一、氧化錳
高碘酸鉀比色法
在5%~15%硫酸介質(zhì)中,用高碘酸鉀作氧化劑,將二價錳(Mn2+)氧化成紫紅色的高錳酸。
三價鐵在硫酸介質(zhì)中呈淺黃色,干擾測定??杉尤肓姿嵫诒蜗溆绊?。
二價鐵、硫化物、亞硝酸鹽、溴化物、碘化物、氯化物、草酸鹽以及其他還原性物質(zhì)均干擾測定??捎孟跛峄蛳跛幔蛩峄旌纤嵴舭l(fā)冒煙除去。此時二價鐵氧化為三價鐵。
砷酸鹽、硼酸鹽、氟離子、高氯酸鹽以及焦磷酸鹽均不影響測定。
本法可測定0.005%~1%的錳。
(一)試劑
磷酸 1∶1。
高碘酸鉀 固體。
氧化錳標準溶液 稱取0.7745克電解金屬錳,溶于100毫升3%的稀硫酸中,冷至室溫。移入1000毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液1毫升含1毫克氧化錳。
移取上述溶液25毫升,置于500毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液1毫升含50微克氧化錳。
(二)標準曲線的繪制
取0、50、100150、200、……500微克氧化錳標準溶液,分別置于150毫升燒杯中。加入1∶1磷酸5毫升,用水稀釋至40毫升。加入高碘酸鉀0.3克,煮沸3~5分鐘,待顯色完全再保溫10分鐘,冷卻至室溫。移入50毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。在光電比色計上,用綠色濾光片(或選用波長530毫微米)測量其吸光度,并繪制標準曲線。
(三)分析手續(xù)
吸取分離二氧化硅后的濾液25~50毫升,置于150毫升燒杯中。加入硝酸1毫升,煮沸1~2分鐘并蒸發(fā)至3~5毫升。加入1∶1硫酸5毫升,繼續(xù)加熱蒸發(fā)至冒三氧化硫白煙以驅(qū)除氯離子和破壞動物膠(如溶液仍帶黑色,可再加入硝酸反復(fù)蒸發(fā),至動物膠完全破壞為止),取下冷卻。加入1∶1磷酸5毫升,加入30毫升水,于電熱板上加熱使鹽類溶解,取下,加入高碘酸鉀0.3克,以下按標準曲線手續(xù)進行。
式中:
A-由標準曲線查得氧化錳的微克數(shù);
G-分取試樣重(克)。
二、五氧化二磷
磷釩鉬黃比色法
在5%硝酸溶液中,加入釩鉬酸銨與磷生成磷釩鉬黃色絡(luò)合物進行比色。
(一)試劑
釩鉬酸銨溶液 稱取釩酸銨1.35克和鉬酸銨45克,置于1000毫升燒杯中,用500毫升熱水(50~60°)溶解。冷卻后加入120毫升硝酸(不含游離的氧化氮),然后用水稀釋至1000毫升,搖勻。過濾后保存在棕色瓶中。
磷標準溶液 稱取烘干的基準磷酸二氫鉀(KH2PO4)0.9585克,置于燒杯中,加水溶解。然后移入500毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,此溶液每毫升含1毫克五氧化二磷。
吸取上述溶液10毫升,置于500毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液每毫升含20微克五氧化二磷。
(二)標準系列的配制
取0、10、20、30、……100微克五氧化二磷標準溶液,分別置于50毫升比色管中,加入無色硝酸2.5毫升,用水稀釋至40毫升,搖勻。加入釩鉬酸銨溶液5毫升,用水稀釋至刻度,混勻。15分鐘后比色。
(三)分析手續(xù)
吸取分離二氧化硅后的濾液25毫升,置于150毫升燒杯中,加入硝酸10毫升,于電熱板上加熱煮沸并蒸發(fā)至近干。再加入硝酸5毫升,蒸發(fā)至近干。取下,加入無色硝酸2.5毫升,用水稀釋至約10毫升,加熱溶解鹽類,冷卻。用水移至50毫升比色管中,加入釩鉬酸銨溶液10毫升,用水稀釋至刻度,混勻。放置15分鐘,與標準系列進行比色。
三、氧化鉀、氧化鈉
火焰光度法
鉀、鈉的測定廣泛采用火焰光度法。
火焰光度法是當(dāng)含鉀鈉的溶液噴入火焰中時,鉀、鈉的原子受激發(fā),其中的電子由基態(tài)躍遷至較高能級的軌道上。當(dāng)電子從較高能級的軌道恢復(fù)到基態(tài)時,放出的能量以發(fā)射光譜的形式顯示出來。通過對光能的測量而求得鉀、鈉含量。
火焰光度法測定的靈敏度與下列因素有關(guān):
(一)高溫時容易電離為離子的元素,一般測定的靈敏度均較低。在堿金屬中,鈉和鋰在火焰中很難成為離子,因而靈敏度較K,RB和Cs為高。
表 堿金屬檢出界限
元素
|
波長(毫微米)
|
檢出界限(p.p.m.)
