锡锌合金【萃取分离苯芴酮分光光度法测定锌合金中锡量】

　　摘要：根据乙酸乙酯萃取锡的硫氰络合物，用硫酸与硝酸破坏有机相，再用苯芴酮-CTMAB分光光度法测定锡量。用本法萃取分离消除了锌合金中锑、铜、铝等对锡的干扰，摩尔吸光系数ε510=1.3×105，应用于热镀、压铸锌合金中金中锡的分析。
　　关键词：乙酸乙酯；萃取；苯芴酮；分光光度法；锌合金；锡
　　
　　1．前言
　　锌是广泛应用于生产、生活中的金属，大部分用于制造锌合金以应用于镀锌业，根据组分与含量的不同，锌合金有几百上千种，铝、铜、铅、锑等是常见的加入控制元素。锡位于元素周期表第5周期第ⅣA族，纯锡是银白色金属；锑位于元素周期表第5周期VA族，与锡相邻，其化学性质与锡非常相似。
　　痕量锡的测定方法主要有吸光光度法、电热原子吸收光谱法、极谱法、阳极溶出伏安法等。吸光光度法是测定锡最常用的方法。三元络合物的应用增大了锡的显色络合物的摩尔吸光系数，其中以锡－苯芴酮与乳化剂OP或CTMAB三元络合显色最多。少量锡的分离与富集主要采用共沉淀法与萃取法，共沉淀法以Fe3+与铍盐作载体应用较多；锡的萃取主要有以苯萃取SnI4，乙醚、乙酸乙醚、MIBK萃取锡与硫氰酸盐的化合物，三氯甲烷、乙酸乙酯萃取锡与铜铁试剂的络合物等。
　　本文采用在硫酸与酒石酸介质中，锡与硫氰酸盐形成络合物，用乙酸乙酯萃取，使锡与锑、铜、铝等分离，经加热挥发与浓硫酸、硝酸氧化除去有机物，在水相中用苯芴酮－CTMAB显色分光光度法测定锡量。本法简便、干扰少、灵敏度高，适用于锌合金中0.0001%以上锡量的测定。
　　2．试验部分
　　2.1主要仪器与试剂
　　WFJ2-2100型可见光光度计（上海合利仪器有限公司）。
　　苯芴酮乙醇溶液（0.3g/L）。
　　溴化十六烷基三甲基胺乙醇溶液（10g/L）。
　　锡标准贮存溶液（100μg/mL），用浓硫酸高温溶解，用硫酸（1+3）定容。
　　锡标准溶液（1μg/mL），用硫酸（1+19）稀释。
　　2.2试验方法
　　移取一定锡标准溶液于预先加有20mL酒石酸溶液（50g/L）的125mL分液漏斗中，加3mL硫酸（1+3），加水至60mL，再加10mL硫氰酸铵溶液（500g/L），加乙酸乙酯，立刻振荡萃取2min，静置分层，弃去水相。将有机相倒入150mL烧杯中，加10mL硫酸（1:1），低温加热至乙酸乙酯有机相完全挥发，高温加热至有机物完全炭化，滴加1-3mL浓硝酸至溶液清亮，继续加热冒三氧化硫白烟至体积约0.5mL，取下冷却，加2mL酒石酸溶液（50g/L），水洗表皿及杯壁，加热溶解盐类，取下冷却。
　　用水稀释至15mL，加1滴对硝基酚溶液（1g/L），用氢氧化钠溶液（100g/L）中和至黄色出现，再滴加硫酸至无色，补加6mL硫酸（1+3），滴加高锰酸钾溶液（10g/L）至红色不褪，放置2min，加入2mL抗坏血酸溶液（20g/L），用水洗入50mL比色管中，加2mL溴化十六烷基三甲基乙醇溶液（10g/L），加3mL苯芴酮乙醇溶液（0.3g/L）（每加一种试剂均需混匀），以水稀释至刻度，混匀，放置30min。将部分溶液移入3cm比色皿中，以空白试液为参比，于分光光度计波长510nm处测其吸光度。
　　3．结果讨论
　　3.1比色条件试验
　　移取4mL锡标准溶液（1μg/mL）于150mL烧杯中，用水稀释至15mL，加1滴对硝基酚溶液（1g/L），以下同试验方法。
　　本文选用测定波长为510nm，其摩尔吸光系数ε510=1.3×105，灵敏度较高。
　　比色介质与酸度试验表明，在0.1-0.2mol/L的HCl介质与0.2-1.0mol/L的硫酸介质中吸光度稳定，考虑到萃取后用硫酸除有机物较方便，选用在0.6mol/L的硫酸介质中显色。
