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原子吸收光谱法间接测定水泥中SO３<一>

2000-10-13 00:00

0 前言
水泥中SO_３的测定通常采用硫酸钡重量法和碘量法^［１］，尤其重量法结果准确可靠，但操作烦琐，分析速度慢，原子吸收分光光度法以其测定灵敏度高、选择性好、分析速度快、抗干扰能力强等优点在分析领域得到广泛应用^［２］，但主要用于金属元素的测定，对于非金属元素，由于其共振吸收线位于远紫外区，无法直接测定。我们以BaSO_４沉淀反应为基础，根据溶度积原理，用铬酸钡(BaCrO_４)沉淀硫酸根(SO_２４)置换出定量的铬酸根(CrO₂-4)，通过原子吸收分光光度法测定Cr⁶⁺⁷，间接测定试样中的SO_３。该方法同时具备重量法和原子吸收分光光度法的优点，用于水泥中SO_３的测定，操作简便，分析速度快，结果准确。
1 主要仪器及试剂
主要仪器。GFU-20₂型原子吸收分光光度计。主要试剂。SO_３标准溶液：称取0.4435g无水Na_２SO_４(105℃烘干 2 h)，用二次去离子水溶解定容至500ml，此溶液含SO₃ 500μg/ml，用时稀释成100μg/ml；1%铬酸钡溶液：称取5.0g BaCrO₄于 500 ml烧杯中，加入300ml二次水，在搅拌下加入50ml (1+1)HCl，加热溶解，冷却定容至500ml；氨水：(1+2)NH３·H_２O，(1+1) NH２·H２O;盐酸：(1+2)HCl,(1+1)HCl；基体溶液：称取5.8g CaC_３于500ml 烧杯中，加少量水润湿，缓慢滴加(1+1)HCl待CaCO_３溶解完全后补加20ml(1+1)HCl,再称取0.125g Fe_２O_３加入上述烧杯中，盖上表面皿，微沸至Fe_２O_３溶解完全，冷却后定容至500ml。
2 实验方法
准确移取一定量的SO_３标液于50ml 小烧杯中，加入5ml基体溶液，稀释至约30ml,用(1+1)NH_３·H_２O和(1+1)HCl调pH=2(滴加(1+1)NH_３·H_２O至Fe(OH)_３沉淀刚析出，再滴加(1+1)HCl至沉淀刚好溶解，此时pH约为2)，加1%铬酸钡溶液3ml，充分搅拌后放置10 min(中间搅拌2～３次)，加(1+1)NH_３·H_２O₄ ml，转移至50ml容量瓶中，定容摇匀，干过滤至小烧杯中，于原子吸收分光光度计在357.9nm测定吸光度
3 结果与讨论
(1) 酸度对BaCrO_４沉淀SO_２-４的影响。不同酸度下BaCrO_４沉淀SO_２４的结果见表1，由表1可知，在pH=1.0～3.0范围内吸光度较大，说明此范围内BaSO_４沉淀较完全，实验选用在pH=2 沉淀BaSO₄。

表1酸度对BaCrO_４沉淀SO_２４的影响

pH	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
吸光度A	0.194	0.206	0.210	0.206	0.206	0.205	0.189	0.179

(2) BaSO４沉淀放置时间的影响。在沉淀BaSO４的最佳酸度下(pH=2),改变放置时间分别为0～60 min,结果表明放置5 min，BaSO４即沉淀完全，实验选择放置10min。
(3) 沉淀剂BaCrO４用量的选择。沉淀剂BaCrO４加入量对实验结果的影响见表2。表2表明BaCrO４用量在2 ml以上吸光度达最大且基本恒定，实验选用加入BaCrO4溶液3ml。

表2 沉淀剂BaCrO４用量的影响

BaCrO４用量/ml	0.5	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0
吸光度A	0.172	0.201	0.210	0.209	0.208	0.209	0.213

(4) (1+2)NH_３·H_２O的用量及放置时间的选择。在pH=2的酸性条件下，BaCrO４以离子状态存在于溶液中，BaSO^４沉淀完全后，加入(1+2)NH_３·H_２O，使溶液由酸性变为弱碱性，过量的Ba²⁺和CrO^2-4则生成BaCrO⁴沉淀。实验表明：(1+2)NH₃·H₂O的用量在3ml～5ml吸光度最大且恒定，实验选用4ml。(1+2)NH^３·H^２O加入后定容摇匀立即过滤测定，与放置5min～6min 后过滤测定吸光度无变化，所以定容后可立即过滤测定。
(5) 离子强度对测定的影响及消除。在本体系中，离子强度增大，由于盐效应使BaSO_４溶解度增大，转化率降低，测定结果相应偏低，为消除离子强度的影响，在标准系列中加入一定量的基体溶液，根据水泥中SO_３含量范围，经反复实验确定加入5ml基体溶液，标准系列离子强度即与试样接近，沉淀转化率满足要求。
(6) 工作曲线。移取100μg/mlSO₃标准溶液0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，12.0，15.0ml 于100ml烧杯中，加5ml离子强度溶液，加水至约30ml。按实验方法操作，于原子吸收分光光度计上测定吸光度值，得SO_３含量在0～30μg/ml 呈线性关系，工作曲线的回归方程为：Y=0.026C+0.0031,(C-μg/ml),相关系数r=0.9998。