分光光度法同时测定铜_钴_镍

'第21卷　第4期　　　　　　　　　　　　　桂林工学院学报Vol.21No.42001年10月　　　　　　　　JOURNALOFGUILININSTITUTEOFTECHNOLOGYOct.2001文章编号:1006-544X(2001)04-0394-03分光光度法同时测定铜、钴、镍由成君(黑龙江齐化化工有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔　161033)摘　要:研究了二羟乙胺基二硫代甲酸钾(HHDDTC)与Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在水相中进行显色反应的最佳条件。并利用多元线性回归和偏最小二乘法等化学计量学方法建立了一种可对三元素进行同时测定的方法,铜、钴、镍含量分别在10～80,10～60,20～160μg/25mL范围内符合朗伯比尔定律,常见干扰离子用掩蔽剂掩蔽后,可直接用于矿石中微量铜、钴、镍的测定。关键词:分光光度法;HHDDTC;铜;钴;镍;同时测定中图分类号:O65713文献标识码:A　　铜、钴、镍三元素因化学性质非常相近,因1　实验部分此对它们进行同时测定一直是分析化学研究的热点,近年来随化学计量学的发展,用分光光度法111　主要试剂和仪器2+2+2+对Cu(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ)同时测定取得了重要进Cu,Co,Ni标准溶液:称取纯铜展[1～3],使用的显色剂主要有315-diBr-(99199%)、硝酸钴、硝酸镍,按常规方法配制成PADAP、PAN、PAR等。铜试剂(以下简称1mg/mL标准溶液,使用时再用水稀释至所需要DDTC)是萃取光度法测定铜的常用显色剂,因其的浓度。HHDDTC1%溶液,NH3·H2O-NH4Cl(pH815)缓冲溶液。所用试剂除已指明外,均为水溶性不好,选择性差而很少用于水相光度体系。分析纯,水为一次蒸馏水。756MC紫外-可见分笔者曾利用DDTC在非离子表面活性剂存在下,光光度计、IBM微机和5DXB付立叶红外光谱仪。对Cu,Co,Ni三元素同时测定进行了探讨,实验2+112　显色剂合成发现M-DDTC-表面活性剂体系在水相中很不　　按文献[4]合成HHDDTC,并用红外光谱稳定,即使改变多种实验条件也未能获得满意结-1[4]进行表征,结果表明主要吸收峰是1034,1024cm果,为了改变其水相稳定性和水溶性问题,以-1-1双峰(δ-OH,S);770cm(δC-H,S);115cm二乙醇胺和二硫化碳为主要原料合成了二羟乙胺2-1[5](VC-S,WS);1194cm(VC-N,WS),各峰归属证明其基二硫代甲酸钾(简称HHDDTC),该试剂比结构为(HOCH2CH2)2NCS2K与文献[5]一致。DDTC多了二个亲水基团,与金属离子形成的配113　实验方法合物水溶性、稳定性均比DDTC的配合物好,为2+2+2+　　分别将一定量的Cu,Co,Ni标准溶液此本文以合成的HHDDTC为显色剂,采用多元线加入到25mL比色管中,加水稀释至约10mL,性回归法和偏最小二乘法,对Cu(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni再依次加入pH815NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液(Ⅱ)的同时测定进行了研究。115mL,HHDDTC溶液1mL,加水稀释至刻度,收稿日期:2001-03-27;修订日期:2001-05-08作者简介:由成君(1971-),男,黑龙江饶河人,助理工程师,工业分析专业。 第21卷　第4期　　　　　　　　由成君:分光光度法同时测定铜、钴、镍3952+2+2+摇匀;15min后,用1cm比色皿、以试剂空白为表1Cu,Co,Ni灵敏度矩阵2+2+2+参比在756MC上测定360～430nm之间(每隔10Table1SensitivitymatrixofCu,Co,Niλ/nmCuCoNinm测定一次)吸光度。3600.0013050.0099950.0034132　结果与讨论3700.0010310.0092000.0033393800.0011060.0079540.003834211　测定条件3900.0018890.0070490.004133　　按实验方法,分别进行了显色酸度、显色剂4000.0033840.0061330.0034814100.0053480.0048150.0018732+用量和显色时间及稳定性实验,结果表明Cu,4200.0071420.0034750.001191Co2+,Ni2+适宜酸度范围分别在pH515～1015,4300.0080830.0022200.000854315～1015,615～1015,实验选择pH=815的氨-氯化铵缓冲液,以满足Cu2+,Co2+,Ni2+同时214　吸光度加和性及波长选择4测定要求。显色剂用量大于012mL时吸光度达到　　在三元素线性范围内,采用L9(3)正交表构2+2+最大且稳定,考虑到三元素同时测定,实验时选造9个实验样品,按实验方法对Cu,Co,2+择1mL。显色后立即测定吸光度,结果表明显色Ni进行加和性实验。实验发现在360～470nm能立刻完成,在115h内基本不变,说明体系显色范围内加和性良好,适合多组分同时测定,但因2+2+速度快,稳定性较好。