銅的測定方法

1、1引言銅是人們僅次于鋁，居第二位。銅被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè) 等領(lǐng)域；在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大，占總消費(fèi)量一半 以上；用于各種電微量元素，但應(yīng)用不當(dāng)，也易引起中毒反應(yīng)。一般而言重金屬都 有一定的毒性，但毒性的強(qiáng)弱與重金屬進(jìn)入體內(nèi)的方式及劑量有關(guān)。 口服時(shí)，銅的毒性以銅的吸收為前提，金屬銅不易溶解，毒性比銅鹽 小，銅鹽中尤以多數(shù)發(fā)達(dá)國家強(qiáng)制執(zhí)行。因此，在水質(zhì)、環(huán)境以及食品檢測中， 銅的含量一直是考察環(huán)境污染程度和食品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，因此 靈敏、準(zhǔn)確而又快速的銅含量檢測方法尤為重要。1.1銅的簡介1.1.1銅的性質(zhì)銅(Cu)是元素周期表第二十九位元素，

2、屬于第IB族，相對原子 質(zhì)量為63.54,性之一便是其具有極佳的導(dǎo)電性，這一特性使得銅大量應(yīng)用于電 子、電氣、電信和電子行業(yè)。銅的這種高導(dǎo)電性與其原子結(jié)構(gòu)有關(guān)： 當(dāng)多個(gè)單獨(dú)存在的銅原子結(jié)合成銅塊時(shí)，其價(jià)電子將不再局限于銅原 子之中，(2)銅的導(dǎo)熱性 固體銅中含有自由電子所產(chǎn)生的另一重要效 應(yīng)就是其擁有極高的導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性僅次于銀。且銅比金、銀儲(chǔ)量更豐富，價(jià)格更便宜，因此被制成電線電纜、接插件端子、引線框架等 各種產(chǎn)品，（3）銅的耐蝕性 銅具有良好的耐蝕性能，優(yōu)于普通鋼 材，在堿性氣氛中優(yōu)于鋁。銅在淡水中的腐蝕速度也很低（約 0.05imiVa）o并且銅管用于運(yùn)送自來水時(shí)，管壁不沉積礦物質(zhì)，該優(yōu)

3、 點(diǎn)是鐵制水管所遠(yuǎn)不能及的。正因?yàn)檫@一特性，高級(jí)衛(wèi)浴給水裝置中 大量使用銅（耐蝕性色澤典雅）等【們1.1.2銅的用途（1）電氣工業(yè)中的應(yīng)用a.電力輸送：電力輸送中需要大量消耗高導(dǎo)電性的銅，主要用 于動(dòng)力電線、電氫氣冷卻電機(jī)，這就需要大長度的中空導(dǎo)線。電機(jī)是使用電能的 大戶，約占全部電能供應(yīng)的60%o（2）電子工業(yè)中的應(yīng)用電子工業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)，在它蒸蒸日上的發(fā)展過程中，不斷開發(fā)出 鋼的新產(chǎn)品和銅合金價(jià)格低廉，有高的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，加工性能、針焊性 和耐蝕性優(yōu)良，通過合金化能在很大范圍內(nèi)控制其性能，能夠較好地 滿足引線框架的性能要求，己能發(fā)電都要依靠蒸氣作功。蒸氣的回路如下：鍋爐發(fā)生蒸氣蒸 氣

4、推動(dòng)汽輪機(jī)作功作功后的蒸汽送至冷凝器冷卻成水回到鍋爐重 新變成蒸汽積70%以上，合理地開發(fā)利用海洋資源日益受到人們的重視。海水中含有容易造成腐蝕的氯離子，鋼鐵、鋁、甚至不銹鋼等許多工 程金屬材料均不耐海水腐蝕。銅則不但耐海水腐蝕；而且溶入水中的 銅離子有殺菌作用，可以防止海洋生物污損。因而，銅和銅合金是海 洋工業(yè)中十分重要的材料，已在海水淡化工廠、海洋采油采氣平臺(tái)、 以及其它海岸和海底設(shè)施中廣泛應(yīng)用。例如，海水淡化過程中使用的 管路系統(tǒng)、泵和閥門，以及采油采氣平臺(tái)上使用的設(shè)備，包括飛濺區(qū) 和水下用的螺栓、抗生物污損包套、泵閥和管路系統(tǒng)等等。（5）交通工業(yè)中的應(yīng)用a.船舶：由于良好的耐海水腐蝕性

