火焰原子吸收光譜法測(cè)定銅箔電解液中的鈣

劉海丹，劉圣林

(江西銅業(yè)加工事業(yè)部，江西 南昌 330096)

1 引言

在銅箔生產(chǎn)過程中，生箔電解溶液中各種雜質(zhì)金屬離子的含量控制對(duì)于生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的銅箔至關(guān)重要，鈣離子的檢測(cè)是必不可少的。當(dāng)生箔電解液中鈣的含量超過一定極限后就會(huì)從溶液中析出，從而影響正常生產(chǎn)。關(guān)于火焰原子吸收光譜法測(cè)定鈣的研究是比較多的[1－3]，但對(duì)于銅箔的生箔電解液中鈣的檢測(cè)未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)試圖從消除測(cè)定過程中的主要干擾入手，探求準(zhǔn)確測(cè)定鈣的方法。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 主要儀器

AA240原子吸收分光光度計(jì)(美國瓦里安公司)。

2.2 主要試劑

(1)鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1g/L)

(2)氧化鑭溶液(25g/L)

(3)鹽酸(AR)

(4)硫酸(AR)

(5)氯化銅基體溶液(Cu濃度100 g/L)

(6)硫酸基體溶液(H2SO4濃度130 g/L)

(7)銅和硫酸混合基體溶液(Cu濃度50 g/L、H2SO4濃度65g/L)

(8)EDTA 溶液:0.1mol/L

(9)鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1):分別移取100mg/L鈣中間標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、0.5、1、2ml入 100ml容量瓶中，再分別加入氧化鑭溶液5ml、鹽酸2ml，加入去離子水定容。此標(biāo)準(zhǔn)鈣濃度分別為 0、0.5、1、2mg/L。

(10)鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(2):在鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)定容前再加入2ml銅和硫酸混合基體溶液然后定容。此標(biāo)準(zhǔn)鈣濃度分別為 0、0.5、1、2mg/L。

2.3 儀器工作參數(shù)

表1 儀器工作參數(shù)

2.4 試驗(yàn)方法

取1ml生箔電解液樣品(Cu濃度約100 g/L、H2SO4濃度約130g/L)于100ml容量瓶中，再分別加入氧化鑭溶液5ml、鹽酸2ml，加入去離子水定容。將試樣放入原子吸收儀上，用2.2(10)的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，按2.3工作條件測(cè)定。

3 結(jié)果與討論

3.1 基體干擾試驗(yàn)

按2.4試驗(yàn)方法，分別在1mg/L鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液加入銅、硫酸以及銅和硫酸的混合基體，用2.2(9)的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，按2.3工作條件測(cè)定。結(jié)果見表2基體干擾試驗(yàn)結(jié)果:

表2 基體干擾試驗(yàn)結(jié)果

從結(jié)果可以看出，Cu2+對(duì)鈣的測(cè)定的影響可以忽略，但H2SO4的影響就非常大，CuSO4和H2SO4混合基體與H2SO4相差不大。SO42－的干擾主要是原子化的過程中生成了難解離的CaSO4，從而抑制了吸收信號(hào)[4－6]。針對(duì)大量 SO42－的干擾，主要試驗(yàn)了以下三種消除干擾的方法:

3.2 干擾消除方法試驗(yàn)一:加入保護(hù)劑

加入一定量的EDTA作為保護(hù)劑，用鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)做標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定其結(jié)果如表3。

表3 加入保護(hù)劑試驗(yàn)結(jié)果

從表3可知，加入保護(hù)劑EDTA溶液，對(duì)于消除SO42－的干擾幾乎沒有作用，可見保護(hù)劑的作用還是有限的[4]。

3.3 干擾消除方法試驗(yàn)二:標(biāo)準(zhǔn)加入法

取同一生箔電解液樣品3份，然后分別加入0、0.5、1mg鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，用鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)做標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定其吸光度結(jié)果如表4。利用表4數(shù)據(jù)可得擬合方程式:加標(biāo)量=33.44×吸收值－1.241，可得生箔電解液樣品結(jié)果為1.241 mg/L，但根據(jù)同一樣品使用等離子體發(fā)射光譜法檢測(cè)的結(jié)果為0.95 mg/L，此結(jié)果準(zhǔn)確性差。標(biāo)準(zhǔn)加入法只能消除與濃度無關(guān)的基體干擾，但不能扣除背景干擾及與濃度有關(guān)的基體干擾[5]。

表4 標(biāo)準(zhǔn)加入法試驗(yàn)結(jié)果

3.4 干擾消除方法試驗(yàn)三:基體匹配法

在鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1)定容前再加入銅和硫酸混合基體溶液配成鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(2)，用其做工作曲線，測(cè)定3.3中的樣品，結(jié)果見表5。從表中可以看出，由于標(biāo)液中加入了與樣品溶液盡可能一致的銅和硫酸混合基體溶液，從而得到可靠的結(jié)果:0.925mg/L。這點(diǎn)可通過表5中的加標(biāo)回收率得到驗(yàn)證。

表5 基體匹配法試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

用火焰原子吸收光譜法測(cè)定銅箔電解液中的鈣離子含量時(shí)，釋放劑和保護(hù)劑的效果是有限的。如果存在大量影響待測(cè)元素的離子濃度測(cè)定的化學(xué)干擾基體時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)加入法也無法得到準(zhǔn)確的結(jié)果。通過配制與樣品溶液盡可能一致的標(biāo)準(zhǔn)溶液，匹配好基體，同樣可以得到可靠的分析結(jié)果[6]。

[1]姜典鎮(zhèn).火焰原子吸收法測(cè)定元素鈣的影響因素及其校正[J].微量元素與健康研究，2005(04):43－44.

[2]黃雪霖梁春穗.火焰原子吸收法測(cè)定保健食品中鈣的干擾及其校正[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2001，11(1):99－100.

[3]靖振梅.火焰原子吸收光譜法測(cè)定高硅合金中常量鈣[J].冶金分析，2002，22(3):57.

[4]劉達(dá)炯.空氣－乙炔火焰原子吸收法測(cè)定鈣的化學(xué)干擾機(jī)理及其消除[J].江西有色金屬，1999，13(4):40.

[5]周永曉等.火焰原子吸收光譜分析中的干擾因素及排除方法[J].光譜儀器與分析:2006(Z1):152.

[6]壽曼立 姜桂蘭.原子光譜分析[M].第二版.北京:地質(zhì)出版社，1993:304－305，316－317.