钢铁中的铬、锰元素。试样经简单处理把铬、锰都氧化到最高价；首先用高锰酸钾和重铬酸钾标准溶液制作吸收曲线。然后经由曲线的最强吸收峰查出对应的铬、锰的吸光度。从而换算至含量。1.2前景分光光度法随着科技的发展，应用范围涵盖各个领域，从冶金到水质，医药，化工等等，而其测定物质的含量从微量到常量到高含量，决定了其在冶金领域的优越性，以及其良好的发展前景。2分光光度法简介2.1概念紫外__可见分光光度法是利用物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱，对物质进行定性分析、定量分析及结构分析的方法，分为紫外分光光度法(60—400nm)和可见分光光度法(400—750nm),合称为紫外可见分光光度法。2.2原理2.2.1紫外可见吸收光谱的产生(Do(2)分子中的电子发生跃迁需要的能量约在1〜20eV之间，其对应的吸收光的波长范围大部分 处于紫外和可见光区域，通常将分子在这一区域的吸收光谱称为电子光谱或紫外__可见吸收光谱。(吸收光谱：用不同波长的光依次透过待测物质，并测量物质对不同波长的光的吸收程度（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，就可以得到该物质在测量波长范围内的吸收曲线。这种曲线体现了物质对不同波长的光的吸收能力，也称为吸收光谱。）2.2.2朗伯比尔定律朗伯比尔定律是光吸收的基本定律，它可以表述为：当一束单色光穿过透明介质时，光强度的降低同入射光的强度、吸收介质的厚度、溶液的浓度成正比。用数学表达为：当1以，以为单位时，称为吸光系数，用表示，即：，当1以，以为单位时，称为摩尔吸光系数，用表示，它比a更为常用，即：，当1以，以百分浓度为单位时，称为比吸光系数，用表示，用比吸光系数的表示方法特别适用于摩尔质量未知的化合物。在实际测量中，采用在另一等同的吸收池中放入溶剂与被分析溶液的透射强度进行比较，即：吸光度具有加和性： 比尔定律应用的局限性：只适用于稀溶液、化学偏离、仪器偏离。2.3紫外__可见分光光度计 （1）组成。紫外__可见分光光度计由光源、单色器、切光器、吸收池、光电倍增管等组成。（2）光源。功能：提供能量激发被测物质分子，使之产生电子光谱谱带（提供宽带辐射）。连续光源：广泛应用在吸收和荧光光谱中（气体放电光源）（氘灯、氢灯）紫外可见（氩灯）真空紫外（氙灯）真空紫外、紫外、可见（热辐射光源）（钨丝灯、卤钨灯）可见光区。（3）单色器。功能：从光源福射的复合光中分出单色光。（4）吸收池。功能：盛放分析试样（一般是液体）。（5）检测器。功能：检测光信号，测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。（6）信号显示系统、（5）紫外可见分光光度计的类型：一、单波长单光束分光光度计，缺点：测量结果受电源波动的影响较大，误差较大、单波长双光束分光光度计，优点：除了能自动扫描吸收光谱外，还可以自动消除电源电压波动的影响，减小放大器增益的漂移双波长分光光度计，优点：在有背景干扰或共存组分的吸收干 扰的情况下，可以对某组分进行定量测定。还可以获得微分光谱和进行系数倍率法测定。四、多道分光光2.4分析方法及度计，具有快速扫描的特点其应用2.4.1定性分析吸收光谱比较简单，特征性不强，并且大多数简单官能团在近紫外光区只有微弱吸收或无吸收，所以有一定的局限性。