16.铜离子的测定
甲 新铜试剂分光光度法
本方法适用于循环冷却水和天然水中铜离子的测定。
1.原理
在中性或微酸性溶液中, 1 摩尔亚铜与 2 摩尔的新铜试剂( 2, 9 二甲基-1, 10 菲罗啉)
化合生成黄色络合物,用三氯甲烷-甲醇溶液萃取后,以分光光度法测定。
铬和锡及大量的氧化性离子干扰测定,氰化物和硫化物也干扰测定。氧化性离子可加
入盐酸羟胺除去,氰化物、硫化物可以消解后除去。
2.试剂
2.1 硫酸:比重 1.84。
2.2 5mol/L 氨水。
取 330mL 浓氨水,稀释至 1000mL。
2.3 新铜试剂。
称取 0.1g 新铜试剂( 2, 9 二甲基-1, 10 菲罗啉), 溶于 100mL 甲醇中,此溶液可稳
定一个月。
2.4 柠檬酸三钠溶液。
称取 150g 柠檬酸三钠( Na3C6H5O7·2H2O)溶于 400mL 水中,加 5mL10%盐酸羟胺溶
液和 10mL 新铜试剂,用 50mL 三氯甲烷萃取一次(除去铜离子)弃去三氯甲烷层。
2.5 铜离子标准溶液。
称取 0.393g 硫酸铜( CuSO4·5H2O)溶于水,移入 1000mL 容量瓶中,稀释至刻度。
吸取此溶液 5mL 移入 250mL 容量瓶中,稀释至刻度,此稀释液为 1mL 含 0.002mg 铜标准
溶液。
2.6 10%盐酸羟胺溶液。
2.7 刚果红试纸。
3.仪器
3.1 分光光度计。
3.2 梨形分液漏斗: 125mL。
3.3 比色管: 25mL。
4.分析步骤
4. 1 标准曲线的绘制
4.1.1 分别吸取 1mL 含 0.002mg 铜标准溶液 0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0, 15.0,
20.0, 25.0mL 于 10 个 125mL 分液漏斗中,加水至 50mL。
4.1.2 加 5mL10%盐酸羟胺和 10mL 柠檬酸三钠溶液,摇匀,用 5mol/L 氨水调 pH=4
左右,使刚果红试纸刚好变红。
4.1.3 加 10mL 新铜试剂和 10mL 三氯甲烷,盖紧塞子,剧烈振摇 30 秒,静置分层
后,将三氯甲烷层放入 25mL 比色管中。再用 10mL 三氯甲烷萃取一次,合并三氯甲烷层于
25mL 比色管中,用甲醇稀释到至刻度,摇匀。
4.1.4 萃取液于 457nm 处,用 2cm 比色皿,以试剂空白作参比,测其吸光度。以
吸光度为纵坐标,铜离子毫克数为横坐标,绘制标准曲线。
4. 2 水样的处理
取 100mL 水样于 250mL 锥形瓶中,加浓硝酸 5mL,浓硫酸 3mL,电炉上加热至冒白
烟,冷却后加 50mL 水煮沸 3 分钟,冷却后移入 50mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀(若
有沉淀边移入边过滤)。
4. 3 水样的测定
4.3.1 吸取适量水样(含铜量不超过 50µg), 注入分液漏斗中,再加水至 50 毫升。
4.3.2 按标准曲线绘制的 4.1.2 至 4.1.4 进行操作,并测吸光度。
5.分析结果的计算
水样中铜离子含量 X(毫克/升), 按下式计算:
式中: A——从标准曲线查得的铜离子的含量,毫克;
VW——测定时取预处理后水样的体积,毫升;
2——预处理时浓缩倍数。
6.允许差
水样中铜离子含量为 0.072mg/L 时,平行测定两结果差不大于 0.0042mg/L。
7.结果表示
取平行测定两结果算术平均值,作为水样的铜含量。
乙 火焰原子吸收分光光度法
本方法适用于循环冷却水和天然水中铜的测定。含量范围为 5~200µg/L,用稀释或浓
