分光光度法测定矿石中铌方法改进

郭新元

摘 要：分光光度法是测定常量和微量铌比较常用的方法，测定铌常用的显色剂是氯代磺酚C、5-Br-PADAP、邻苯三酚红、硫氰酸盐等。分光光度法以其灵敏度高、选择型好、操作简单、成本低廉而受到科研工作者的青睐。

关键词：分光光度法;测定;矿石中铌;方法改进

虽然近年来分光光度法在测定铌的研究上取得了很大的发展，对于一些复杂样品中铌的检测，还需要研究和发展新的更灵敏的显色剂和测定方法。

1 实验部分

1.1 实验材料

鈮标准储备溶液：100μg/mL。准确称取 0.1431g光谱纯五氧化二铌（分子式Nb2O5，分子量 265.81，国药集团化学试剂有限公司）于瓷坩埚中，加5～7g焦硫酸钾，放入马弗炉中先低温再逐步升温至650℃熔融至透明，冷却。置于300mL烧杯中，用70mL酒石酸溶液加热浸取熔块，煮沸至熔块全部溶解，稍冷，加100mL硫酸（1+1），冷却后移入1000 mL容量瓶中，用150g/L酒石酸溶液稀释至刻度，摇匀。

EDTA二钠盐溶液：2.5%。准确称取2.5g乙二胺四乙酸二钠（分子式C10H14N2O8Na2·2H2O，分子量 372.24，天津市博迪化工有限公司）于100 mL烧杯中，加去离子水溶解，转移到100mL的容量瓶中，用去离子水稀释到刻度。

抗坏血酸溶液：0.1%。准确称取0.1 g抗坏血酸（分子式C6H8O6，分子量 176.13，天津市大茂化学试剂厂）于100mL 烧杯中，加去离子水溶解，转移到100 mL的容量瓶中，用去离子水稀释到刻度。

氯代磺酚C溶液：0.05%。准确称取0.05g氯代磺酚C（分子式C22H14C12N4O16S4，分子量789.53，国药集团化学试剂有限公司）于烧杯中，加去离子水溶解，转移到100 mL 容量瓶中，用去离子水稀释到刻度。

酒石酸溶液：60g/L、72g/L、150g/L、300g/L。准确称取60g、72g、150g、300g酒石酸固体（分子式C4H6O，分子量150.09，沈阳市生威试剂厂）于烧杯中，加去离子水溶解，加热加速溶解，分别移入1000 mL容量瓶中定容。

1.2 实验方法

准确移取一定量的铌的标准溶液（如20μg）于25mL的容量瓶中，加入5.0mL盐酸（2+1）溶液和1.5mL的氯代磺酚C溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀，静置25min后，用2cm的比色皿，以试剂空白作参比，在650nm的波长下测定吸光度。在测定实际样品时，为了掩蔽干扰离子，再加入显色剂之前，应加入2.0 mL2.5%EDTA二钠盐溶液和0.5 mL0.1%抗坏血酸溶液。

2 铌的测定

2.1 铌的吸收光谱曲线

在分光光度分析中，测定波长影响比色分析的准确度和灵敏度。一般选择待测物质的最大吸收波长作为测定波长，以便保证比色分析的灵敏度。准确移取2.0 mL10μg/mL 的Nb（V）标准溶液于25mL容量瓶中，加入5.0 mL盐酸（2+1）溶液，摇匀，放置5 min 后加入1.5 mL 氯代磺酚C 溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。静置25min，以试剂空白做参比，用2cm比色皿，在600～700 nm波长范围内测量吸光度。

Nb（V）—氯代磺酚C吸收光谱曲线的最大吸收峰位于650nm，氯代磺酚C试剂的最大吸收峰位于560nm，对比度（Δλ）为90nm。证明Nb（V）—氯代磺酚 C 显色体系的吸收峰与试剂空白的吸收峰对比度很大，试剂本身吸收峰对络合物的吸收峰没有影响，有利于提高测定的灵敏度。因此，实验选择650 nm作为Nb（V）—氯代磺酚 C 显色体系的测定波长。

2.2 铌络合物的稳定时间

不同的显色体系所发生的络合反应速度不同，络合物达到稳定时的时间也就不一样的。络合物的稳定性是比色测定的基础，良好的稳定性不仅保证比色测定的准确度，而且有利于干扰物的清除，提高显色体系的选择性。

在25mL容量瓶中加入2.0mL的铌标准溶液，5.0mL的盐酸溶液，和5.0mL的氯代磺酚C溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀，计时。以试剂空白为参比，在650nm波长处，每隔一定时间测定一次吸光度。以时间（min）为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，绘制铌吸光度随时间变化曲线。加入氯代磺酚C后所形成的有色络合物在25min后达到稳定，且至少可以稳定3h。因此，实验选择显色时间为25min。

良好的酸性介质能保证铌络合物的形成和稳定性，有利于提高铌测定的灵敏度和选择性。实验除了盐酸外，还考察了相同体系浓度下硫酸和磷酸作为反应介质对铌测定的影响。

2.3 共存离子对铌测定的影响

在实际样品分析中，样品中不仅含有待测的铌，还含有其它的金属元素，可能对铌的测定产生影响。这些与铌共存的元素产生影响的原因大致如下：与显色剂氯代磺酚 C 生成有色络合物;干扰离子本身具有颜色;共存离子与显色剂氯代磺酚 C 作用生成无色络合物，但由于消耗了氯代磺酚 C，影响了铌（V）与氯代磺酚 C 的显色反应。所以需要对共存离子的影响进行考察。

在25mL的容量瓶中，准确加入2.0mL（10μg/mL）铌的标准溶液和一定量的待考察金属离子，加入5.0 mL盐酸溶液，摇匀，放置5min后，加入1.5mL的氯代磺酚C 溶液，用去离子水稀释到刻度，摇匀。静置25min后，以试剂空白溶液做参比，用2cm的比色皿，在波长650nm 处测定吸光度。

3 结语

对铌进行测定时，酸性介质由盐酸（1+1）改用盐酸（2+1），实验证明改后的酸性介质对显色体系更加稳定，生成络合物的稳定时间更长，方便批量测定。