硅钼蓝分光光度法测定六硼化镧中酸溶硅的研究

2013-03-17刘荣丽

湖南有色金属 2013年4期

刘荣丽

(湖南稀土金属材料研究院，湖南长沙 410126)

六硼化镧具有低挥发性、低逸出功、高熔点、高强度和高稳定性等特点，使之成为重要的阴极发射材料，广泛地用于电镜灯丝等尖端仪器上。在行业标准中规定了六硼化镧中硅的指标不能超过0.05%，按照XB/T601.5－2008六硼化镧化学分析方法的第5部分中硅钼蓝分光光度法测定酸溶硅量的方法，本文对其方法进行了详细的研究，着重考察了酸度、温度、还原剂的用量及共存离子对测定硅的影响。

1 实验部分

1.1 仪器

721型分光光度仪。

1.2 试剂［2］

硝酸(1+1)，优级纯;盐酸(1+1)，优级纯;硫酸(1+1)，优级纯，贮于塑料瓶中;硫酸(1+17)，优级纯，贮于塑料瓶中;氨水(1+1)，超纯，贮于塑料瓶中;钼酸铵溶液(50 g/L)，贮于塑料瓶中;抗坏血酸(30 g/L)，用时配制;对硝基苯酚溶液(1 g/L)。

参照文献［2］配制硅标准溶液:Si 5 μg/mL。

1.3 实验方法

样品处理步骤:称取0.5 g样品(经105～110℃烘1 h后)于100 mL聚四氟乙烯塑料烧杯中，加5 mL水，慢慢滴入硝酸(1+1);盖上塑料片，待剧烈反应后，低温加热，继续加硝酸(1+1)至试样完全溶解，用水吹洗塑料片及杯壁于烧杯中，加入10 mL盐酸(1+1)于低温电炉继续加热，慢慢蒸干，冷却到室温，加入5 mL盐酸(1+1)及少量水溶解盐类，将溶液移入50 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，待用。随同实验做试剂空白。

比色步骤:准确移取硅标准10 μg于25 mL比色管中，以水稀释至约10 mL，分别加入2 mL硫酸(1+1)，2 mL钼酸铵溶液(50 g/L)，以水稀释至20 mL，混匀，在20～35℃温度下放置10 min。加入3.5 mL硫酸(1+1)，立刻加入1 mL抗坏血酸溶液(30 g/L)，以水稀释至刻度，混匀，放置10 min，将比色管中部分溶液移入2 mL比色血中，以试剂空白为参比，于分光光度计波长660 nm处测量其吸光度。

标准曲线绘制:分别在五个25 mL比色管中准确加入硅标准溶液/μg:0，2.5，5，10，20，按比色步骤进行试验，测其对应的吸光度，绘制标准曲线。

分取5 mL上述试样溶液于25 mL比色管中;将溶液体积调整到约10 mL，加一滴对硝基苯酚溶液(1 g/L)，加氨水调至溶液呈微黄色，加1～2滴硫酸(1+1)，使黄色刚褪去，以下按比色步骤进行。以随同试料的空白溶液作参比，于分光光度计波长660 nm处测量其吸光度。从工作曲线上查得相应的硅量。

2 结果与讨论

2.1 试样消耗硝酸的实验

称取不同数量的试样，首先加入5 mL左右的水，分别慢慢加入硝酸(1+1)，开始反应不是很明显，当加到一定量的硝酸(1+1)时，反应特别激烈，冒大量的棕色浓烟，这时应将试样杯夹离电炉，待剧烈反应后，发现还有样品未溶解，应继续加入硝酸(1 +1)，这时可以将样品杯放在低温区加热溶解，直至样品全部溶解完全。不同数量的试样消耗硝酸(1+ 1)量的具体情况见表1。

表1 消耗硝酸实验

由表1可知，每克试样需要消耗6 mL左右的浓硝酸。

2.2 硝酸对显色的影响

LaB6溶于硝酸，不溶于盐酸。实验证明，当试样溶液中含有硝酸时，生成的硅钼蓝稳定时间不长，随着时间的延长，吸光度值逐渐下降。所以，当用硝酸将试样溶解清亮后，应加入适量的盐酸，慢慢蒸干，以驱尽多余的硝酸，冷至室温后加入少量的盐酸和水溶解盐类，这样生成的硅钼蓝十分稳定，吸光值可保持24 h不变。

2.3 钼酸铵用量

按照实验方法，其他试剂的加入量和顺序不改变，仅仅改变钼酸铵的加入量，钼酸铵消耗实验结果见表2。

表2 钼酸铵消耗实验

表2结果表明，钼酸铵用量在0.5～5 mL之间，吸光度最大而且基本保持一致，因此，实验方法中选择消耗钼酸铵2 mL。

2.4 生成硅钼黄的酸度和温度

硅钼黄的形成与溶液的酸度及温度有关，酸度过高或过低都不利于硅钼黄的形成。温度也是影响硅钼黄形成的关键因素之一，实验发现，在沸水浴中加热30 s的条件下，硅钼黄形成的酸度范围在pH 0.40～1.38;而在常温下，形成硅钼黄的酸度范围缩小为pH 0.70～1.38。按实验方法，硅钼黄形成的酸度pH≈1，符合实验条件;当室温大于20℃时，可以不用加热。