1、1DDTC-火焰原子吸收光谱法同时测定铝合金中的铜和铅摘 要：以铜空心阴极灯作为光源，用火焰原子吸收光谱法（FAAS）同时测定铝合金中的铜和铅。在氢氧化钠介质中，采用氯化镧和碳酸钠共沉淀，实现了铝合金中铜和铅与基体的分离。分离出来的沉淀用浓硝酸溶解，再加入过量的二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC-Na） ，使其形成不溶的 Cu(DDTC)2 和 Pb(DDTC)2，用三氯甲烷萃取后首先在435nm 波长下进行 FAAS（铅在此波长无吸收）测定得铜的含量，再加入过量的 Cu()将 Pb()从 Pb(DDTC)2 中置换出来，此时再在相同波长下测定有机相中铜的吸光度，增加的吸光度的值即为铅的含量。本
2、法简单快速，一次处理样品且不需要更换空心阴极灯即可同时测定两种元素。本方法铜和铅的线性范围分别为 0.2-12ug/ml 和 0.2-13ug/ml，相关系数分别为 0.9998 和 0.9997，回收率分别为 98.91-102.91%和 99.02-101.94%，测定下限分别为 4.210-6 和 5.010-6，准确度和精密度完全能满足工业分析要求。 关键词：火焰原子吸收光谱法 铝合金 铜 铅 Cu(DDTC)2 为克服纯铝在强度、可塑性、焊接性、耐腐蚀性及压力性能等方面的不足，常常在铝中加入铜、镁、铅、镍、铬、硅等元素形成铝合金，从而使其在机械制造、航空工业等方面有着广泛的应用。合金
3、中各元素的含量会对合金整体的机械性能造成很大的影响，因此，对合金中各元2素组分含量的测定至关重要1,2。 火焰原子吸收光谱法测定铝合金中的铜和铅已有国家标准和诸多文献报道3-7，但它们在测定不同金属元素时都存在着需要频繁更换对应元素的空心阴极灯和测定痕量铅时有较大的方法误差的两个问题。因此，在实际工业分析中，寻找一种更加简便快速的分析方法是亟待解决的问题。尽管一灯多用技术在国内亦有报道8-10，但对待测样品有一定的限制，并且有较大的误差，特别对于铅空心阴极灯，217nm 的共振线过于接近远紫外区，对仪器的信噪比和抗干扰能力不利，而 283.3nm 的次灵敏线又不能很好的用于低含量铅的测定，同时
4、其作为低温元素空心阴极灯，寿命较短；另一方面，对于痕量铅的测定，大多都需要经过复杂的预富集等过程11，所用试剂及材料较昂贵，耗时较长。 本文首先将铜、铅与铝基体分离，加入过量的 Na-DDTC12使铜和铅完全络合，用三氯甲烷萃取后有机相在 435nm 波长下13（铅在此波长下无吸收14）测定得铜的含量。由于 Pb(DDTC)2 稳定性低于 Cu(DDTC)215，通过加入过量的 Cu()将 Pb()完全置换出来16,17，再测定有机相的吸光度，两次吸光度的差值即为铅的含量18。从而实现了火焰原子吸收光谱法的一灯多用，不使用铅空心阴极灯，同时测定铜、铅两种金属元素，省时且经济；同时，铜和铅的定量
5、限可分别达到 0.00042%和0.0005%，在不使用较为昂贵的试剂的同时又实现了痕量铅的测定，更加经济、快速、方便，并且准确度和精密度高，能满足工业分析的需要。 一、试验部分 1.试剂 3Cu()标准储备液：1 mg/mL，准确称取 AR 级 CuSO4?5H2O 3.9291g，用去离子水溶解，转移至 1000 ml 容量瓶中，去离子水定容，摇匀备用，临用前稀释成相应浓度的标准工作溶液； Pb()标准储备液：1 mg/mL，准确称取 AR 级 Pb(NO3)21.5980g，加稀硝酸 10ml 使溶解完全，转移至 1000ml 容量瓶中，去离子水定容，摇匀备用，临用前稀释成相应浓度的标准
6、工作溶液； 0.1% Na-DDTC 标准储备液：将 0.1g Na-DDTC 溶于约 80ml 水中，加热至 60使其溶解完全，冷却至室温后转移至 100ml 容量瓶中，去离子水定容； 20%氢氧化钠溶液：称取 20g 氢氧化钠固体溶于约 50ml 水中，待完全溶解并冷却至室温后，转移至 100ml 容量瓶中，定容； 10%碳酸钠溶液：称取 10g 无水碳酸钠固体溶于约 50ml 水中，待完全溶解并冷却至室温，转移至 100ml 容量瓶中，定容； 100g/L 氯化镧溶液：称取 100gAR 级氯化镧固体置于 1L 容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度线，摇匀备用； 试验用其他试剂均为 AR 级，
7、试验用水为去离子水。 2.仪器 Z-8000 型偏振塞曼原子吸收光谱仪（日本日立） ； 铜空心阴极灯； HWS-24 型恒温水浴锅（广州永程实验仪器有限公司） ； DW-1 增力无级恒速搅拌器（南京科尔仪器设备有限公司） 。 3.仪器工作条件 4以灵敏度和稳定性为依据，选定仪器最佳测定条件，见表 1。 4.试验方法 4.1 样品处理 准确称取 1.000g 样品于聚四氟乙烯溶样杯中，加入 20%氢氧化钠溶液 20ml，水浴加热，待反应完全后，加入 10%碳酸钠溶液 10ml，再加入100g/L 氯化镧溶液 6ml，搅拌使混合均匀。80恒温加热 1h，待反应完全后，趁热过滤，并用热的 10%碳酸
