第7卷第1期
20
1
材料研究与应用
MATERIALSRESEARCHANDAPPLICATION
V01.7。No.1
3年3月
Mar.2
013
文章编号:1637—9981(2013)01—0064—03
铅锑合金中铅的测定
李沁,赖心,谢辉
广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)分析测试中心,广东广州
510650
摘要:以H:SO。一K:SO。体系溶解铅锑合金,柠檬酸钠为掩蔽剂,采用硫酸铅沉淀法分离铅锑合金中的Bi,Fe、A1,Cu,Zn,Co,Ni,Mn,Sb及Sn等干扰元素.在pH一5.5的条件下,采用EDTA络合滴定法测定铅锑合金中的Pb含量.本法相对标准偏差(RSD)0.23%~o.38%(雄一7),回收率在98.83%~100.70%
之间.
关键词:铅;铅锑合金;容量法中图分类号:0657.15
文献标识码:A
含铅、锑的合金摩擦系数小,有良好的韧性、导热性和耐蚀性,是生产蓄电池极板、化工管道、电缆包皮的首选材料.与纯铅相比,铅锑合金的熔点低,熔融状态下流动性好,易于浇铸成型,凝固后硬度大.由于铅锑合金使用还原铅配制[1],合金的各项性能指标与其中铅的含量有很大关系,而相关的铅的测定方法,文献报道较少.本文讨论了用硫酸一硫酸钾体系溶解样品,以柠檬酸钠作为掩蔽剂,采用硫酸铅沉淀法分离去除锑、铁、锌、锡、铜、铝、钴、镍、锰等元素的干扰,在pH一5.5的条件下,采用EDTA滴定法测定合金中的铅含量.
称取90g乙酸铵,加入100mL冰乙酸,稀释至300mL,pH一5.5;抗坏血酸(AR);甲基橙:0.5g/L(溶解0.05g甲基橙于100mL水中);二甲酚橙:1g/L(溶解0.1g二甲酚橙于100mL水中).
EDTA标准溶液:称取EDTA二级水中.
准确称取0.10000g金属铅于250mL锥形瓶中,加入20mL硝酸(1+3),盖上表面皿,加热至溶解完全,取下冷却.用水吹洗表面皿及杯壁,低温煮沸驱除氮的氧化物,冷却.加入1滴甲基橙,用氨水调至黄色,加入40mL乙酸一乙酸铵缓冲溶液,冷却.加入2滴二甲酚橙,用EDTA标准液滴至亮黄.按式(1)计算EDTA对铅的滴定度.
8
g,溶解于1
L
1
实验部分
T一擎笋.
式(1)中,T为EDTA对铅的滴定度,mg/mL;m为金属铅的质量,g;V为标定时所用EDTA标准溶液的体积,mL.
1.2
1.1仪器与试剂
文中所用试剂均为分析纯,实验用水为二级水.硫酸钾(AR);硫酸(p一1.84g/mL);硝酸(p一
1.42
g/mL);无水乙醇(AR);氨水(1+1);硫酸洗
样品处理
称取0.2g铅锑合金(精确至0.0001g)于250
液(2+98);柠檬酸钠溶液:10g/L;金属铅:W(Pb)≥99.99%(表面未氧化).使用前将铅在硝酸(1+9)中浸泡1min后取出,用水洗净,再用丙酮洗净,在烘箱中于50℃烘干,备用;乙酸一乙酸铵缓冲溶液:
收稿日期:2012-10—31
作者简介:李沁(1976一),女,湖北武汉人,助理工程师
mL烧杯中,加入2g硫酸钾固体‘2|,40mL硫酸‘3|,盖上表皿于电炉板上急热至样品溶解完全,并冒浓硫酸烟2min(如残留有少许黑色漂浮物,在冒浓硫
万方数据
第7卷第1期李沁,等:铅锑合金中铅的测定
酸烟时沿烧杯壁缓慢滴加2滴硝酸,待黄色烟冒尽之后,再冒浓硫酸烟2min)r-4-s].取下冷却至室温.用洗瓶沿烧杯壁少量多次吹水并不停摇匀,待试液不再剧烈放热后稀释至50mI。,加入柠檬酸钠溶液10mL[6。7],混匀,用无水乙醇稀释至200mL[8|.静置4h(或过夜).
