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前言
在镀镍过程中,铜是一种有害杂质,它对出光速度和光亮范围影响较大。由于铜的存在会影响镀层的性能,因此检测和控制铜的含量十分重要。用火焰原子吸收法测定镀镍液中的铜,无疑是个快速而简便的方法,但受设备条件的限制。采用二乙基二硫代氨基甲酸钠萃取光度法[1]和新亚铜灵萃取光度法[2]则需经萃取步骤,操作较为冗长,且方法灵敏度较低。最近也有研究[3]采用向红亚铜灵作显色剂,利用光度法测定镀镍液中的微量铜,该显色体系稳定,方法简便快捷。本研究以双环己酮乙二酰二腙(BCO)乙醛[4]与Cu2+在pH值为8～10条件下生成红棕色配合物,在545nm附近有极大吸收峰,Ni2+在柠檬酸铵为掩蔽剂条件下被掩蔽,不干扰铜的测定,且大量SO2-4、Cl-和H3BO3与少量Co2+、Fe3+等不干扰Cu2+的测定,建立了水相测定镀镍液中微量铜的光度分析新方法。
1试验部分
1.1主要仪器与试剂
仪器:752型紫外可见分光光度计,1cm比色皿。试剂:以硫酸铜配置成6μg/mL铜标准液;称取0.2g铜腙(双环己酮乙二酰二腙)于烧杯中,加入50mL无水乙醇,搅拌溶解后,加水50mL,混匀制成铜腙溶液;40%乙醛溶液;称取20g柠檬酸铵溶于100mL水中制成20%柠檬酸铵溶液;称取40g氯化铵溶于水中,加入40mL浓氨水,用水稀释至1000mL,混匀制成氨
氯化铵缓冲溶液,其pH值为9.3～9.4。
1.2试验方法
1.2.1标准曲线的绘制
保护2006年5月第39卷第5期准确移取0,1,2,3,4,5mL浓度为6μg/mL的铜标准液于50mL容量瓶中,依次加入20%的柠檬酸铵7mL,pH值为9.3～9.4氨
氯化铵缓冲液5mL,40%乙醛1mL,0.2%BCO11mL,用蒸馏水定容,摇匀,以试剂为空白,用1cm比色皿在波长为545nm处测吸光度,并绘制标准曲线。结果表明,曲线的线性回归方程为y=0.3988x-0.0008,相关系数R=0.999,线性范围为0～1μg/mL,表观摩尔吸光系数2.49×104L/(mol·cm).
2.2镀镍液中铜的测定
准确吸取一定量稀释100倍的镀镍液于50mL容量瓶中,依次加入20%柠檬酸铵7mL,缓冲溶液5mL,除参比外再加40%乙醛1mL,0.2%BCO11mL(每加一种试剂必须摇匀),用去离子水定容,混匀,放置10min。用1cm比色皿,以不加显色剂稀释溶液为参比,于波长为545nm处测其吸光度,根据测定的标准曲线计算镀镍液中Cu的含量。
2结果与讨论
2.1吸光光谱曲线
按试验方法配制铜与BCO乙醛体系,在450～650nm波长范围内每隔10nm测定一次吸光度(最大吸收波长附近每隔1nm测定一次),以波长为横坐标,吸光度A为纵坐标绘制吸光度随波长的变化曲线,结果见图1。由图1可知,配合物最大吸收波长为545nm,故选择545nm为最佳测定波长。
2.2缓冲溶液用量
准确吸取3.00mL质量浓度为6μg/mL的铜标准液于50mL容量瓶中。依次加入20%柠檬酸铵7mL,40%乙醛1mL,0.2%BCO11mL,不同量的pH值为9.3～9.4氨 氯化铵缓冲液,用蒸馏水定容,摇匀。以试剂为空白,用1cm比色皿于波长为545nm处测其吸光度,结果见图2。由图2可知,随缓冲液用量的增加,吸光度增大,当用量超过5mL后,吸光度基本保持不变,故选用5.00mL缓冲溶液。
2.3显色剂用量
按试验方法,仅改变BCO的用量,其他条件保持不变,在λ=545nm处测定一系列溶液的吸光度,所得结果见图3。由图3可以看出,随BCO用量的增加,吸光度增大,当用量超过11mL时,体系的吸光度基本不发生改变。故选用11.00mL的BCO溶液。
2.4乙醛用量对吸光度的影响
按试验方法,仅改变乙醛的加入量,其他条件不变,在λ=545nm处测定一系列溶液下的吸光度,结果见图4。由图4可知,随乙醛用量的增加,吸光度增大,当用量超过1mL时,体系的吸光度基本不发生改变。故选用1.00mL的乙醛溶液。
2.5显色时间对吸光度的影响
在铜中加入BCO和乙醛立即反应并显红棕色,铜和BCO乙醛的配合物的稳定性好,结果见图5。从图5中可以看出,8min后吸光度值达最大,放置12h内基本不发生改变。故本试验采用8min后测定。
2.6柠檬酸铵用量
由于镀液中存在大量镍离子,而镍离子的存在对Cu2+测定有影响,因此加入柠檬酸铵掩蔽。由试验得知,当柠檬酸铵量超过7mL时,吸光度最大并基本保持不变。故本试验选择柠檬酸铵用量为7mL。
2.7共存离子的干扰及消除
对镀镍液中常见的离子干扰进行试验,在5mL6μg/mL铜标准溶液中加入各种其他成分,参照试验方法进行测定。加入的干扰成分的浓度及影响见表1。
由表1可知,加入以上几种干扰成分后,其测定误差都在±5%以内。在测定时把样品稀释100倍,而在稀释后的镀镍液中这几种主要成分不会超过上述加入的质量浓度,所以,允许量的常见离子对测定无干扰,不影响镀镍液中微量铜的测定。
2.8实际样品的测试及精密度
将样品稀释100倍,吸取4mL稀释过的样品于50mL容量瓶中,用1.2.2方法重复测定样品中的铜,结果见表2。从表2中可知,平均值X=1.635μg/mL,S=0.018,RSD=1.1%。原样品中铜含量为100X/4=20.44μg/mL。
2.9加标回收试验
取稀释100倍的镀镍液5等分置于5个50mL的容量瓶中,然后分别加入1,2,3,4,5mL6μg/mL的铜标准溶液,按照1.2.2中方法测定加标回收率,结果见表3(n=6)。
从表3看出,回收率在99.8%～105.5%。平均回收率为103.6%。
3结论
采用双乙醛草酰二腙分光光度法测定镀镍液中微量的铜,方法简单,重现性好,测定灵敏度、精确度高,且溶液中大量的Ni2+、SO2-4、Cl-和H3BO3及常见的其他少量Co2+、Fe3+等杂质不干扰测定,结果令人满意。
[参考文献]
[1]陈志慧.光度法测定茶叶中微量铜[J].广东微量元素科学,2004,11(9):43.
[2]丘星初,丘山.电镀废水中微量铜的测定[J].电镀与精饰,2002,21(4):33～35.
[3]赵俊杰,姚伟,沈卓身.镀镍液中铜的分光光度分析[J].材料保护,2004,37(8):54～55.
[4]罗雯,周继萌.人发中微量铜的测定———双乙醛草酰二腙分光光度法[J].成都大学学报,2003,22(3):32.[编辑:段金弟]
