铍的测定分析方法
2019-02-19冉梦璇
冉梦璇
(富蕴恒盛铍业有限责任公司 富蕴 836107)
铍是一种性能较为特殊的材料,它具有耐金属疲劳、耐腐蚀、绝缘性、无磁性和质地轻盈等优点,特别是它的核性能和物理性能是其它任何金属材料所不能替代的,其应用范围主要集中在核工业、武器系统、航空航天工业,随着科技研究的发展它的应用范围还有扩大趋势。
铍有多种分析测试方法,主要有滴定法、重量法、分光光度法、荧光法、原子吸收光谱分析法及原子发射光谱分析法等。荧光法、原子发射光谱分析法都具有比较高的灵敏度,但仪器设备比较昂贵。目前低含量的铍测量常用分光光度法。微量、痕量的铍常用原子吸收光谱法或原子发射光谱分析法。高含量如铍精矿中的测定一般采用重量法、滴定法,也可用分光光度法;重量法、滴定法、分光光度法都具有操作简单,仪器低廉的优势,是分析工作者易于使用的一种方法。
1 磷酸盐重量法
磷酸盐重量法[1]主要运用于铍精矿、绿柱石中铍量的测定。将试料用氟氢化钾打开,加入硫酸,在电炉上加热至冒浓烟,进马弗炉熔融转化成可溶硫酸铍,盐酸酸化后,用乙二胺四乙酸二钠、过氧化氢络合杂质元素,在乙酸铵存在下,pH=5.2-5.8时,用磷酸氢二铵沉淀铍,高温(1000℃)灼烧成焦磷酸铍。
2 滴定法
锑铍芯块化学分析方法—氟化钾滴定法测定铍量[2]。该方法先将锑和铍分离,再分析铍离子。铍离子和碱作用,生成氢氧化铍沉淀,将氢氧化铍溶于过量氟化钾溶液中,析出相应的碱,酚酞做指示剂,用盐酸滴定。
铜铍合金化学分析方法—氟化钠滴定法测定铍量[3]。该方法是用硝酸溶解,用EDTA(二钠盐)络合金属离子,铍则生成氧氧化铍沉淀,用过滤的方法分离铍和其他离子。以酚酞为指示剂,调整pH值,加入氟化钠溶液,析出相应的碱,用盐酸标准溶液滴定。
3 分光光度法
光度法测定铍是比较常用的一种方法。分光光度法测铍的显色剂很多,下面综述铍分析中常用几种显色剂。张浩华[4]等人,测量铍铜中铍时先去除干扰,调节试液成中性,用pH=4.6缓冲溶液保持酸度,在该条件下铬天青S和铍生成的红色络合物,借此比色测定。锂精矿中氧化铍的含量是用铬天青S-CTMAB做显示剂[1]。邢书才[5]用pH=5的六次甲基四胺缓冲溶液保持酸度,显示剂是铬菁R。康泽彦,姜炳南[6]测量铍铜母合金中的铍时,加入EDTA(二钠盐)掩蔽铜、铝等干扰的金属离子,用pH=10的氯化铵-氨水缓冲液控制酸度,显示剂是磺基水杨酸。除了这些还有铍试剂Ⅲ[7]等显示剂。显示剂的种类多,提高了方法的灵敏性和选择性。
4 荧光光度法
荧光光度法是测定痕量铍的好方法,它有很高的灵敏度,一般都可达ng级铍,个别可达pg级铍,同时选择性和稳定性好,常用来测铍的荧光试剂有桑色素[8],近年来,又相继报道了一些新的荧光试剂,可分为以下几类:
(1)偶氮胂酸型试剂:变色酸,7-(2'-胂酸基-5'-羧基)苯偶氮-8-羟基喹啉-5-磺酸(5-CarAsA-8Q5S)[9],偶氮氯膦-mA[10]等;
(2)羟基蒽醌类试剂:1.4-二羟基蒽醌[11]等;
(3)亚水杨基类试剂:亚水杨基邻氨基苯酚(SAP)[12]等;其中文献[13]提出,在碱性介质中(pH=10.5-12.5),铍以铍酸盐形式与桑色素(2,3,4,5,7,-五羟基磺酮)作用,形成的反应产物在激发光的照射下发出黄色荧光(荧光波长530nm),在一定浓度范围内,荧光强度与铍的浓度成正比,符合朗伯比尔定律,利用此荧光反应可测定试样中的微量铍。
5 原子吸收光谱法
目前,石墨炉原子吸收法因其简便、快捷、灵敏度高等优点,被广泛运用于水源、土壤,甚至还可运用于血液、尿液中微量铍的测定,成为测量微量铍的主要方法之一。冯爱玲[14]利用硝酸镁做基体改进剂,用石墨炉的原子吸收光谱法对水中的铍进行直接测定,相对标准偏差在5%以下,回收率95%-98%。李鼎文[15]在盐酸硝酸比为3∶1且消解温度为180℃时可以快速提取土壤中铍。样品加标回收率96.3%,平行性良好。孙唤[16]等人将尿液用混合基体改进剂(0.1%的硝酸镧和4%的磷酸二氢铵混合液)稀释,直接测定尿铍含量。标准偏差3.4%-4.0%之间,加标回收率98.%-103.6%。
6 原子发射法
现在分析方法逐渐偏向仪器分析,而原子发射法测铍因灵敏度高的特点被广泛运用,是分析铍方法的主要方法之一。
⑴ICP-AES电感耦合等离子体原子发射光谱仪,具有检出限极低、重现性好、分析元素多等显著特点。
⑵ICP-OES电感耦合等离子原子发射光谱仪,可同时分析常量和痕量组分,无需繁复的双向观测,具有分析速度快、线性范围宽等优点。
⑶ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪,它的检出限可达ppt级别。
这三种仪器都可用于微量铍、痕量铍的测定。测量方式一般是将试样溶解或科学处理后,直接以氩等离子体光源激发,进行光谱测定,以基体匹配法校正基体对测定的影响。一些特殊试样会用到新的处理方法和减少干扰的方法。张莹莹[17]在分析铍铝合金中的铍时,发现谱线Be(I)313.0nm的线性范围达到20μg/mL.谱线Be(II)313.1nm的线性范围可达30μg/mL,当溶液中铍元素的浓度超过线性范围时,两条谱线的工作曲线发生弯曲,产生明显的自吸效应。测量分析样品的铍含量较高时,应避免使用有自吸效应的谱线,这样可大大提高分析结果的准确性。该方法的回收率在101%~103%,相对标准偏差在0.58%~0.98%。刘环[18]等人在分析地质样品中的铍时,以铑校正铍,该方法的回收率在96%~102%。
7 其他方法
⑴示波极谱法[19];⑵流动注射化学法光法;⑶离子色谱法;⑷微电极传感法。这些方法也可用于铍的分析。
铍的测定分析方法随着科技不断的发展,新试剂、新方法不断被运用,提高了方法的灵敏性和选择性,新的试样处理方式的运用和开发,是今后发展的方向。