1.3
实验方法
用慢速致密滤纸过滤硫酸铅沉淀,沉淀物用硫
酸洗液洗涤10次.将沉淀物连同滤纸转入原烧杯中,加入50mL乙酸一乙酸铵缓冲溶液,盖上表面皿于电炉板上加热至微沸,并保持5min,取下.用二级水洗涤表面皿及杯壁,稀释至100mL,冷却至室温.加入0.2g抗坏血酸,搅拌溶解后,加入2滴二甲酚橙指示剂,用EDTA标准液滴定样液由酒红色变为亮黄色为终点.
按式(2)计算样品中铅的质量分数,
叫(Pb)一三圣兰圣!Q二:×100%.
m
(2)
式(2)中,T为EDTA对铅的滴定度,mg/mL;V为滴定时所用EDTA标准溶液的体积,mL;m为试样的质量,g.
2结果与讨论
2.1
沉淀酸度的选择
Pb能溶解于热的浓H。SO。中,PbSO;也能溶
于热的Q(H2SO。)>72%的浓H2SO。中口].Pb和PbSO。溶于热的浓H:SO。中均生成Pb(HS0。)。.
PbSO。在水中的溶解度较大,20℃时,100
mL
水中能溶解4.6mg的PbSO。[9].但在稀硫酸中,由于同离子效应,其溶解度大大降低.通过AAS法测定滤液中Pb2+的浓度,得出,当(p(H:SO。)为15%~30%时,滤液中Pb2+的浓度最低,此时PbSO。的沉淀率最高(≥99%),因此,本文选用的沉淀酸度为妒(H2S04)一20%.2.2沉淀环境的选取
常温下,PbSO。不溶于乙醇,为了提高PbSO。的沉淀速度和沉淀率,采用了60%的乙醇环境.由于在纯乙醇的条件下,柠檬酸钠不能对Bi件进行有效掩蔽,因此,在处理样品的烧杯中先加水至50mL,再加入10mL柠檬酸钠溶液混匀,最后加无水乙醇至200
mL.
万方数据
2.3硫酸铅溶剂的选取
硫酸铅易溶于多种有机铵盐的溶液中.浓的乙酸铵、酒石酸铵溶液都是硫酸铅的良好溶剂,溶解后
可生成Pb(C2H30:)2和[-Pb20(C。H。O。NH。)].由
于本实验选取在pH=5.5的条件下进行滴定,故采用乙酸一乙酸铵缓冲溶液作为溶剂,生成微电离的
Pb(C2H302)2.
2.4沉淀时间的影晌
分别在沉淀1
h,2h,3h,4h及5
h后过滤,采
用AAS法测定滤液中Pb2+的浓度,结果表明,当沉淀时间达到4h后,滤液中Pb2+的浓度基本不变,且达到最低值,即此时的沉淀达到了稳定.2.5共存离子的影响及消除
铁、铝、铜、锌、钴、镍、锰、锑、锡、铋等元素在pH一5.5的条件下能被EDTA络合而干扰测定.本法利用硫酸铅沉淀将铅与铁、铝、铜、锌、钴、镍、锰、
锑、锡等元素分离.由于在稀硫酸溶液中,Bi3+能部分水解生成碱式硫酸铋而与硫酸铅一起沉淀,而碱式硫酸铋可溶解于柠檬酸钠溶液中,故加入10
mL
柠檬酸钠可消除Bi3+的影响.另外,在硫酸铅沉淀中还有可能夹杂少量的Fe3+,由于Fe3+对二甲酚橙
指示剂有很强的封闭作用,可在滴定前加入0.1g
抗坏血酸还原Fe件以消除其影响.