　　工作曲线线性试验表明，0-5.0μg /50mL锡标符合比尔定律，线性相关系数R达0.995。
　　3.2锑干扰试验
　　移取4ml锡标准溶液（1μg /mL）于150mL烧杯中，按表1加入锑量，用水稀释至15mL，加1滴对硝基酚溶液（1g/L），以下同试验方法，进行锑干扰试验，结果见表（1）。
　　表（1）比色条件中锑干扰试验
　　试验表明，在比色条件下，经KMnO4氧化与酒石酸络合后，50μg锑不干扰测定，100μg锑对锡的比色测定产生明显干扰。因为锑往往作为热镀彩钢板锌合金的加入控制元素，一般含量为0.0x-0.x%，对锡的比色测定产生严重干扰，必须设法消除。
　　3.3锑干扰消除试验
　　对2μg/50mL锡量的测定，误差不大于±5%，下列离子（以mg计）不干扰测定：Zn（1000），Cu（25），Al（100）,Cb（5），Pb（20）,Mg（5），Fe（5），Sb（0.05）。
　　本文选用乙酸乙酯萃取分离法，在硫酸与酒石酸介质中，锡与硫氰酸盐形成络合物，用乙酸乙酯萃取，使锡与锑、铜、铝等分离，锌、铁等同时被萃取，从而消除锑对锡的干扰。
　　3.4萃取条件试验
　　对萃取酸度、酒石酸用量、硫氰酸铵用量、乙酸乙酯用量、萃取时间等萃取条件进行试验，结果表明，在0.1-0.25mol/L的硫酸介质中萃取，酒石酸溶液（50g/L）用量为10-30mL,硫氰酸铵溶液（500g/L）用量为5-15mL，乙酸乙酯用量为10mL以上，萃取时间1-4min不影响萃取，萃取率达98%以上。本文选择萃取条件为：硫酸（1+3）用量3mL，酒石酸溶液（50g/L）用量20mL，硫氰酸铵溶液（500g/L）用量10mL，乙酸乙酯用量20mL，萃取时间2min。
　　3.5锑萃取分离完全性试验
　　移取一定锡标准溶液，加入一定量的锑，按试验方法进行了萃取分离，测定有机相中的锑量。试验表明，加入5000μg锑，经萃取分离后的锑残存量小于80μg，不影响锡的出色测定。
　　3.6有机相的处理与有机物的消除
　　萃取分离后，锡以酒石酸络合物的形式保留在乙酸乙酯有机相中，必须进行无机化处理，以便在一定的硫酸介质中进行比色测定。乙酸乙酯的沸点为77℃，与水的共沸点为70℃，本文选用处理方法为：先在稀硫酸介质中低温加热，使乙酸乙酯挥发完全；再在浓硫酸高温加热条件下使硫氰酸盐分解挥发与酒石酸等有机物完全炭化；最后再高温硫酸冒烟时滴加硝酸除碳至溶液清亮。
　　3.7样品分析
　　称取0.2500-1.0000g试样于150mL烧杯中，依次加5mL硫酸（1+3）、2mL过氧化氢，低温加热至溶解完全，加热蒸至水体积，取下冷却。当锡量≤0.002%时，加2mL酒石酸溶液（50g/L），少许水洗，加热溶解盐类，冷却后移入预先加有20mL酒石酸溶液（50g/L）的125mL分液漏斗中，以下同试验方法；当锡量＞0.002%时，加20mL酒石酸溶液（50g/L），加5mL硫酸（1+3），加热溶解盐类，移入100mL或250mL容量瓶中，分取一定体积于预先加有20mL酒石酸溶液（50g/L）的125mL分液漏斗中，以下同试验方法。样品分析结果见表（2）。
　　表（2）样品锡量分析结果（%）
　　
　　参考文献
　　[1]符斌主编.重金属冶金分析[M].北京：冶金工业出版社，1994:168-173
　　[2]刘春光,黎宝石，翟淑风.铜合金中锡的快速比色测定[J].理化检验（化学分册）.1981,3:40
　　作者简介：彭云萍（1974-），女，1997年毕业于重庆工业学院工业分析专业，工程师。