5、能，許多銅合金，如：鋁青 銅、鎬青銅、鋁黃銅、炮銅（錫鋅青銅）、白鋼以及鐐銅合金（蒙乃 爾合金）己承、剎車摩擦片、配電和電力系統(tǒng)、墊圈以及各種接頭、配件和 飾件等。如：飛機(jī)中的配線、液壓、冷卻和氣動(dòng)系統(tǒng)需使用銅材，軸承保 持器和起落架軸承采用鋁青銅管材，導(dǎo)航儀表應(yīng)用抗磁鋼合金，眾多 儀表中使用破銅彈性元件等等。（6）機(jī)械和冶金工業(yè)中的應(yīng)用a.機(jī)械工程：幾乎在所有的機(jī)器中都可以找到銅制品部件。除 了電機(jī)、電路或軸套，特別是萬噸級(jí)的大型擠壓機(jī)、鍛壓機(jī)的缸套、 滑板幾乎都用青銅制成，鑄件重量可達(dá)數(shù)噸。許多彈性元件，幾乎都 選用硅青銅和錫青銅作為材料。焊接工具、壓鑄模具等更離不開銅合 金。1.1.3銅

6、在自然界中的存在形態(tài)地殼中的銅平均值為70ppm。銅礦的開采，冶煉以及巖石風(fēng)化會(huì) 造成局部地區(qū)環(huán)境中銅的濃度增高。雖然銅是生命必需的微量元素， 但銅的濃度過高會(huì)對人和動(dòng)植物有害。大氣環(huán)境中的銅污染主要是由 有色金3一、SOL形成絡(luò)合物。二價(jià)銅還可和有機(jī)配位體腐殖質(zhì)、氨基酸、 半胱氨酸、甘氨酸等發(fā)生絡(luò)合作用。銅在天然水中的含量和形態(tài)與OH、CO3”和CI等濃度有關(guān)，同 時(shí)受pH容易流失，主要是砂質(zhì)土對銅的吸附固定能力弱，由于淋溶作用 而發(fā)生流失。從銅的存在形式看，自然界中存在純度很高的自然銅，但這部分 儲(chǔ)量極少量較硫化銅礦高，但在自然界中儲(chǔ)量不多。此外，銅以極少 量的自然銅形式存在，其銅含量在9

7、9%以上兇。1.1.4人體中銅的來源除職業(yè)性銅暴露和臨床治療用藥，正常人攝入銅的來源主要包括 食物性銅、綠旦O（2）銅制炊具與容器銅制炊具、容器也是人體攝入銅的重要來源之一。銅制響較大。1.1.5銅對人類的影響銅是人體必需的元素，廣泛分布在人體的臟器組織，參與人體內(nèi) 許多重要的代謝過程和生理作用。人體缺銅會(huì)引起銅不足血癥，嬰兒 因缺銅也會(huì)得營養(yǎng)病，主要臨床表現(xiàn)是貧血。但是人因食物中銅不足 而引起營養(yǎng)不總含銅量約為100150mg。人體中銅大都存于肝臟和中樞神經(jīng) 系統(tǒng)。對人體造血、細(xì)胞生長、某些酮的活動(dòng)及內(nèi)分泌腺功能均有重 要作用。但攝入過量，則會(huì)刺激消化系統(tǒng)，引起腹痛、嘔吐。人的口 服致死量約

8、為10go銅的生理功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）與人體的造血功能密切相關(guān) 一般認(rèn)為造血功能主要與微 量元素鐵有抗氧化作用，能夠清除氧自由基，如MT主要清除羥自由基，SOD 主要清除過氧化氫等。目前已知，自由基對人體的損害是非常明顯的, 如果體內(nèi)生成自由基和清除自由基的相互平衡被打破，體內(nèi)自由基過 多，有可下降，也將使體內(nèi)的抗氧化能力受到嚴(yán)重的影響。所以古人 認(rèn)為含銅的礦物藥具有營養(yǎng)保健作用，可能與其中銅鋅等金屬直接誘 導(dǎo)體內(nèi)MT合成、提高SOD酶活性，清除自由基作用有關(guān)。1.2銅的測定方法1.2.1相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)展痕量銅的測定方法主要有原子吸收光譜法W】、可見分光光度法.流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法

