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基于百里香酚藍的鋁合金中鈦含量測定方法
添加時間:2019-01-16

  摘    要: 采用氫氧化鈉溶液和雙氧水溶解樣品, 加入酒石酸鉀鈉溶液消除Fe3+的干擾, 加入硫脲溶液提高Cu2+的允許量, 在稀硫酸介質中, 增敏劑阿拉伯樹膠存在下, 鈦與顯色劑百里香酚藍發生反應形成穩定的藍紫色絡合物, 建立了百里香酚藍分光光度法測定鋁合金中鈦的方法。結果表明:絡合物最大吸收峰位于590nm, 溶液中鈦質量濃度在0.1~2μg/mL范圍內符合比爾定律, 方法檢出限為0.03μg/mL, 表觀摩爾吸光系數為3.7×104 L·mol-1·cm-1。方法用于鋁合金標準樣品中鈦含量的測定, 測定值與認定值基本一致, 鈦測定結果的相對標準偏差 (RSD, n=6) 為2.3%和3.4%。

  關鍵詞: 百香里酚藍; 分光光度法; 鈦; 鋁合金;

  Abstract: The sample was dissolved with sodium hydroxide solution and hydrogen peroxide.Potassium sodium tartrate solution was added to eliminate the interference of Fe3+.Thiourea solution was added to increase the tolerant amount of Cu2+.In diluted sulfuric acid medium, titanium could react with chromogenic reagent of thymol blue to form stable and blue purple complex in presence of sensitizer of arabic gum.Consequently, a determination method of titanium in aluminum alloy by thymol blue spectrophotometry was established.The results showed that the maximum absorption peak of complex located at 590 nm.The Beer′s law was obeyed for the mass concentration of titanium in range of 0.1-2μg/mL.The detection limit of method was 0.03μg/mL.The apparent molar absorptivity was 3.7×104 L· mol-1·cm-1.The proposed method was applied for determination of titanium in certified reference material of aluminum alloy.The results were basically consistent with the certified values.The relative standard deviations (RSD, n=6) of determination results were between 2.3%and 3.4%.

  Keyword: thymol blue; spectrophotometry; titanium; aluminum alloy;

  鈦具有強度高而密度小、機械性能好等特點, 鋁合金加入鈦可大大增強其抗腐蝕性, 因此需要準確測定鋁合金中鈦的含量。

  目前測定鈦的方法主要有原子吸收光譜法 (AAS) [1]、硫酸鐵銨滴定法[2]和分光光度法[3,4,5]等, 其中分光光度法具有靈敏度高、選擇性好、操作簡單等優點, 研究高靈敏度、高選擇性的顯色劑受到關注。近年來二安替比林甲烷分光光度法已用于工業硅中鈦[6]、銅合金中鈦[7]、鋁合金中鈦[8]、高爐渣中鈦[9]、高碳錳鐵中鈦[10]、釩基合金中鈦[11]和赤泥渣中二氧化鈦含量的測定[12]。本文研究表明, 在稀硫酸中, 以阿拉伯樹膠為增敏劑, 鈦與百里香酚藍形成穩定藍紫色絡合物, 據此建立了測定微量鈦的顯色光度法。方法用于鋁合金中鈦含量的測定, 結果滿意。

  1 實驗部分

  1.1 儀器和試劑

  UV-1800PC型紫外可見分光光度計 (上海美譜達儀器有限公司) ;PB-10型酸度計 (北京賽多利斯科學儀器有限公司) 。

  鈦標準儲備溶液:1.000g/L, 稱取0.100 0g純鈦粉于100mL燒杯中, 加入15mL硫酸 (1+1) 、2mL硝酸, 加熱溶解, 至硫酸冒煙時取下冷卻, 定量轉移至100mL容量瓶中, 稀釋至刻度, 搖勻;鈦標準工作溶液:10.00μg/mL, 移取10.00mL鈦標準儲備溶液, 用水稀釋定容至1 000mL, 搖勻;百里香酚藍乙醇溶液:1.0×10-4 mol/L;阿拉伯樹膠溶液:10g/L, 現用現配;硫酸:2mol/L;酒石酸鉀鈉溶液:1g/L;硫脲溶液:20g/L;無水乙醇。

基于百里香酚藍的鋁合金中鈦含量測定方法

  其他試劑為分析純;實驗用水均為去離子水。

  1.2 實驗方法

  移取一定量鈦標準溶液于25mL容量瓶中, 加入1。0mL酒石酸鉀鈉溶液、3。0mL百里香酚藍乙醇溶液、2。0mL 2mol/L硫酸、1。0mL阿拉伯樹膠溶液, 加水定容至刻度線, 搖勻。靜置10min, 在波長590nm處, 用0。5cm比色皿, 以試劑空白為參比, 測定其吸光度A。

