1前言
多數(shù)礦樣中都含有氯離子，氯離子的存在對(duì)鈍態(tài)金屬(比如不銹鋼)起到直接的破壞作用;原因是氯離子與鈍態(tài)金屬會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕，處于鈍態(tài)的金屬仍有一定的反應(yīng)能力，即鈍化膜的溶解和修復(fù)(再鈍化)處于動(dòng)平衡狀態(tài)。當(dāng)介質(zhì)中含有氯離子時(shí)，平衡便受到破壞，溶解占優(yōu)勢(shì)。其原因是氯離子能優(yōu)先地有選擇性的吸附在鈍化膜上，把氧原子排擠掉，然后和鈍化膜中的陽(yáng)離子結(jié)合成可溶性氯化物，結(jié)果在新露出的基底金屬的特定點(diǎn)上生成小蝕坑(孔徑多在20～30μm)，這些小蝕坑稱為孔蝕核，孔蝕一旦形成則加速生長(zhǎng)，從而大面積的腐蝕金屬設(shè)備，降低設(shè)備的使用壽命;因此每個(gè)企業(yè)對(duì)礦樣中氯離子含量的指標(biāo)都有嚴(yán)格要求，能夠準(zhǔn)確、快速測(cè)量出氯離子含量尤為重要。
目前測(cè)定氯離子的方法有硝酸銀滴定法、電位滴定法、離子選擇性電極法、比色法、汞量滴定法等。這些方法各有利弊，在生產(chǎn)中應(yīng)用有一定難度。分光光度法以其靈敏度高，選擇性好，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)。由于氯化銀混濁液不穩(wěn)定，直接應(yīng)用分光光度法測(cè)定結(jié)果不理想。本文通過(guò)研究氯化銀混濁液在明膠-乙醇水溶液中的穩(wěn)定性，建立了一種新的分光光度法，能夠快速準(zhǔn)確分析出礦石中氯離子的含量，結(jié)果令人滿意。
2實(shí)驗(yàn)部分
2.1實(shí)驗(yàn)儀器
2.2實(shí)驗(yàn)試劑
除非另有說(shuō)明，在實(shí)驗(yàn)中使用的試劑均為分析純，用水均為蒸餾水。試劑配制如下：
1)氫氧化鈉溶液(200g/L);
2)硝酸(1+1);
3)硝酸(1+10);
4)硝酸銀溶液(2g/L);
5)氯標(biāo)準(zhǔn)溶液(100ug/mL);
稱取0.8243g氯化鈉(優(yōu)級(jí)純，經(jīng)500～600℃灼燒后冷卻)，加水全部溶解后，移入500mL容量瓶中，以水定容，搖勻。此溶液含氯離子1mg/mL。吸取25mL此氯標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL容量瓶中，以水定容，搖勻。此溶液含氯離子100ug/mL。
6)明膠-乙醇溶液(2+3);
稱取0.1g明膠，加入100mL熱水溶解，吸取20mL明膠溶液于100mL容量瓶中，加入30mL乙醇，以水定容，搖勻。
作者簡(jiǎn)介：竇輝(1981-)，江西貴溪人，主要從事化驗(yàn)技術(shù)管理工作。E-mail：dou.hui@163.com
2.3實(shí)驗(yàn)方法
稱取0.1000～0.5000g試樣于300mL燒杯中，加入10mL硝酸(1+10)，并用玻璃棒不斷攪拌5分鐘，移入到100mL容量瓶中，加入5mL～10mL200g/L氫氧化鈉溶液，用水定容。干過(guò)濾，取10.0mL分液于100mL容量瓶中，用硝酸(1+1)、氫氧化鈉(200g/L)調(diào)至中性(用PH試紙檢驗(yàn))，加入2mL明膠-乙醇溶液，5mL硝酸(1+1)溶液、2mL硝酸銀(2g/L)溶液，用水定容。靜置15分鐘，用1cm吸收池，在330nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度，與分析試樣同時(shí)做空白試驗(yàn)。從工作曲線上查出相應(yīng)的氯離子的濃度。
工作曲線的繪制：分別移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL 、4.00mL、5.00mL氯標(biāo)準(zhǔn)溶液(100ug/mL)于100mL容量瓶中，用水稀釋至10mL～20mL，加入2mL明膠-乙醇溶液、5mL硝酸(1+1)、2mL硝酸銀溶液(2g/L)，用水定容，搖勻。靜置15分鐘，用1cm吸收池，以試劑空白為參比在330nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度，以氯離子的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。
3結(jié)果與討論
3.1最佳波長(zhǎng)的選擇
按實(shí)驗(yàn)方法，移取5.00mL氯標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用水吹洗至10mL～20mL，加入2mL明膠-乙醇溶液、5mL硝酸(1+1)、2mL硝酸銀溶液(2g/L)，用水定容，搖勻。另取一容量瓶平行做試劑空白，僅不加氯標(biāo)準(zhǔn)溶液，其余相同。靜置15分鐘，用1cm吸收池，以試劑空白為參比，在280nm～400nm，每隔10nm測(cè)量一次吸光度，在吸收峰值附近每隔5nm測(cè)量一次吸光度。繪制吸收光譜如圖1：
由圖1可見(jiàn)，該方法的最大吸收波長(zhǎng)為330nm，因此選擇330nm為測(cè)定波長(zhǎng)。
3.2硝酸用量的選擇
取9個(gè)100mL容量瓶，按實(shí)驗(yàn)方法，分別移取5.00mL氯標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用水吹洗至10mL～20mL，加入2mL明膠-乙醇溶液，分別加入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL、9mL硝酸(1+1)混勻后，再加入2mL硝酸銀溶液(2g/L)，用水定容、搖勻;然后靜置15分鐘，以相同的試劑空白為參比測(cè)定其吸光度，以吸光度A對(duì)硝酸加入量作圖，如圖2：
實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)硝酸用量為5mL～7mL時(shí)，吸光度最大且穩(wěn)定，大于7.5mL時(shí)，吸光度開(kāi)始下降。因此該方法硝酸用量采用5mL。