9、問、熒光法邱、微分電位溶出法【戚。(1)原子吸收光譜法(AAS法)該法具有檢出限低、準(zhǔn)確度高、選擇性好、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。AAS法主要適用樣品中微量及痕量組分分析，現(xiàn)已成為無機(jī)元素定 量分析口食品中的微量銅，得到滿意結(jié)果。王碩，代永剛，朱華平等凹 研究使用毗咯烷二硫代甲酸鉉和二乙氨基二硫代甲酸鈉及甲基異丁 酮(APDC+DDTC.MIBK)體系萃取溶液中的銅，使用石墨爐原子吸 收法測定碳酸飲料中微量銅，該法準(zhǔn)確、快速。(2)可見分光光度法該法應(yīng)用廣泛、靈敏度高、選擇性好、準(zhǔn)確度高、適用濃度范圍 廣、分析成本低、操作簡便。應(yīng)秀玲列根據(jù)Cu2+和二乙基二硫代 氨基甲酸鈉在弱堿性條件下能定量反應(yīng)，生

10、成不溶于水但溶于三氯甲 烷的黃色二甲酚橙(XO),甲基百里酚藍(lán)(MTB)等。偶氮類：2-(H酸偶 氮)4 5.二硝基酚(HADNP),三氯偶氮腫(ASATC)等。熒光酮類: 二磺基苯基熒光酮(DSFF)等。希夫堿類：8-羥基嗟咻等。其他： 茜素S(ARS)等。其中以CAS研究和應(yīng)用最為廣泛，但其摩爾吸收 系數(shù)()多在IO數(shù)量級(jí)，靈敏度有待進(jìn)一步改善。閻超閔 用分光光度法，基于二苯碳酰二麟顯色劑與銅(II)在pH 為=67的醋酸鹽緩沖溶液中形成紅色配合物，最大吸收波長為 545iun,測定了純凈水、自來水、烏魯木齊河水，青格達(dá)湖水及烏魯 木齊市紅湖水樣中微量銅(II)的含量。(2)膠束增溶分光光

11、度法膠束L/(molcm),該方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2%4.3%。文獻(xiàn)網(wǎng)以鋅 試劑為顯色劑，在pH為9.0的條件下，選用銅的測定波長為615nin, 銅含量在030gg/25mL范圍內(nèi)符合比耳定律，方法用于頭發(fā)中銅的 測定，回收率為92%108%。(4)導(dǎo)數(shù)分光光度法在分光光度分析中引入導(dǎo)數(shù)技術(shù)，擴(kuò)展了分光光度法的應(yīng)用范 圍，在多組分同時(shí)測定、渾濁樣品分析、消除背景干擾和加強(qiáng)光譜的 精細(xì)結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜光譜分析等方面，導(dǎo)數(shù)分光光度法在一定程度上解 決了普通分光光度法難以解決的問題。隨著低噪音運(yùn)算放大器的出現(xiàn) 和微度快，分析精度高，很適合現(xiàn)代分析監(jiān)測的要求，近年來發(fā)展較 快，但用于測環(huán)境樣品中銅的報(bào)道不多成。高宗華，黃玉玲基于在 弱酸性介質(zhì)中，痕量銅(II)對過氧化氫氧化鄰苯三酚紅的褪色反應(yīng)有 催化作用，采用流動(dòng)注射分析技術(shù)，直接測定銅(II)的含量。該方法 的線性范圍為0.0050.2昭/mL,檢出限為0.002pg/mL。且該方法簡 便、快速、靈敏度高，適用于血清銅(II)的快速檢測。反催化光度法阻抑動(dòng)力學(xué)光度法即反催化動(dòng)力學(xué)光度法，是一種不依賴大型 儀器而介質(zhì)中測定煤中銅元素的含量，得到滿意結(jié)果。龍文清利用具 有Laii-dolt效應(yīng)的(NH4)2S2O3-KI-Na2S2O3體系研究了目視催化動(dòng)力 學(xué)光度法聯(lián)合測定銅和鐵。該法選擇性好，室溫下測定，儀器簡單，