  2 結果與討論

  2.1 吸收光譜

  按實驗方法, 繪制試劑空白和鈦顯色溶液在不同波長下測定的吸收光譜。由圖1可見, 在阿拉伯樹膠溶液存在下, 于稀硫酸中, 鈦與百里香酚藍形成了藍紫色絡合物, 絡合物/試劑空白的最大吸收峰位于590nm處, 試劑空白/水最大吸收峰位于440nm處, 對比度為150nm, 說明絡合物與顯色劑之間的顏色差異大。實驗選擇590nm作為測量波長。

  2.2 硫酸用量

  按實驗方法, 試驗了不同體積的2mol/L硫酸對體系吸光度的影響, 結果表明:硫酸用量小于1mL時, 吸光度值雖然在逐漸增大, 但鈦容易水解;硫酸用量大于4mL時, 體系吸光度明顯降低;加入1~4mL 2mol/L硫酸時, 體系的吸光度基本不變。本實驗選用2mL 2mol/L硫酸。

  圖1 吸收光譜Fig.1 Absorption spectra
圖1 吸收光譜Fig.1 Absorption spectra

  1.試劑空白/水;2.絡合物/試劑空白。

  2.3 百里香酚藍乙醇溶液用量

  分別加入不同體積的1。0×10-4 mol/L百里香酚藍乙醇溶液顯色劑, 按實驗方法測定體系的吸光度。結果顯示:隨著顯色劑用量的逐漸增加, 體系吸光度隨之增大;當百里香酚藍乙醇溶液用量在3mL以上時, 體系吸光度基本恒定, 說明鈦已完全參與反應。實驗選取3mL百里香酚藍乙醇溶液。

  2.4 增敏劑種類及用量

  按實驗方法, 分別加入0~5mL 10g/L天然高分子表面活性劑阿拉伯樹膠溶液、10g/L非離子表面活劑曲拉通-100溶液和10g/L陽離子表面活性劑十二烷基二甲基氯化胺溶液作為增敏劑, 考察3種表面活性劑對體系靈敏度的影響。結果表明:阿拉伯樹膠溶液增敏性好, 當阿拉伯樹膠溶液用量在1~2mL時體系吸光度最大且恒定, 吸光度比用曲拉通-100溶液時提高達35%;十二烷基二甲基氯化胺溶液對體系靈敏度影響較小。實驗選取1mL的阿拉伯樹膠溶液。

  2.5 反應時間

  在常溫下, 鈦與百里香酚藍反應生成藍紫色絡合物。反應開始時, 顏色發生明顯變化, 溶液靜置10min后, 絡合物的吸光度達到最大值, 并至少在120min內基本保持不變, 說明體系顯色完全。實驗選擇在室溫下顯色10min后測定。

  2.6 干擾實驗

  鋁合金中除鈦外, Fe3+與顯色劑也發生絡合反應干擾鈦的測定。實驗時加入酒石酸鉀鈉溶液, 可掩蔽Fe3+的干擾。實驗表明, 在25mL容量瓶中, 1.0mL 1g/L的酒石酸鉀鈉溶液存在下, 測定0.4μg/mL鈦標準溶液, 相對誤差不超過±5%時, 共存離子的允許量 (以mg/mL計) 如下:Na+、K+、Mg2+、Ba2+、Ca2+、NO3- (10) , Fe3+、Mn2+、Cr3+、Pb2+ (0.6) , Zn2+、Ni 2+、Cd2+ (0.06) , Cu2+ (0.01) 。可見Cu2+存在干擾, 加入1mL 20g/L硫脲溶液可使Cu2+的允許量增加到原來的10倍以上。

  2.7 校準曲線

  按實驗方法對鈦標準溶液系列進行測定。結果表明:鈦的質量濃度在0。1~2μg/mL范圍內符合比爾定律, 線性回歸方程為A=0。214ρ (μg/mL) +0。001, 相關系數r=0。998 8, 表觀摩爾吸光系數為3。7×104 L·mol-1·cm-1。對空白溶液連續測定6次, 以3δ/K (δ為空白溶液標準偏差, K為校準曲線斜率) 計算得到檢出限為0。03μg/mL。

  3 樣品測定

  稱取0.100g鋁合金標準樣品于燒杯中, 加入5mL 30%氫氧化鈉溶液、幾滴30%雙氧水, 加熱至溶解完全, 加1mL硝酸 (1+1) 加熱蒸至近干, 加水溶解, 定容于50mL容量瓶中。移取適量試液于25mL容量瓶中, 加入各1mL 1g/L酒石酸鉀鈉溶液和20g/L硫脲溶液后按實驗方法測定, 結果見表1。

  表1 鋁合金樣品中鈦的測定結果 (n=6) Table 1 Determination results of titanium in aluminum alloy samples
表1 鋁合金樣品中鈦的測定結果 (n=6) Table 1 Determination results of titanium in aluminum alloy samples