2.6掩蔽剂的用量
为了减少硫酸铅沉淀中夹杂的Fe3+和共沉淀的碱式碳酸铋对测定的干扰,加人了柠檬酸钠.若柠檬酸钠的用量过多,会生成柠檬酸铅,使PbSO。沉淀量减少,造成铅的损失.实验证明,当柠檬酸钠用量超过1g时,就会造成PbSO。沉淀率的下降.由于此铅锑合金中Fe3+和Bi3+的含量均不高,故在溶液中只需加入10mL柠檬酸钠溶液即可对其进行掩蔽.
3
样品分析
3.1精密度实验
准确称取0.2000g由客户提供的硼(Pb)分别为28.02%(1号),33.78%(2号)和38.58%(3号)的铅锑合金样品,按实验方法独立进行7次铅含量的测定,结果列于表1.
66
材料研究与应用
2013
由表1可见,当Tt=7时,采用本法测定的铅含量的标准偏差为0.09~0.13,相对标准偏差为0.23%~0.36%,能很好地满足日常分析检测的需要.
3.2回收率实验
准确称取W(Pb)=33.78%的铅锑合金样品
0.2000
测定铅锑合金中铅的含量.本法相对标准偏差(RSD)为0.23%~0.38%(咒一7),回收率在98.83%~100。70%之间。在实际分析过程中该方法操作简便,分离完全,终点明显,能很好地满足日常分析检测的需要.参考文献:
Eli佟永顺,张克,崔华.废铅蓄电池及废料回收铅的生产实
践[J].蓄电池,2011,48(4):167.
[2]国家质量技术监督局.GB/T15925—1995锑矿石化学分
析方法硫酸铈容量法测定锑量[s].北京:中国标准出
版社,1995.
g,按实验方法采用标准加入法测定样品中
Pb的含量,回收率试验结果列于表2.
表2回收率试验结果
Table2
Testresultsforrecovery
[3]江西省冶金研究所.钨矿石中钨及其伴生元素的分析
[M].北京:冶金工业出版社,1960:252,245.
[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家
标准化管理委员会.GB/T8152.1-2006铅精矿化学分析方法铅量的测定酸溶解一EDTA滴定法[S].北京:中国
对w(Pb)=33.78%的铅锑合金样品进行的回收率实验的结果表明,回收率在98.83%~100.70之间,该方法准确可靠,能很好地满足日常分析检测的需要.
标准出版社,2006.
[5]北京矿冶研究总院分析室.矿石及有色金属分析手册
rM].北京:冶金工业出版社,2007:216.
I-6]罗佩珍.应用柠檬酸钠掩蔽铁离子测定矿石中的铅量
I-J].计量标准与质量,2002,24(1):39—41.
[7]罗佩珍.EDTA容量法测定矿石中铅量时铁的干扰及消
除[J].有色金属分析通讯,2002,3:8-11.
[8]李援民.火焰原子吸收法测定高含量铅[J].河南化工,
4
结论
采用硫酸一硫酸钾体系溶解铅锑合金样品,以柠檬酸钠作为掩蔽剂,硫酸铅沉淀法分离其它杂质元素,在pH=5.5的条件下,采用EDTA络合滴定法
2009,27(9):44.
[9]李连仲.岩石矿物分析第一分册[M].3版.北京:地质
出版社,1991:422.
Determinationofplumbuminlead‘antimonyalloy
LIQin,LAIXin,XIEHui
GuangdongGeneralResearchInstituteofIndustrialTechnology(GuangzhouResearchInstituteofNon—
ferrou¥Metals),Guangzhou
510650,China
Abstract:Thelead-antimonyalloycouldbedissolvedbysulphuricacid—potassiumsulfatemixedsolution.Usingsodiumcitrate
as
a
maskingagent,theleadsulfatecouldseparateinterferenceelementsofSb,Fe,
Zn,Sn,Cu,A1,Co,Ni,Mn,ect.AtpHof5.5,PbcouldbequantitativelyanalyzedbyEDTAcomplex
formationtitration.TherelativestandarddeviationiS0.23%一0.38%(行一7),andthe
rates
test
for
recovery
rangesfrom
98.83%一100.70%.