Co,Ni在430nm以后吸收贡献小,本文选择212　吸收光谱及线性范围360～430nm作为三元素同时测定的波长区间。2+2+2+　　分别取不同浓度的Cu,Co,Ni标准溶215　共存离子的影响及消除液于25mL比色管中,按实验方法进行测定,吸　　在5%NaF和5%酒石酸钠联合掩蔽下,实验2+2+2+收光谱见图1。运用一元线性回归分别计算回归方了常见共存离子对Cu,Co,Ni分别为40,程A=a+bx中a,b以及相关系数r。通过对应30,40μg/25mL共存下的影响,结果表明最大允2+2+2+++2+的Cu,Co,Ni含量与a、r的关系,确定许量(mg)是:K(50),Na(50),Ca(1),2+3+2+2+2+铜、钴、镍的线性范围分别在10～80,10～60,Mg(1),Al(1),Ba(15),Sr(15),Mn2+4+3+3+20～160μg/25mL。(014),Pb(012),Ti(012),Cr(011),Fe213　灵敏度系数矩阵的确定2+(1),Hg(0125)。可见,由于使用了NaF和酒石2+2+　　分别取0,015,1,2,3,4mLCu,Co,酸钠作掩蔽剂,共存离子的允许量较大。特别是可Ni2+标液放于25mL比色管中,按实验方法进行3+允许较高浓度的Fe(1)存在。光谱测定,运用一元线性回归计算相关系数r,得3　样品分析其灵敏度矩阵(表1)。311　合成样品分析4　按照L9(3)正交表设计偏最小二乘法的校正集矩阵,再利用偏最小二乘法和多元线性回归对16个预测集样品进行预测,实验结果表明三组分的测定值与加入的已知结果的相对误差基本在±5%以内,但偏最小二乘法误差比多元线性回归小,所以,对实际样品中采用偏最小二乘法。312　矿石分析　　称取铜矿样0105g于高脚烧杯,加入10mLHCl,加热5min,加入3mLHNO3,加热至试样分解完全,定量转入50mL容量瓶中,以水定量2+2+2+图1Cu,Co,Ni吸收光谱至刻度,取2mL按实验方法,依次加入各种试2+2+2+Fig11AbsorptionspectraofCu,Co,Ni剂,并加入2mL5%酒石酸钠和2mL5%NaF进 396桂　林　工　学　院　学　报　　　　　　　　　　　　　　　2001年行测定,同时对Co,Ni进行加标回收实验,用偏获得满意结果;钴、镍的加标回收实验表明,回最小二乘法预测结果,见表2。收率符合要求;减免了萃取分离,是一种对样品中微量铜、钴、镍同时进行水相直接测定的新方4　结　论法。　　通过本方法实现了对矿样中铜含量的测定,表2　铜矿样测定结果Table2Theresultsofcoppersample3标准值PLS预测值加入标准值回收值回收率/%误差/%序号CuCoNiCuCoNiCoNiCoNiCoNiCu139.34——40.176.211.2039.4079.636.8576.8693.596.62.1231.25——30.993.381.5239.4079.639.6277.63100.697.5-0.83328.30——27.88-1.188.8339.4079.640.4579.72102.3100.1-1.83铜含量为标准方法测定;Co,Ni加标回收;单位均为μg/25mL。量Cu,Co,Ni[J].分析化学,1985,13(11):822～参考文献:835.[3]张贵珠.315-diBr-PADAP-Cu,Co,Ni,Zn显色反应性能研究[J].分析实验室,1991,10(1):1～5.[1]朱晓华,朱丽华.吸光光度多组分同时测定方法研究[4]由成君.DDTC光度法同时测定铜、钴、镍的研究———MLR和PLS法测定三组分混和体系[J].高等化[D].桂林:桂林工学院,1996.学学报,1991,2(2):177～179.[5]曾云鹗.现代化学试剂手册[M].北京:化学工业出[2]罗重庆.分光光度法同时测定三氧化钨或三氧化钼中微版社,1992.458.SimultaneousdeterminationofCu,CoandNibyspectrophotomentryYOUCheng2jun(HeilongjiangQihuaChemicalsCo1Ltd,Qiqihaer161033,Heilongjiang,China)Abstract:OptimumconditionofcolorreactionofHHDDTCwithCu,CoandNiinwaterphaseisstudied.Simultaneousdeterminationmethodofthethreeelements(Cu,Co,Ni)isestablished,applyingchemicalmetrologyincludingmultiplelinearregressionandmethodofpartialleastsquares.ThecontentofCu,CoandNiisrespectively10～80,10～60,20～160μg/25mL,accordingtoLombardBillLaw.ThemicroelementofCu,CoandNiintheorecanbedirectlydeterminedbythemethod,usuallydisturbingthemaskingagent.Keywords:spectrophotometricmethod;HHDDTC;Cu;Co;Ni;simultaneousdetermination'