  參考文獻:

  [1]薛光榮, 夏敏勇.N2O-C2H2火焰原子吸收光譜法測定鋁合金[J].冶金分析, 2008, 28 (3) :71-74.XUE Guang-rong, XIA Min-yong.Determination of aluminum alloy by N2O-C2H2flame atomic absorption spectrometry[J].Metallurgical Analysis, 2008, 28 (3) :71-74.
  [2]馬光強, 鄒敏, 王琪琳.硫酸鐵銨滴定法測定高鈦型高爐渣中的鈦[J].中國測試, 2014, 40 (3) :48-49.MA Guang-qiang, ZOU Min, WANG Qi-lin.Determination of titanium in high titanium slag by ammonium ferric sulfate titration[J].China Test, 2014, 40 (3) :48-49.
  [3]鄧桂春, 臧樹良.鋁合金中鈦的光度分析法研究[J].理化檢驗:化學分冊, 2001, 37 (11) :501-504.DENG Gui-chun, ZANG Shu-liang.Photometric analysis of titanium in aluminum alloy[J].Physical Testing and Chemical Analysis Part B:Chemical Analysis, 2001, 37 (11) :501-504.
  [4]張統, 顧玲玲, 鞠云姣.二溴羥基苯基熒光酮分光光度法測定鈦[J].冶金分析, 2000, 20 (6) :41-43.ZHANG Tong, GU Ling-ling, JU Yun-jiao.Determination of titanium by dibromohydroxyphenylfluorone spectrophotometry[J].Metallurgical Analysis, 2000, 20 (6) :41-43.
  [5]周之榮, 周瑜芬, 牛建國, 等.氧化偶氮胂M褪色光度法測定鈦 (IV) [J].分析試驗室, 2005, 27 (5) :51-54.ZHOU Zhi-rong, ZHOU Yu-fen, NIU Jian-guo, et al.Determination of titanium arsone by oxidative azo M fading spectrophotometry[J].Chinese Journal of Analysis Laboratory, 2005, 27 (5) :51-54.
  [6]樂愛山.二安替比林甲烷光度法測定工業硅中鈦[J].冶金分析, 2000, 20 (2) :50-51.LE Ai-shan.Determination of titanium in industrial silicon by diantipyrine methane spectrophotometry[J].Metallurgical Analysis, 2000, 20 (2) :50-51.
  [7]楊浩義, 晏高華, 鐘國秀.二安替比林甲烷光度法測定銅合金中鈦[J].冶金分析, 2007, 27 (9) :77-78.YANG Hao-yi, YAN Gao-hua, ZHONG Guo-xiu.Determination of titanium in copper alloy by diantipyrine methane spectrophotometry[J].Metallurgical Analysis, 2007, 27 (9) :77-78.
  [8]高琳.二安替比林甲烷分光光度法測定鋁合金中鈦[J].冶金分析, 2008, 28 (7) :56-58.GAO Lin.Determination of titanium in aluminum alloy by diantipyrine methane photometry[J].Metallurgical Analysis, 2008, 28 (7) :56-58.
  [9]馬光強, 鄒敏, 霍紅英.二安替比林甲烷光度法測定高鈦型高爐渣中鈦[J].冶金分析, 2013, 33 (7) :77-80.MA Guang-qiang, ZOU Min, HUO Hong-ying.Determination of titanium in high titanium slag by diantipyrine methane spectrophotometry[J].Metallurgical Analysis, 2013, 33 (7) :77-80.
  [10]鄧軍華, 王一凌, 亢德華.二安替比林甲烷光度法測定高碳錳鐵中鈦含量[J].鐵合金, 2017 (2) :42-45.DENG Jun-hua, WANG Yi-ling, KANG De-hua.Determination of titanium content in high carbon ferromanganese by spectrophotometry with diantipyrin[J].Ferro-alloys, 2017 (2) :42-45.
  [11]田倫富, 楊強, 代以春, 等.二安替比林甲烷分光光度法測定釩基合金中鈦含量[J].理化檢驗:化學分冊, 2017, 53 (10) :1229-1231.TIAN Lun-fu, YANG Qiang, DAI Yi-chun, et al.Determination of titanium content in vanadium base alloy by diantipyrine methane spectrophotometry[J].Physical Testing and Chemical Analysis Part B:Chemical Analysis, 2017, 53 (10) :1229-1231.
  [12]嚴進.鈦 (IV) -二安替比林甲烷-異丙醇體系分光光度法測定赤泥渣中二氧化鈦的含量[J].理化檢驗:化學分冊, 2017, 53 (10) :1217-1219.YAN Jin.Titanium (IV) -diantipyrin methane-isopropanol system spectrophotometry for the determination of titanium dioxide in red sludge[J].Physical Testing and Chemical Analysis Part B:Chemical Analysis, 2017, 53 (10) :1217-1219.

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