Keywords:plumbum;lead-antimonyalloy;volumetricmethod
万方数据
第7卷第1期
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1
材料研究与应用
MATERIALSRESEARCHANDAPPLICATION
V01.7。No.1
3年3月
Mar.2
013
文章编号:1637—9981(2013)01—0064—03
铅锑合金中铅的测定
李沁,赖心,谢辉
广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)分析测试中心,广东广州
510650
摘要:以H:SO。一K:SO。体系溶解铅锑合金,柠檬酸钠为掩蔽剂,采用硫酸铅沉淀法分离铅锑合金中的Bi,Fe、A1,Cu,Zn,Co,Ni,Mn,Sb及Sn等干扰元素.在pH一5.5的条件下,采用EDTA络合滴定法测定铅锑合金中的Pb含量.本法相对标准偏差(RSD)0.23%~o.38%(雄一7),回收率在98.83%~100.70%
之间.
关键词:铅;铅锑合金;容量法中图分类号:0657.15
文献标识码:A
含铅、锑的合金摩擦系数小,有良好的韧性、导热性和耐蚀性,是生产蓄电池极板、化工管道、电缆包皮的首选材料.与纯铅相比,铅锑合金的熔点低,熔融状态下流动性好,易于浇铸成型,凝固后硬度大.由于铅锑合金使用还原铅配制[1],合金的各项性能指标与其中铅的含量有很大关系,而相关的铅的测定方法,文献报道较少.本文讨论了用硫酸一硫酸钾体系溶解样品,以柠檬酸钠作为掩蔽剂,采用硫酸铅沉淀法分离去除锑、铁、锌、锡、铜、铝、钴、镍、锰等元素的干扰,在pH一5.5的条件下,采用EDTA滴定法测定合金中的铅含量.
称取90g乙酸铵,加入100mL冰乙酸,稀释至300mL,pH一5.5;抗坏血酸(AR);甲基橙:0.5g/L(溶解0.05g甲基橙于100mL水中);二甲酚橙:1g/L(溶解0.1g二甲酚橙于100mL水中).
EDTA标准溶液:称取EDTA二级水中.
准确称取0.10000g金属铅于250mL锥形瓶中,加入20mL硝酸(1+3),盖上表面皿,加热至溶解完全,取下冷却.用水吹洗表面皿及杯壁,低温煮沸驱除氮的氧化物,冷却.加入1滴甲基橙,用氨水调至黄色,加入40mL乙酸一乙酸铵缓冲溶液,冷却.加入2滴二甲酚橙,用EDTA标准液滴至亮黄.按式(1)计算EDTA对铅的滴定度.
8
g,溶解于1
L
1
实验部分
T一擎笋.
式(1)中,T为EDTA对铅的滴定度,mg/mL;m为金属铅的质量,g;V为标定时所用EDTA标准溶液的体积,mL.
1.2
1.1仪器与试剂
文中所用试剂均为分析纯,实验用水为二级水.硫酸钾(AR);硫酸(p一1.84g/mL);硝酸(p一
1.42
g/mL);无水乙醇(AR);氨水(1+1);硫酸洗
样品处理
称取0.2g铅锑合金(精确至0.0001g)于250
液(2+98);柠檬酸钠溶液:10g/L;金属铅:W(Pb)≥99.99%(表面未氧化).使用前将铅在硝酸(1+9)中浸泡1min后取出,用水洗净,再用丙酮洗净,在烘箱中于50℃烘干,备用;乙酸一乙酸铵缓冲溶液:
收稿日期:2012-10—31
作者简介:李沁(1976一),女,湖北武汉人,助理工程师
mL烧杯中,加入2g硫酸钾固体‘2|,40mL硫酸‘3|,盖上表皿于电炉板上急热至样品溶解完全,并冒浓硫酸烟2min(如残留有少许黑色漂浮物,在冒浓硫
万方数据
第7卷第1期李沁,等:铅锑合金中铅的测定
酸烟时沿烧杯壁缓慢滴加2滴硝酸,待黄色烟冒尽之后,再冒浓硫酸烟2min)r-4-s].取下冷却至室温.用洗瓶沿烧杯壁少量多次吹水并不停摇匀,待试液不再剧烈放热后稀释至50mI。,加入柠檬酸钠溶液10mL[6。7],混匀,用无水乙醇稀释至200mL[8|.静置4h(或过夜).