缩的方法可以扩大该测定范围。
当水中含有小于 8000µg/L 的钠、钾、硫酸盐和氯化物; 5000µg/L 的钙、镁; 2000µg/L
的硝酸盐; 1000µg/L 的铁及 10µg/L 的镉、铅、镍、锌、钴、锰、铬等,对铜的测定均干扰。
1.原理
使用高温石墨炉原子吸收分光光度计,在波长为 324.7nm 处测定铜,样品注入石墨管
后,在不同的温度和时间下,顺序经过干燥、灰化和原子化过程,记录原子化期间产生的吸
收信号并与标准比较。从而得出样品中被测元素的含量。
用直接测定法或标准加入法进行测定。
2.试剂
2.1 试剂水均为去离子水或等同纯度的水。
2.2 ( 1+1)及 1%的硝酸溶液。
2.3 铜标准溶液
称取 0.393g 硫酸铜( CuSO4·5H2O)溶于水,移入 1000mL 容量瓶中,稀释至刻度。
此溶液 1mL 含 0.1mg 铜。
3.仪器
3. 1 原子吸收分光光度计。
3. 2 光源:铜空心阴极灯,其额定电流为 15mV。
3. 3 石墨炉:能足以得到所测元素的原子化温度。
3. 4 石墨管:高温热解石墨管。
3. 5 记录仪:快速响应记录仪(一般在 0.2 秒或小于 0.2 秒的时间打满量程)。
3. 6 自动进样系统。
3. 7 氩气:规格, 99.9%。
3. 8 玻璃器皿:实验所用的移液管、烧杯、容量瓶等玻璃器皿均用 2mol/L 的硝酸浸
泡 24 小时以后用水冲洗干净待用。
4.分析步骤
4. 1 试样的制备:水样静置 1 小时后,干过滤备用。
4. 2 试样溶液的制备:直接移取适量 4.1 的试样于 50mL 容量瓶中,用水稀释至刻度。
4. 3 空白试验溶液的制备:用试剂水作为空白。
4. 4 系列校准溶液的制备
分别移取不同量的铜标准溶液至少 5 个,于 50mL 容量瓶中,用水稀释至刻度。
4. 5 样品溶液系列制备
在 5 个 50mL 的容量瓶中,加入等量的样品( 4.1)和不等量的 2.3 的铜标准溶液,用水
稀释至刻度。
4. 6 校准
4. 6. 1 波长:选用铜的最灵敏吸收线为 324.7nm
4. 6. 2 狭缝宽度: 0.7mm
4. 6. 3 温度控制器的操作条件
a 干燥阶段: 100℃/20 秒,氩气 1.3 升/分。
b 灰化阶段: 400℃/10 秒,氩气 1.3 升/分。
c 原子化阶段: 2500℃/5 秒,停气。
d 净化阶段: 2555℃/3 秒。
4. 6. 4 用 4.3 的空白溶液调节仪器的吸光度为零。
4. 7. 1 将 4.4 的校准溶液系列分别注入到石墨管中,在 4.6 的条件下,测其在原子
化阶段的吸光度。以吸光度为纵坐标,以铜标准溶液浓度(毫克/升)为横坐标,绘制标准
曲线(该曲线为过原点的直线)。
4. 7. 2 将 4.2 的试样注入石墨管中。在 4.6 的条件下测其原子化阶段的吸光度。
4. 7. 3 将 4.5 的样品溶液系列分别注入石墨管中,在 4.6 的条件下测其原子化阶段
的吸光度。用测定值对标样浓度绘制一条曲线(该曲线为不过原点的直线)。
5.分析结果的计算
5. 1 根据 4.7.2 测得的试样的吸光度。在 4.7.1 绘制的标准曲线上查其对应的浓度值。
即为试样中铜离子的含量。
样品中铜离子含量 = 试样浓度×稀释倍数
5. 2 延长 4.7.3 所绘制的曲线与浓度轴相交,查交点对应的浓度值即为试样浓度。样
品中的铜含量计算如 5.1。
6.精密度
本方法在进样量为 20µg/L 时 1%吸收灵敏度为 3×10-11g,检测极限为 0.4µg/L(K 取 2),
精密度为 0.76%。