|
Li
Na
K
Rp
Cs
|
670.8
589.0
766.5
780.0
852.1
|
0.0001
0.0001
0.001
0.05
1.0
|
為了提高易電離元素的測定靈敏度,在溶液中應(yīng)相對地增加較待測元素更易離解的另一元素的量,使火焰中待測元素的受激發(fā)原子數(shù)目比例相對提高,從而提高測定靈敏度。
(二)溶液中鹽的性質(zhì)及酸度對靈敏度有很大影響。游離酸抑制火焰的強度,游離硫酸的影響更甚于硝酸及鹽酸。磷酸根對鉀的輻射強度有阻礙作用。碳酸根和碳酸氫根對鈉的輻射強度有抑制作用。此外待測元素自身的濃度過高,由于產(chǎn)生自吸收現(xiàn)象,也影響測定的靈敏度。
(三)儀器的性能:例如光電管或光電池的效應(yīng),檢流計的靈敏度等均直接影響測定靈敏度。
(四)測定時應(yīng)根據(jù)實際情況,選擇儀器工作的適宜條件。例如使用不同的燃料改變火焰的溫度,選擇適宜的狹縫寬度,調(diào)節(jié)適合的空氣壓、燃料氣壓以及燃料及空氣的比例以提高靈敏度。
鉀、鈉原子被火焰的熱能激發(fā),發(fā)射出具有固定波長的輻射線。鉀的火焰為暗紅色,波長766毫微米;鈉的火焰為黃色,波長589毫微米??煞謩e用765~770毫微米(鉀)和588~589毫微米(鈉)的濾光片將鉀、鈉的輻射線分離出來后,投射于光電池或光電管上產(chǎn)生光電流。其光電流的大小取決于鉀、鈉在火焰中激發(fā)所產(chǎn)生的輻射線強度,而輻射線的強度則與鉀、鈉的含量有關(guān)。由此,借檢流計測量光電流的大小,與標準曲線進行比較,求出鉀、鈉的含量。
鹽酸、硫酸、硝酸的濃度在0.4N以下時,對測定鉀、鈉的影響均不大,但在硝酸溶液中測定時,分析結(jié)果重現(xiàn)性較好。
干擾元素的影響程度與濾光片質(zhì)量有關(guān),當(dāng)使用性能好的干涉濾光片時,500p.p.m.的氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂和氧化鈣,對鉀、鈉測定均無影響;當(dāng)干涉濾光片性能較差時,100p.p.m.,以上的氧化鈣的存在,使測定鈉時輻射強度急劇增加,可加入3.4%硫酸鋁溶液10毫升抑制鈣的輻射以消除干擾。但是當(dāng)稱取試樣較對且樣品中含鐵、鈣等較高時,可用草酸或碳酸銨分離鈣及用尿素分離鐵后再用火焰光度法測定。
氯根、硫酸根、碳酸氫根、碳酸根、硝酸根及草酸根等對鉀、鈉測定均無影響。磷酸根對測定鉀有負影響,可于標準溶液中加入相應(yīng)量的磷酸鹽以抵消其影響。
由于自吸現(xiàn)象,鉀、鈉相互影響,可使結(jié)果偏高,但當(dāng)鉀、鈉含量相差不太懸殊時,其相互影響不大,可忽略不計。當(dāng)精確分析或樣品中鉀、鈉含量較為懸殊時,則應(yīng)按樣品中鉀、鈉比例配制相應(yīng)的標準溶液,繪制標準曲線進行比較。
用氫氟酸-硫酸溶礦后應(yīng)注意趕盡氟離子,以免侵蝕玻璃,使結(jié)果偏高?;谕辉?,制備成溶液后,宜盡快進行火焰光度測定。在系統(tǒng)分析中用氫氟酸-硫酸溶礦制備的溶液同時測定錳、磷、鉀、鈉頗為方便,與取二氧化硅濾液測定錳和磷比較,可省去趕鹽酸等操作。
本法可測定0.05%~10%氧化鉀和氧化鈉。
1、試劑
氧化鉀標準溶液 稱取在500~600°灼燒過的氯化鉀(基準試劑)1.5830克,溶于水中后移入1升容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻后備用(1毫升含1毫克氧化鉀)。
氧化鈉標準溶液 稱取在500~600°灼燒過的氯化鈉(基準試劑)1.8859克,溶于水中后移入1升容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻后備用(1毫升含1毫克氧化鈉)。
2、標準曲線的繪制
分別吸取10、20、30、40、……100毫升上述氧化鉀和氧化鈉的標準溶液,放于1升容量瓶中,各加入1∶1硝酸20毫升,用水稀釋至刻度,搖勻。此標準系列分別為10、20、……100p.p.m.氧化鉀和氧化鈉,分別取出部分溶液進行火焰光度測定,繪制標準曲線。
3、分析手續(xù)
稱取0.1克試樣,放于鉑(或塑料)坩堝中,用少許水潤濕,加入1∶1硫酸10滴及氫氟酸5~10毫升,低溫加熱分解樣品,蒸發(fā)至冒白煙,升高溫度使白煙冒盡。取下冷卻,加入1∶1硝酸2毫升和15~20毫升水,煮沸使鹽類溶解。取下,冷卻,移入100毫升容量瓶中,用水洗凈坩堝并稀釋至刻度,搖勻。如溶液不清應(yīng)干過濾,取部分清液分別用鉀濾光片及鈉濾光片進行火焰光度測量。