铝镁合金粉中氯化银浓度法测定氯含量.pdf

铝镁合金的材质可以说是铝合金的加强版，铝合金中加入少量的镁或者其他的金属材料用来加强其坚硬度。因为其本身就是金属材质，导热性能与强度都比较强，铝镁合金质量轻，散热性较好，能满足电磁屏蔽及散热的要求。从强韧性方面看来，铝镁合金的坚硬度是铝合金的34倍。铝镁合金质量好、重量轻、抗压性强，能高度集成化、微型化，轻薄耐用，故而铝镁合金成为了便携式电子产品的首选外壳材料。合金金属中氯离子的含量对金属样品的品质等级非常关键。因为氯离子半径小，能优先选择吸附在钝化膜上，在金属上容易生成小蚀坑1。如果金属制品长期裸露在空气中，会受到严重腐蚀，使金属使用寿命大大缩短，从而造成很大的资源浪费。近年来，出现了许多对铝合金中氯含量的测定方法，如酸溶后比色法2、电位滴定法3等。上述测定方法各有优缺点，酸溶比色法测定铝镁合金仅仅只用硫酸溶样，如果铝镁合金中铝含量较高，则样品溶解不完全，会产生大量酸不溶物，很大程度上影响了铝镁合金中氯测量结果的准确性，甚至无法获得有效结果。鉴此，作者用氢氧化钠与硝酸双重溶样，样品反应完全，能生成澄清透明溶液，并进行了放置时长选择性实验、波长的选择实验、精密度实验、试剂空白实验等，从以上实验得到的各项数据证明该方法操作方便，灵敏度高，稳定性好，结果准确，方法可行，适合铝镁合金中微量及痕量氯离子的分析测定。1 实验部分1.1 主要仪器与试剂电子天平：分辨率为0.000 1 g，梅特勒公司；分光光度计；氢氧化钠溶液（优级纯）200 g/L；氢氧化钠溶液（优级纯）50 g/L；硝酸溶液（1+1）；硝酸银溶液（1%）；酚酞指示剂（准确称取0.500 0 g酚酞，用无水乙醇稀释至100 mL）；氯标准贮存溶液：称取0.842 g已烘干的氯化钠，至500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，此溶液1 mL含1.0 mg氯；氯标准溶液：移取5.00 mL氯标准贮存溶液，置于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，此溶液1 mL含50.0 g氯；铝镁基体溶液：称取10.000 0 g铝镁合金，置于500 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入氢氧化钠溶液25 mL，待反应平静后，滴入硝酸溶液，至样品完全溶解，过滤后于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，此溶液1 mL含100 mg镁铝合金；无氯离子水：取10 mL去离子水，加5滴硝酸，加入硝酸银溶液1mL，仔细观察，没有白色浑浊物产生；本方法所用水皆为无氯离子水。1.2 实验步骤（1）试样量按表1称取。表1试样量氯含量（%）0.001 00.005 00.005 0称取样品量（g）2.000 01.000 0（2）将试样（1）置于200 mL聚四氟乙烯烧杯中，缓慢加入10 mL氢氧化钠溶液，待反应平静后，滴入硝酸溶液，至反应完全。溶液澄清透明，冷却至室温，用水稀收稿日期：2022-08-18作者简介:高蕾（1970-），女，毕业于中南工业大学（现中南大学），工程师，从事化学分析测试工作，。铝镁合金粉中氯化银浓度法测定氯含量高 蕾，杨 莉（天津华勘商品检验有限公司，天津 300181）摘要：研究了铝镁合金中氯的比蚀方法测定，铝镁合金样品经过优级纯的硝酸和氢氧化钠酸碱双重溶样，使铝镁合金样品能够溶样完全，溶液澄清透明。在硝酸介质中，氯与硝酸银生成浊物、乳白色胶状沉淀或胶状悬浮物，通过分光光度计在波长420 nm处，利用形成的浑浊度测定氯离子含量，并进行了该方法的波长选择性实验、稳定时长性实验及检出限实验。本方法灵敏度高，稳定性好，回收率高，成线性准确度良好，且操作步骤简单，方便快捷，建立了铝镁合金中氯含量测定的新方法。