1.3
实验方法
用慢速致密滤纸过滤硫酸铅沉淀,沉淀物用硫
酸洗液洗涤10次.将沉淀物连同滤纸转入原烧杯中,加入50mL乙酸一乙酸铵缓冲溶液,盖上表面皿于电炉板上加热至微沸,并保持5min,取下.用二级水洗涤表面皿及杯壁,稀释至100mL,冷却至室温.加入0.2g抗坏血酸,搅拌溶解后,加入2滴二甲酚橙指示剂,用EDTA标准液滴定样液由酒红色变为亮黄色为终点.
按式(2)计算样品中铅的质量分数,
叫(Pb)一三圣兰圣!Q二:×100%.
m
(2)
式(2)中,T为EDTA对铅的滴定度,mg/mL;V为滴定时所用EDTA标准溶液的体积,mL;m为试样的质量,g.
2结果与讨论
2.1
沉淀酸度的选择
Pb能溶解于热的浓H。SO。中,PbSO;也能溶
于热的Q(H2SO。)>72%的浓H2SO。中口].Pb和PbSO。溶于热的浓H:SO。中均生成Pb(HS0。)。.
PbSO。在水中的溶解度较大,20℃时,100
mL
水中能溶解4.6mg的PbSO。[9].但在稀硫酸中,由于同离子效应,其溶解度大大降低.通过AAS法测定滤液中Pb2+的浓度,得出,当(p(H:SO。)为15%~30%时,滤液中Pb2+的浓度最低,此时PbSO。的沉淀率最高(≥99%),因此,本文选用的沉淀酸度为妒(H2S04)一20%.2.2沉淀环境的选取
常温下,PbSO。不溶于乙醇,为了提高PbSO。的沉淀速度和沉淀率,采用了60%的乙醇环境.由于在纯乙醇的条件下,柠檬酸钠不能对Bi件进行有效掩蔽,因此,在处理样品的烧杯中先加水至50mL,再加入10mL柠檬酸钠溶液混匀,最后加无水乙醇至200
mL.
万方数据
2.3硫酸铅溶剂的选取
硫酸铅易溶于多种有机铵盐的溶液中.浓的乙酸铵、酒石酸铵溶液都是硫酸铅的良好溶剂,溶解后
可生成Pb(C2H30:)2和[-Pb20(C。H。O。NH。)].由
于本实验选取在pH=5.5的条件下进行滴定,故采用乙酸一乙酸铵缓冲溶液作为溶剂,生成微电离的
Pb(C2H302)2.
2.4沉淀时间的影晌
分别在沉淀1
h,2h,3h,4h及5
h后过滤,采
用AAS法测定滤液中Pb2+的浓度,结果表明,当沉淀时间达到4h后,滤液中Pb2+的浓度基本不变,且达到最低值,即此时的沉淀达到了稳定.2.5共存离子的影响及消除
铁、铝、铜、锌、钴、镍、锰、锑、锡、铋等元素在pH一5.5的条件下能被EDTA络合而干扰测定.本法利用硫酸铅沉淀将铅与铁、铝、铜、锌、钴、镍、锰、
锑、锡等元素分离.由于在稀硫酸溶液中,Bi3+能部分水解生成碱式硫酸铋而与硫酸铅一起沉淀,而碱式硫酸铋可溶解于柠檬酸钠溶液中,故加入10
mL
柠檬酸钠可消除Bi3+的影响.另外,在硫酸铅沉淀中还有可能夹杂少量的Fe3+,由于Fe3+对二甲酚橙
指示剂有很强的封闭作用,可在滴定前加入0.1g
抗坏血酸还原Fe件以消除其影响.