8、钠溶液洗涤滤渣。将滤渣转移至烧杯中，用 20ml 浓硝酸溶解，加热煮沸 15min，再低温加热除去氮的氧化物。冷却至室温，待测。 4.2 分析方法 向上述处理好的待试液中加入 10ml 稀硫酸，1% Na-DDTC 溶液20ml，搅拌 10min，转移至 50ml 容量瓶中，用去离子水定容，摇匀。将上述溶液用 50ml 三氯甲烷萃取以得到 Pb(DDTC)2 和 Cu(DDTC)2。待萃取完全，溶液分层稳定后，分离有机相和水相。以上操作平行进行两次，以制备两份完全相同的待试液。其中一份在上述仪器条件下测定得到铜的含量。向另一份试样中加入 20ml 的 210-4M 的 Cu()溶液，剧烈搅拌
9、10min。由于 Cu(DDTC)2 络合物的稳定性大于 Pb(DDTC)2，故铜会将铅完全置换出来。将有机相分离并在同样的仪器条件下测定吸光度，两次侧地的吸光度的差值即为铅的含量。 4.3 工作曲线的绘制 按照上述方法，随同试样作试剂空白，并以试剂空白为底液配制工作曲线。分别加入 1mg/ml Cu()和 Pb()标准储备液若干，配制成含有 0.01-16.0ug/ml 的铜或铅的标准溶液，进行 FAAS 测定。 5二、结果与讨论 1.反应条件的优化 1.1 沉淀剂的影响 在含有碳酸根的氢氧化钠溶液中，铜、铅离子以碳酸盐或碱式碳酸盐的形式被吸附包裹在碳酸镧沉淀中，从而与铝基体分离。在相同的试
10、验条件下，分别考察了氯化镧和硝酸镧，碳酸钠和碳酸铵，结果发现氯化镧和碳酸钠的效果较好。 1.2 酸度的影响 在络合物的萃取和离子交换中，pH 值是最重要的参数之一。在其他试验条件不变的情况下，在 pH 值 2-11 的缓冲盐溶液中进行试验，结果发现，pH 值小于 4 时，DDTC 会很快分解，而 pH 值大于 9 时，会加速Cu(OH)2 沉淀的生成。最终选择反应和萃取时的 pH 值为 5。 2.共存离子的影响 试验结果表明，在常见共存离子中，Te()，U()，Na()，K()，Li()，Ce()，Ti()不干扰。镍、钴、铬、锰、铋镉的干扰可通过加入掩蔽剂 EDTA 来消除，也可通过减小称样量
11、来降低。 3.工作曲线 按照上述分析方法，随同试样作试剂空白，并以试剂空白为底液配制工作曲线，得出的线性方程、相关系数及线性范围见表 2。 4.精密度试验 本文考察了该方法的日内精密度和日间精密度。分别配制 Cu()浓度为 0.5，2.5，10ug/ml 的高、中、低三个浓度的溶液，按照上述分析6方法处理后每个浓度进行 FAAS 测定三次（n=3） ，一日内平行测定三次，计算日内精密度；每日测定一次，连续测定三天，计算日间精密度。测定结果的 RSD 值见表 3。试验数据表明，日内精密度 RSD3%，日间精密度 RSD5%，符合测定要求。 5.回收率考察 按照试验方法对 0.5，2.5，10ug
12、/ml 的高、中、低三个浓度的 Cu()和Pb()样品进行回收率试验。试验结果如表 4 所示。结果表明，该方法准确可靠。 6.检出限和定量限 检出限和定量限的计算依据以下公式进行：检出限（Limit of detection）,LOD=3?S/a； 定量限（Limit of quantification）,LOQ=10?S/a。式中 S 为标准偏差，a 为标准曲线的斜率。经测算，本方法中铜的检出限和定量限可达到 0.025ug/ml 和 0.084ug/ml，铅的检出限和定量限为 0.030ug/ml 和0.100ug/ml。 由于本法称样量为 1.000g，分离富集后最终定容为 50ml，故
13、本法最低可用于测定含量分别为 0.00042%的铜和 0.0005%的铅的铝合金。 7.样品分析 按照该试验方法对两份标准铝合金样品进行分析（n=3） ，试验数据如表 5 所示，可见该方法准确度高，精密度好，方便快捷。 三、结论 本研究采用镧盐和碳酸盐共沉淀分离铝基体和其中的铜、铅，选用7DDTC 作为络合剂形成 Cu(DDTC)2 和 Pb(DDTC)2，再利用两者稳定性的差别用铜将铅定量置换出来，通过火焰原子吸收光谱法，仅使用铜空心阴极灯，在一次处理样品且不换灯的情况下同时测定铜和铅，避免了换灯的麻烦和铅空心阴极灯的缺陷，并在不使用较为昂贵的试剂和仪器的情况下实现痕量铅的测定。与传统的方法
14、相比，本方法更加简单快速方便，精密度和准确度高，使用的试剂较经济，因而可广泛应用于工业分析中。参考文献 1李彩华.ICP-AES 测定铝合金中的硅、锰、镁、铬、铜、镍、铁、钛、锌J.湖南冶金，2006,134（4）：40-42. 2蔡苇.铝合金中硅、镁、铜、铁、锰元素的测定J.河北化工，2008,31（10）：69-71. 3郭阳，李志辉，刘淑兰等.火焰原子吸收光谱法连续测定铝及铝合金中痕量铅、铜J.冶金分析，2004,24（6）：57-59. 4GB/T 20975.3-2008，铝及铝合金化学分析方法 第 3 部分：铜含量的测定S. 5GB/T 20975.11-2008，铝及铝合金化学分
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