关键词：酸碱双速溶样；分光光度法；氯化银浊物doi：10.3969/j.issn.1008-553X.2023.02.034中图分类号：O657.3文献标识码：A文章编号：1008-553X（2023）02-0147-05安 徽 化 工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.49，No.2Apr.2023第49卷，第2期2023 年 4 月147总第 242 期 2023 年第 2 期（第 49 卷）安 徽 化 工释至25.0 mL比色管中。（3）分取10 mL溶液（2）至50.0 mL比色管中，加1滴酚酞指示剂，滴入氢氧化钠溶液至溶液出现浑浊物，马上滴加硝酸溶液至溶液澄清，立即加入过量3 mL硝酸溶液。（4）加入2 mL硝酸银溶液用水稀释至刻度，在暗处放置15 min。（5）将部分溶液（4）移入3 cm比色皿中，以空白为参比（6），在分光光度计420 nm处测量其吸光度，从工作曲线上查出相应的氯含量。（6）空白试验按表1称取（1），置于200 mL聚四氟乙烯烧杯中，以下按（2）（3）进行，用水稀释至刻度，待用。（7）工作曲线的绘制 根据试样量（1）移取适量铝镁基体溶液（其中所含铝镁合金量与样品相当）至50.0 mL比色管中，加入0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL氯标准溶液，以下按（3）（4）操作。将部分溶液移入3 cm比色皿中，以补偿溶液中不加入氯标准溶液为参比，在暗处放置15 min后，于分光光度计420 nm处测量吸光度。以氯含量为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制氯含量工作曲线。2 结果与讨论2.1 试剂空白实验试剂空白是由于实验测试中试剂本身带来的测试结果的正误差，它应该是很微小的。不称取样品，按照实验方法加入各种试剂，平行测定5次，溶液在暗处放置15 min后，以无氯离子水为参比，将部分溶液移入3 cm比色皿中，于分光光度计420nm处测量吸光度，实验数据见表2。表2空白吸光值A（氢氧化钠优级纯）编号12345吸光度0.0030.0020.0030.0040.003平均吸光度0.003实验最初本着节约成本考虑，没有用优级纯的氢氧化钠，而是取用分析纯的氢氧化钠，得出的空白实验数据非常不稳定，实验结果没有可用价值。具体实验数据见表3。表3空白吸光值A（氢氧化钠分析纯）编号12345吸光度0.3430.2580.4630.5020.553平均吸光度0.424实验发现，分析纯氢氧化钠的加入对微量氯含量的测定干扰很大，实验空白值过大且不稳定，基线飘移严重，以至于无法得到实际可用数据，故实验改用优级纯氢氧化钠，且操作时定量准确加入氢氧化钠试剂，就能得到很低的试剂空白实验数据，且数据空白值稳定，基线几乎是一条直线，无飘移发生，从而能很好地避免因试剂氢氧化钠不纯而造成实验结果的不可靠性，能得到有效可用的实验数据。2.2 检出限实验随着实验测试技术的不断提高，先进仪器的不断开发，痕量分析已逐步成为实验室最主要的工作，针对痕量分析方法以及一些基本应用理论的研究也愈来愈多。检出限只能粗略地表征方法的性能，仅是一种定性的判断依据。分析方法随机误差的大小决定了实验方法全过程所带来的误差总和，并且与样品的属性、实验处理的过程等都有关系。因为本实验方法试剂空白值较低，在化学分析中，样品的检出限有相对于空白可检测样品的最小含量，故只有当空白含量趋于零时，样品检出限才趋于方法检出限。本方法试剂空白值很低，基线稳定，几乎没有波动，故方法的检出限几乎趋近于样品的检出限，见表4。表4检出限实验结果氯含量（C）0.008 0实验数据0.008 5 0.007 9 0.008 3 0.008 00.007 9 0.008 3 0.007 6 0.007 50.008 1 0.007 8 0.008 2 0.008 3标准偏差（S）0.030数据平均值（X）0.008 03检出限（Cl）0.897注：根据Cl=KSC/X，K一般取3，S样品测量读数的标准偏差，C样品的含量值，X实验数据读数的平均值该方法试剂空白值低，实验表明，该方法在实际应用中检出限较低，能很好地应用于氯的微量及痕量样品的检测。