基于百里香酚藍的鋁合金中鈦含量測定方法

1、基于百里香酚藍的鋁合金中鈦含量測定方法關(guān)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 sulfuri

2、c 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 m

3、aximum 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 ap

4、plied 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; alumi

5、num 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(yōu)點, 研究高靈敏度、高選擇性的顯色劑受到關(guān)注。近年來二安替比林甲烷分光光度法已用于工業(yè)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(wěn)定藍紫色絡(luò)合物, 據(jù)此建立了測定微量鈦的

6、顯色光度法。方法用于鋁合金中鈦含量的測定, 結(jié)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(zhuǎn)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 m

7、ol/L;阿拉伯樹膠溶液:10g/L, 現(xiàn)用現(xiàn)配;硫酸:2mol/L;酒石酸鉀鈉溶液:1g/L;硫脲溶液:20g/L;無水乙醇。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(jié)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

8、, 于稀硫酸中, 鈦與百里香酚藍形成了藍紫色絡(luò)合物, 絡(luò)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(luò)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(jié)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14mL 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 spectra1.試劑

9、空白/水;2.絡(luò)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(jié)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(yīng)。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05mL 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

10、。結(jié)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12mL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(yīng)時間在常溫下, 鈦與百里香酚藍反應(yīng)生成藍紫色絡(luò)合物。反應(yīng)開始時, 顏色發(fā)生明顯變化, 溶液靜置10min后, 絡(luò)合物的吸光度達到最大值, 并至少在120min內(nèi)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(fā)生絡(luò)合反應(yīng)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,

11、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(jié)果表明:鈦的質(zhì)量濃度在0.12μg/mL范圍內(nèi)符合

12、比爾定律, 線性回歸方程為A=0.214ρ (μg/mL) +0.001, 相關(guān)系數(shù)r=0.998 8, 表觀摩爾吸光系數(shù)為3.7×104 L·mol-1·cm-1。對空白溶液連續(xù)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

13、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(jié)果見表1。表1 鋁合金樣品中鈦的測定結(jié)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 spe

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