海绵铜中铜的测定

2014-07-27周君玲

创新科技 2014年10期

关键词：铁元素氨水标准溶液

周君玲

（豫光金铅集团有限公司，河南济源 454650）

海绵铜中铜的测定

周君玲

（豫光金铅集团有限公司，河南济源 454650）

海绵铜是综合回收厂的中间物料，含铜的高低直接影响粗铜的产品质量，为了准确及时地指导生产，通过多种分析方法的试验，最终采用改变传统的氨水碘量法测定海绵铜中的铜含量。因为海绵铜中铁元素影响试验终点的判断，导致铜含量结果误差很大，所以改变传统的方法，试验中间采用热过滤分离铁的方法，使试验终点颜色好判断，分析结果准确可靠。这种方法已经在我们单位推广使用，它简便快速，准确度好，不需采用有毒有害试剂等优点。试样经盐酸、硝酸分解后，硫酸冒烟，用氨水调出沉淀，热过滤分离铁，浓缩滤液，以氟化氢铵掩蔽铁，加冰乙酸，pH值控制在3．0～4．0微酸性溶液中，Cu2+与KI作用生成CuI，游离出碘，以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液进行滴定。该方法的使用范围为20%～65%。

氨水碘量法；分离铁；pH值

1 实验部分

1.1 方法原理

用王水溶解试样，用氨水调出沉淀，分离铁，以氟化氢铵掩蔽铁，在pH3.0～4.0微酸性溶液中，Cu2+与KI作用生成CuI，以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液进行滴定。

1.2 主要试剂（没有标注纯度级别的试剂均为分析纯）

1.2.1 金属铜（WCu≧99.999%）：将纯铜放入微沸的乙酸（1+ 3）中，微沸1min，取出后用水和无水乙醇分别冲洗三次以上，在100℃烘箱中烘4min，冷却，置于磨口瓶中备用。

1.2.2 盐酸（p1.12g/mL）

1.2.3 硝酸（p1.42g/mL）

1.2.4 硫酸（p1.84g/mL）

1.2.5 硫酸（1+1）

1.2.6 硝酸（1+1）

1.2.7 氨水（0.90g/mL）

1.2.8 氨水（1+1）

1.2.9 冰乙酸（p1.049g/mL）

1.2.10 淀粉溶液（5g/L）

1.2.11 氟化氢铵（饱和溶液）

1.2.12 三氯甲烷

1.2.13 碳酸钠（4g/L）

1.2.14 硫氰酸钾（400g/L）

1.2.15 碘化钾

1.2.16 氯化铵

1.2.17 C（0.04mol/L）硫代硫酸钠标准溶液

1.2.17.1 C（0.04mol/L）硫代硫酸钠标准溶液配制

称取100 g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）置于1 000mL烧杯中，加入500mL碳酸钠（1.2.13）溶液，移入10 L棕色瓶中。用煮沸并冷却的蒸馏水稀释至10 L，加入1mL三氯甲烷（1.2.12），静置两周，使用时过滤，补加1mL三氯甲烷（1.2.12）混匀，静置2 h。

1.2.17.2 标定

称取0.080 0 g（精确至0.000 1 g）处理过的纯铜（1.2.1）三份，分别置于500mL三角烧杯中，加入10mL硝酸（1.2.6），盖上表皿，于电热板低温处加热至完全溶解，取下，用水洗表皿及杯壁，加入5mL硫酸（1.2.5），继续加热至尽干，取下稍冷，用40mL水吹洗杯壁，加热煮沸，使盐类完全溶解，取下冷却至室温，加入3 mL冰乙酸（1.2.9），加入1mL氟化氢铵饱和溶液（1.2.11），摇匀。加入3～5g碘化钾（1.2.15），摇动溶解，立即用硫代硫酸钠标准溶液（1.2.17）滴定至淡黄色，加入5mL淀粉溶液（1.2.10），继续滴定至淡蓝色，加入1mL硫氰酸钾（1.2.14），激烈震荡滴定至蓝色刚好消失为终点。随同做空白试验。

按式（1）计算硫代硫酸钠标准溶液的实际浓度：

式中：

C——硫代硫酸钠标准溶液的实际浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；

V1——标定时，滴定铜溶液所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）；

V0——标定时，滴定铜空白溶液所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）；

M——铜的摩尔质量，单位为克每摩尔（g/mol），[M（Cu）= 63.546]；

m——纯铜的质量，单位为克（g）。

平行标定三份，其极差值不大于5×10-5mol/L时，取其平均值，否则重新标定。

2 试验条件的选择（以2#为例）

2.1 消除干扰（Fe）元素的试验

试样经酸溶解完全后，用氨水调出沉淀后，热过滤分离铁元素和不分离铁元素的试验，结果如下表1：

表1

根据表1中数据，选择过滤分离掉铁元素。

2.2 共存元素干扰试验

在称取200mg2#样品，分别加入一定量的下列干扰元素，其中铜含量的结果如下表2：

根据表2数据表明以上含量的杂质元素不干扰测定。

3 样品分析步骤

称取样品0.200 0 g（100～200目）于250mL烧杯中，（随同试样做空白试验）。

表2

加入15mL盐酸（1.2.2），盖上表面皿低温溶样，溶解3～5分钟，加入10mL硝酸（1.2.3）继续溶解样品，溶解体积蒸至2～5 mL，取下稍冷，加入5mL硫酸（1.2.4），加热至冒白烟，取下冷却，用水吹洗表皿及烧杯壁，加水至体积50mL，加入3～5g氯化铵（1.2.16），用氨水（1.2.7）中和至沉淀完全，并过量10mL氨水，加热微沸3～5分钟，取下，用定性快速滤纸热过滤于500mL的三角瓶中，用热水冲洗烧杯和沉淀各5～6次，滤液保留，沉淀弃去。将滤液煮沸并浓缩至体积100mL，取下冷却。用（1+1）氨水（1.2.8）调至蓝色沉淀出现，加入3mL冰乙酸（1.2.9），加入1mL氟化氢铵饱和溶液（1.2.11），摇匀，pH值控制在3.0～4.0。加入3～5 g碘化钾（1.2.15），摇动溶解，立即用硫代硫酸钠标准溶液（1.2.17）滴定至淡黄色，加入5mL淀粉溶液（1.2.10），继续滴定至淡蓝色，加入1mL硫氰酸钾（1.2.14），激烈震荡滴定至蓝色刚好消失为终点。