但可用于鉴定共轭生色团，以此推断未知物的结构骨架，在配合其它结构分析方法时，是有用的辅助方法。定性方法：比较吸收光谱曲线：形状、峰数、位置与相应的。用经验规则计算，然后与实测值比较。2.4.2定量分析3分光光度法快速测定铁矿中的磷、铜元素3.1原理试样在高温下经混合溶剂熔融后，使被测组分(元素)转变成易被酸溶解的化合物，溶质被酸和水浸取后，加高氯酸蒸发至冒白烟，以驱尽低沸点的酸，重新确定试液的酸度，并借此将部分亚磷酸氧化为正磷酸，在生成磷钼蓝络合物后，改加氢氧化钠溶液降低酸度，当降低了显色溶液的酸度后，提高了磷钼蓝色泽的稳定性，经过铁矿标样的多次试验验证，测定结 果均在国标允许误差范围内，且重现性较好。在前人工作的基础上，在显色溶液中改加氨性缓冲溶液(PH9.3-9.4)有效地控制好显色溶液的PH值，实验证明，这样比单纯使用氨水调节效果好的多，显色溶液也稳定，且易于控制。3.2试剂混合溶剂：取无水碳酸钠3份，硼砂2份，无水碳酸钾，混合均匀，研细后备用；盐酸；高氯酸；硝酸：1+2；高锰酸钾溶液：4%;钼酸铵-酒石酸钾钠溶液：取钼酸铵溶液（25%）和酒石酸钾钠溶液（25%）各30mL混合后，加10mL硫酸（1+1），3g尿素混匀;氟化钠-氯化亚锡溶液：称lg氯化亚锡溶解于500mL氟化钠溶液（2.4%）中；拧檬酸钠溶液：50%；氨水溶液：1+1;氨性氯化铵缓冲溶液（PH为9.3-9.4）:称取40g氯化铵溶解于200mL水中，加40mL浓氨水，以水稀释至lOOOmL摇匀。3.3操作步骤称取0.3-0.5g试样于预先加混合溶剂3-4g的销金坩埚中，搅拌均匀后，盖上坩埚盖，放入950-1000°的高温炉中熔融5min，取出稍冷。移入预先盛有100mL热水的烧杯中，力a20mL盐酸，低温加热熔融物全部溶解后，取下加lOniL高氯酸，加热蒸发至冒 浓白烟约lmin，取下稍冷，加入约20mL水将盐类溶解溶解（硅酸不溶）用脱脂棉过滤于100mL容量瓶中，以水稀释至刻度摇匀为母液。吸取10mL母液于150mL锥形瓶中，力口5mL硝酸（1+2），加热煮沸，取下立即加入5mL钼酸铵-酒石酸钾钠溶液，摇动15s至清亮，加入30mL氟化钠-氯化亚锡溶液，迅速加入30mL氢氧化钠溶液（每加一种试剂都需要摇动）。用波长650nm，2cm比色皿，以水为参比测定吸光度值。工作曲线的绘制：称取含磷量不同的铁矿石标样3-5个，按上述方法操作显色后，测定吸光度值，并绘制工作曲线。4结果与讨论磷钼蓝在硫酸介质中稳定，为此能在保证酸度的情况下，在钼酸铵混合溶液中加入适量硫酸对磷钼蓝稳定是有益的；铵盐的存在使磷测定的重现性变佳，因此在操作时加入少量尿素；加入酒石酸钟钠，可以抑制硅离子与钼酸铵显色；实验证明用氨性氯化铵缓冲溶液代替氨水，调节PH值分析铜，缓冲能力显著增强，使显色溶液的色泽稳定性变佳（其原因未作深入探讨）；本法适用于烧结矿中磷的分析。测定磷结果对照表1所示：从表1可以看出使用分光光度法所得的结果，标 样所得的结果比较理想，且与波长色散X射线荧光光谱法所得的结果比较吻合。参考文献：[1]南京大学《无机及分析化学》编写组.无机及分析化学[M].北京：高等教育出版社，1998.[2]朱明华，胡坪•仪器分析[M].北京：高等教育出版社，2002.[3]范康年.谱学导论[M].北京：高等教育出版社，2001.[41王海舟.铁合金分析[M].北京：1995-2001.'