在表面活性劑存在下,三羥基熒光酮類試劑已有不少用于鋁的測定〔1~5〕,DBoN-PF是近年來合成的新型苯基熒光酮類試劑,尚未用于鋁的測定｡本文系統的研究了CTMAB存在下,DBoN-PF與鋁的顯色反應,在pH5.0~5.6范圍內,生成藍紫色絡合物,λmax=579nm,ε=1.5×10⁵,并在上述體系中引入一定量的氟離子后,可加大抗壞血酸､鄰菲羅啉等掩蔽劑的允許量,從而提高了方法的選擇性｡因此可于水相中直接測定銅合金中的鋁,經小體積沉淀法分離鐵后,測定合金鋼中的微量鋁,結果均符合要求｡

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

UV-265型紫外可見分光光度計(日本,島津);722型分光光度計(上海第三分析儀器廠);pHS-2型酸度計(上海第二分析儀器廠)｡鋁標準溶液:稱取0.2500g純鋁片,加入3gNaOH和20ml水,低溫加熱,使鋁完全溶解后,用HCl(1+1)中和并調至酸性,轉移至250ml容量瓶中,用水稀釋至刻度,得到1mgAl/ml貯備液,用時用水稀釋成10μgAl/ml的標準溶液;4,5-二溴鄰硝基苯基熒光酮(DBoN-PF)溶液:準確稱取0.1046g DBoN-PF試劑,溶于100ml無水乙醇中,加入2.5ml濃硫酸,在熱水浴上加熱溶解,待溶解并冷卻后,用乙醇定容至250ml,此溶液的濃度為8.0×10^-4mol/L;CTMAB溶液:1.0×10^-2mol/L;NaF溶液:2.5×10^-3mol/L;六次甲基四胺-鹽酸緩沖溶液:pH5.3｡

1.2 實驗方法

于25ml容量瓶中,加入3 0μg鋁標準溶液,加入0 8mlNaF溶液,加水至10ml,并依次加入1.2mlDBoN-PF溶液,5mlCTMAB溶液和4ml緩沖溶液,用水稀釋至刻度,搖勻｡以試劑空白為參比,用1cm比色皿,于波長579nm處測量吸光度｡

2 結果與討論

2.1 吸收光譜

按實驗方法顯色,用UV-265型紫外可見分光光度計掃描,得到Al-DBoN-PF-CTMAB絡合物的吸收光譜如圖1｡

由圖1可見,在實驗條件下,當不加表面活性劑時,Al³⁺與DBoN-PF形成靈敏度較低的二元絡合物(ε=8.4×10⁴),吸收峰位于574nm;當加入CTMAB后,Al³⁺與DBoN-PF形成靈敏度較高的三元膠束絡合物(ε=1.5×10⁵),吸收峰位于579nm,且穩定性大大提高,試劑空白的最大吸收峰位于525nm,對比度Δλ=54nm｡

         1.Al-DBoN-PF-CTMAB對試劑空白;

 2.DBoN-PF-CTMAB對水;

  3.Al-DBoN-PF對試劑空白;

4.DBoN-PF對水｡

2.2 酸度

試驗結果表明,在pH5.0~5.6范圍內絡合物的吸光度最大且基本一致,實驗中選取pH5.3｡

2.3 表面活性劑用量

試驗了10種常用的陽離子型､陰離子和非離子型表面活性劑對顯色反應的影響,結果表明,CTMAB的增敏效果最佳,且穩定性好,其用量在4.0~8.0ml范圍內吸光度最大且恒定,實驗中選用5.0mlCTMAB｡

2.4 顯色劑用量

試驗表明,DBoN-PF的用量在1.0~1.4ml范圍內,吸光度最大且恒定,實驗中選用1.2ml｡

2.5 NaF用量

NaF的用量在0~1.0ml范圍內,不影響顯色反應,實驗中選用0.8ml｡

2.6 顯色反應速度和穩定性

室溫下,Al³⁺與DBoN-PF在5min內顯色完全,絡合物吸光度至少可穩定7h｡

2.7 工作曲線

按實驗方法繪制了工作曲線,結果表明,鋁含量在0~4.0μg/25ml范圍內符合比爾定律｡用數理統計方法處理得到回歸方程:Al(μg)=4.972A-0.068｡相關系數r=0.9992｡通過計算得到表觀摩爾吸光系數ε=1.5×10+5｡

2.8 絡合物的組成比

采用等摩爾連續變化法和摩爾比法測定了CTMAB存在下絡合物中Al與DBoN-PF的組成比為1∶2｡

2.9 共存離子的影響

按實驗方法測定3.0μgAl³⁺,相對誤差≤±5%,下列離子的允許量(mg):Na⁺(76);K⁺(17);Mg²⁺(0.8);Cu²⁺(含150mg硫脲)(0.45);Cd²⁺(0.15);Ca²⁺(0.13);Mn²⁺(0.02);Zn²⁺(0.08mgF^-,1.1mgEDTA)(0.02);Sr²⁺(0.013);Co²⁺,Pb²⁺(0.005);Ni²⁺(0.003);RExOY(0.06);Ti(Ⅳ)(0.006);Fe³⁺(0.08mgF^-,50mg抗壞血酸,25mg鄰菲羅啉)(0.1);Cr(Ⅵ),Mo(Ⅵ),W(Ⅵ)(均含0.08mgF^-,25mg抗壞血酸)(0.05)｡Cl^-,NO^-₃,SO^2-₄可大量存在｡在F^-(0.08mg)存在下,掩蔽劑允許量(mg):硫脲(150);抗壞血酸(50);乙酰丙酮(50);鄰菲羅啉(25);三乙醇胺(5);檸檬酸(3);鹽酸羥胺(2);EDTA,DTPA(1)｡

3 樣品分析

3.1 合金鋼

稱取0.1000g試樣,經王水溶解,蒸至近干三次,加濃H₂SO₄冒煙至溶液剩約0 5ml,加5gNaCl及10ml50%NaOH,加水約20ml,脫脂棉過濾于100ml容量瓶中,用2%NaOH洗5次,用水稀至刻度,搖勻｡取適量試樣溶液(視合金鋼中含鋁量而定),用HCl調至微酸性,加入0.8mlNaF,1ml5%抗壞血酸,2ml0.5%鄰菲羅啉,以下按實驗方法操作,計算得鋁的含量,結果列于表1｡

冶金部標準樣品

3.2 銅合金

分別稱取0.1000g鋁青銅､鐵黃銅､鑄造銅合金樣品,經王水溶解,轉移到100ml容量瓶中,用水稀至刻度,搖勻｡分取適量的上述試液,加入0.8mlNaF,1ml5%硫脲(如含鐵,加入1ml5%抗壞血酸,2ml0.5%鄰菲羅啉),按實驗方法,測量吸光度,計算得到鋁的含量,結果列于表2｡

4參考文獻

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