2.3 精密度实验精密度是指实验数据测量的重现性，是保证方法准148确度的先决条件，好的精密度是保证获得良好准确度的先决条件。准确按照表1称取样品，且按照实验方法平行测定5次，溶液在暗处放置15 min后，以试剂空白为参比，将部分溶液移入3 cm比色皿中，于分光光度计420 nm处测量吸光度。根据绘制的曲线得出样品氯的百分含量。具体实验结果见表5。表5精密度实验数据编号样品1#样品2#1234512345氯百分比含量（%）0.003 80.003 70.003 80.003 60.003 90.0100.0110.0100.0110.011氯平均百分比含量（%）0.003 80.011RSD（%）0.361.28从该实验数据得出样品氯含量0.050的样品，RSD（%）为 0.36；样品氯含量0.050 的样品，RSD（%）为1.28，故该方法随机误差小，数据稳定，重现性良好，能给样品测定的准确度提供保障。2.4 实验波长的选择性实验测量波长的选择一般根据吸光光谱选择1max测定（灵敏度高，吸光值随波长变化小）。若有干扰则选用“吸收大、干扰小”的原则进行选择。按照该实验方法的工作曲线之配置，溶液在暗处放置15 min后，以实验空白为参比，于选择波长处移取部分溶液置于3 cm比色皿中，用分光光度计测量吸光度，结果见表6。表6吸光度实验结果波长（nm）氯含量(g)4004204404600.000.0000.0000.0000.000250.0580.0650.0620.051500.1100.1290.1110.0851000.1760.2580.1900.1552000.4030.5130.4100.290注：所得曲线K值：K400=0.953 8，K420=0.996 8，K440=0.955 2，K460=0.901 6实验数据表明，在波长420 nm处，所得实验数据线性最好，且吸光值A最大，灵敏度高；其他波长处，干扰较大，工作曲线K值不理想，吸光值相对较小。本着吸光值取大，干扰小的原则，故本实验选择波长于420 nm处进行实验操作。2.5 实验显色时长的选择性实验本实验的离子方程式为：Cl-+Ag+=AgCl本实验生成氯化银的白色沉淀，该沉淀难溶于水，在25时水中溶解度仅为1.93 mol/L，且沉淀不稳定。刚生成白色沉淀时，颗粒微小，则更易见光分解变紫并逐渐变黑，从而影响测定结果的稳定性4，故必须对沉淀进行陈化，即让沉淀与母液共存一段时间，让沉淀晶体生长，增大晶体粒径，且使其颗粒分布更均匀。沉淀陈化以后，颗粒变大，在光线照射下也较稳定，不易分解。但毕竟氯化银沉淀不是非常稳定，在光照下还是会分解，因此我们必须选出最优时间5，即沉淀已陈化但还未分解时去测定，这样我们才能得到最稳定可靠的实验数据。由于氯化银沉淀见可见光易分解，所以应该在暗处或红光处进行沉淀陈化。我们也做了二组实验，分别将氯化银沉淀放在可见光下和暗处进行沉淀陈化。待放置15 min后，肉眼可见放在可见光下进行沉淀陈化的一组曲线溶液已有些变紫变黑，而放在暗处进行沉淀陈化的曲线仍然是白色沉淀，见表7。表7沉淀陈化实验结果放置地点氯含量(g)可见光下暗处0.000.0000.000250.0650.061500.1290.1161000.2580.2282000.5130.461所得曲线K值分别为K暗处=0.996 5，K可见光=0.993 5，无论从肉眼可见、溶液颜色的变化以及测量数据所得的曲线K值，均可以明确得出：在暗处进行沉淀陈化的吸光值A和曲线K值皆明显优于可见光下进行沉淀陈化。在此，我们按（7）工作曲线的绘制做了几组工作曲线。设置不同时间后，测量其吸光值，以求最优曲线K值，具体实验数据见表8。从表8实验数据我们可以清晰地发现，陈化沉淀在1520 min之间，所得实验数据线性最好，证明在这段时长内沉淀陈化已完成，且没有被光照分解，吸光值为最大且灵敏度最高。此时进行实验操作，能得到较稳定且相对可靠的实验数据。高 蕾，等：铝镁合金粉中氯化银浓度法测定氯含量149总第 242 期 2023 年第 2 期（第 49 卷）安 徽 化 工表8不同时间、不同氯含量下的吸光值实验结果放置时间（min）氯含量（