2.6掩蔽剂的用量
为了减少硫酸铅沉淀中夹杂的Fe3+和共沉淀的碱式碳酸铋对测定的干扰,加人了柠檬酸钠.若柠檬酸钠的用量过多,会生成柠檬酸铅,使PbSO。沉淀量减少,造成铅的损失.实验证明,当柠檬酸钠用量超过1g时,就会造成PbSO。沉淀率的下降.由于此铅锑合金中Fe3+和Bi3+的含量均不高,故在溶液中只需加入10mL柠檬酸钠溶液即可对其进行掩蔽.
3
样品分析
3.1精密度实验
准确称取0.2000g由客户提供的硼(Pb)分别为28.02%(1号),33.78%(2号)和38.58%(3号)的铅锑合金样品,按实验方法独立进行7次铅含量的测定,结果列于表1.
66
材料研究与应用
2013
由表1可见,当Tt=7时,采用本法测定的铅含量的标准偏差为0.09~0.13,相对标准偏差为0.23%~0.36%,能很好地满足日常分析检测的需要.
3.2回收率实验
准确称取W(Pb)=33.78%的铅锑合金样品
0.2000
测定铅锑合金中铅的含量.本法相对标准偏差(RSD)为0.23%~0.38%(咒一7),回收率在98.83%~100。70%之间。在实际分析过程中该方法操作简便,分离完全,终点明显,能很好地满足日常分析检测的需要.参考文献:
Eli佟永顺,张克,崔华.废铅蓄电池及废料回收铅的生产实
践[J].蓄电池,2011,48(4):167.
[2]国家质量技术监督局.GB/T15925—1995锑矿石化学分
析方法硫酸铈容量法测定锑量[s].北京:中国标准出
版社,1995.
g,按实验方法采用标准加入法测定样品中
Pb的含量,回收率试验结果列于表2.
表2回收率试验结果
Table2
Testresultsforrecovery
[3]江西省冶金研究所.钨矿石中钨及其伴生元素的分析
[M].北京:冶金工业出版社,1960:252,245.
[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家
标准化管理委员会.GB/T8152.1-2006铅精矿化学分析方法铅量的测定酸溶解一EDTA滴定法[S].北京:中国
对w(Pb)=33.78%的铅锑合金样品进行的回收率实验的结果表明,回收率在98.83%~100.70之间,该方法准确可靠,能很好地满足日常分析检测的需要.
标准出版社,2006.
[5]北京矿冶研究总院分析室.矿石及有色金属分析手册
rM].北京:冶金工业出版社,2007:216.
I-6]罗佩珍.应用柠檬酸钠掩蔽铁离子测定矿石中的铅量
I-J].计量标准与质量,2002,24(1):39—41.
[7]罗佩珍.EDTA容量法测定矿石中铅量时铁的干扰及消
除[J].有色金属分析通讯,2002,3:8-11.
[8]李援民.火焰原子吸收法测定高含量铅[J].河南化工,
4
结论
采用硫酸一硫酸钾体系溶解铅锑合金样品,以柠檬酸钠作为掩蔽剂,硫酸铅沉淀法分离其它杂质元素,在pH=5.5的条件下,采用EDTA络合滴定法
2009,27(9):44.
[9]李连仲.岩石矿物分析第一分册[M].3版.北京:地质
出版社,1991:422.
Determinationofplumbuminlead‘antimonyalloy
LIQin,LAIXin,XIEHui
GuangdongGeneralResearchInstituteofIndustrialTechnology(GuangzhouResearchInstituteofNon—
ferrou¥Metals),Guangzhou
510650,China
Abstract:Thelead-antimonyalloycouldbedissolvedbysulphuricacid—potassiumsulfatemixedsolution.Usingsodiumcitrate
as
a
maskingagent,theleadsulfatecouldseparateinterferenceelementsofSb,Fe,
Zn,Sn,Cu,A1,Co,Ni,Mn,ect.AtpHof5.5,PbcouldbequantitativelyanalyzedbyEDTAcomplex
formationtitration.TherelativestandarddeviationiS0.23%一0.38%(行一7),andthe
rates
test
for
recovery
rangesfrom
98.83%一100.70%.
Keywords:plumbum;lead-antimonyalloy;volumetricmethod
万方数据