3.3硝酸銀加入量的選擇
取9個(gè)100mL容量瓶，按實(shí)驗(yàn)方法，分別移取5.00mL氯標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用水吹洗至10mL～20mL，加入2mL明膠-乙醇溶液，5mL硝酸溶液(1+1)，混勻后再分別加入1mL、1.2mL、1.4mL、1.6mL、1.8mL、2mL、2.2mL、2.4mL、2.6mL硝酸銀溶液，用水定容、搖勻;然后靜置15分鐘，以相同的試劑空白為參比測(cè)定其吸光度，以吸光度A對(duì)硝酸銀加入量作圖，如圖3：
實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)硝酸銀用量為2mL～2.4mL時(shí)，吸光度達(dá)到峰值且穩(wěn)定，當(dāng)大于2.4mL時(shí)，吸光度開(kāi)始下降，因此該方法顯色劑用量采用2mL。
3.4 明膠-乙醇溶液加入量的選擇
取8個(gè)100mL容量瓶，按實(shí)驗(yàn)方法，分別移取5.00mL氯標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用水吹洗至10mL～20mL，分別加入0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL、3.5mL、4.0mL明膠-乙醇溶液，5mL硝酸(1+1)，混勻后，再加入2mL硝酸銀溶液，用水定容、搖勻。然后靜置15分鐘，以相同的試劑空白為參比測(cè)定其吸光度，以吸光度A對(duì)明膠-乙醇溶液加入量作圖，如圖4：
實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)明膠-乙醇用量大于2mL時(shí)，吸光度最大且穩(wěn)定不變，故本方法選擇明膠-乙醇量為2mL。
3.5溶液穩(wěn)定性試驗(yàn)
取2個(gè)100mL容量瓶，按實(shí)驗(yàn)方法，分別移取5.00mL氯標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用水吹洗至10mL～20mL，第一個(gè)容量瓶加入2mL明膠-乙醇溶液，5mL硝酸(1+1)，混勻后，再加入2mL硝酸銀(2g/L)溶液，第二個(gè)容量瓶不加明膠-乙醇溶液，其它均相同，用水定容、搖勻;在不同時(shí)間，測(cè)定溶液的吸光度，其結(jié)果如圖5：
明膠屬于水溶性大分子化合物，由于分子結(jié)構(gòu)以及在水溶液中形態(tài)的特點(diǎn)，可用作光度分析體系的增穩(wěn)、增敏劑。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溶液體系中不加明膠-乙醇溶液時(shí)，氯化銀沉淀在該體系中沉淀速度快，不穩(wěn)定，隨著時(shí)間延長(zhǎng)吸光度降低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)分光光度法測(cè)定其氯離子的濃度;而加入明膠-乙醇溶液后，體系的穩(wěn)定性增大，在穩(wěn)定10分鐘之后可以進(jìn)行測(cè)定，可以實(shí)現(xiàn)分光光度法測(cè)定氯離子濃度。
3.6工作曲線范圍
由圖6可以看出，在實(shí)驗(yàn)最佳條件下，氯離子濃度在0～5ug/mL范圍內(nèi)符合比爾定律,線性回歸方程為y=0.1015x，相關(guān)系數(shù)r=0.9992，說(shuō)明該方法線性關(guān)系良好，可作為定量分析的依據(jù)。
3.7加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)
按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)樣品加入氯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行回收實(shí)驗(yàn)并且與另一種方法進(jìn)行對(duì)照確定方法的準(zhǔn)確性，結(jié)果見(jiàn)表1、表2。
表1 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表2不同方法結(jié)果對(duì)照
表1、表2表明，用本文方法測(cè)定礦石樣品中的氯離子含量，回收率在96.16%～101.07%之間，選取的5個(gè)樣品與電位滴定法測(cè)定結(jié)果對(duì)照吻合，本方法具有較好的準(zhǔn)確度。
3.8精密度實(shí)驗(yàn)
稱取7杯樣品3、樣品4按照實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定氯離子含量，測(cè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
表3精密度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
表3結(jié)果表明：該方法測(cè)定礦石樣品中的氯離子含量具有較好的精密度。
4結(jié)論
綜上所述，本方法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度和精密度較好，分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，可用于礦樣中氯離子含量的測(cè)定，具有推廣價(jià)值。
參考文獻(xiàn)：
[1]符斌，李華昌.有色冶金分析手冊(cè).冶金工業(yè)出版社，2008
[2]劉珍,黃沛成等.化驗(yàn)員讀本.化學(xué)工業(yè)出版社，2010
聲明：
“分光光度法測(cè)定礦樣中氯離子” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠
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