离子色谱法测定铜粉中的卤素离子含量

1、离子色谱法测定铜粉中的卤素离子含量朱海豹1 焦霞2 盖学武21（浙江大学西溪校区化学系，杭州，310028）2（青岛盛瀚色谱有限公司，青岛 266001）摘 要：应用离子色谱法测定铜粉中的卤素含量。采用酸溶法使固体样品中的卤化物以溶液形式存在，然后除去过量的铜离子和硫酸跟离子，以达到离子色谱的进样要求。经实验确定了溶解酸、双氧水及其用量、淋洗液及流速等实验条件。该方法加标平均回收率为97.42%101.25%。方法简便实用，准确度高，与化学法测定结果吻合。关键词：离子色谱；卤素；测定。Determination of halogen in copper powder byion chromat

2、ographyZhu Haibao1 Jiao Xia2 Gai Xuewu2Abstract ：The content of halogen in copper powder was determined by ion chromatography. Copper powder was dissolved by acid, then get rid of Cu2+ and SO42-. Acid, H 2O 2 and its volume, elution liquid and its flow rate were defined. The rrecovery is 97.42%101.2

3、5%.the method is simple and accurate. The result is consistent with that of chemical method.Key words: ion chromatography，halogen ，copper powder，determination 前 言近年来，纯铜材料越来越引起人们的关注，除了之前作为导电物质外，现在广泛应用于某些物品的包装纸。在纯铜物质所含杂质中，卤化物是重点检测项目之一，因此准确铜粉中卤化物的含量，并加以严格控制，对于提高铜材料的质量具有重要的意义。测定铜粉中卤化物(以X -计 的含量主要有比浊法、分光

4、光度法 、电位滴定法等。在这些方法中有的是测定酸溶性卤离子，有的则是测定总的卤素含量。方法具有样品用量少, 操作简单, 灵敏度高、快速、准确等优点。胡荣宗、王建华等采用碳酸钡沉淀法去除酸性镀铜液中SO 42- 、Cu 2+ 的干扰, 建立了离子色谱法检测酸性镀铜液中微量氯离子的测定方法，但此过程操作比较繁琐，对实验试剂要求较高1；朱子平、李蕾等采用蒸馏法将样品中的氯化物以氯化氢的形式蒸馏出来，以达到与基体分离的目的，该方法在蒸馏过程和测定过程难以控制和掌握，且不符合环保要求2。为此笔者首次提出通过酸溶后调节PH 值除去Cu 2+ 的干扰，进样前过钡柱（自制）除去SO 42-的干扰，然后用离子色

5、谱法测定铜粉中卤化物的含量的测定方法。该方法反应条件易控制、分离效果好、检测灵敏度高，可用于实际样品分析。1 实验部分1.1 仪器与试剂CIC 离子色谱仪（青岛盛瀚色谱技术有限公司）；离心沉淀器（丹瑞80-1台式离心机）。超声波清洗器（上海恒HS20602A ）。浓H 2SO 4（AR 烟台三和化学试剂有限公司）；H 2O 2（AR 天津市巴斯夫化工有限公司）；NaOH （AR 上海山海工学团试验二厂）；铜粉（上海山浦化工有限公司）；PH 试纸；Na 2CO 3标准溶液（3.6mmol/L）；钡柱(自制1.2 色谱条件分离柱Shodex IC SI-52 4E，采用3.6 mmol/L Na2

6、CO 3淋洗液，电导检测，抑制电流为80mA ，淋洗液流速为0.7 ml/min，峰面积定量。1.3 酸性镀铜液分析样品的前处理在烧杯中准确称取1.0g 铜粉，再加入5ml 双氧水，然后缓慢向烧杯中滴加1.1ml 的浓硫酸，使铜粉充分反应完全。然后水浴加热，待双氧水完全分解后，将反应液定溶到50ml 容量瓶中。然后用移液管移取10ml 溶液，定溶到50ml ，调节溶液的PH 值，使之呈弱碱性，同时生成氢氧化铜沉淀。离心后，将上层液通过钡柱（除去硫酸根）后进离子色谱检测。 图一：铜粉前处理流程图2 结果与讨论2.1 样品处理方法的选择依据铜粉经浓硫酸溶解后是一个高浓度Cu 2+, SO 42-和

7、微量卤素离子的体系，他们的浓度相差3个数量级以上, 且高浓度的Cu 2+ 对阴离子色谱柱有毒害, 因此, 无法采用快速、灵敏的离子色谱法直接检测酸性镀铜液中微量的卤素离子3。要应用离子色谱法准确地测量铜液中微量的卤素必须除去高浓度的SO 42-和 Cu 2+，我们采用了调节PH 值呈弱碱性，生成Cu(OH2沉淀，除去Cu 2+；实验中虽然SO 42-和F -、Cl -、Br -、I - 的分离度较大，但是但大量的SO 42-存在会使Cl -分离峰拖尾，因此在试样进样前通过串联的多个钡柱以除去SO 42-。2.2 色谱条件的优化2.2.1淋洗液浓度的优化在固定流速的情况下，改变淋洗液的浓度，观察

8、色谱峰分离的情况。随着碳酸钠浓度的增加，虽然出峰时间会提前，但分离度会降低。综合分离度和分离时间，最终选择碳酸钠淋洗液的浓度为3.6mmol/L。2.2.2流速的优化流速降低对色谱分离有利，但会增加分析时间。综合考虑分析时间与各组分分离度的因素选择0.7ml/min作为流速。2.3 线性范围和检测限在选定的色谱条件下，配制一系列标准溶液液进行分析测试，结果表明卤素离子在(0.51000mg/L范围内，其质量浓度与峰面积有良好的线性关系，以峰面积A 对卤素离子的浓度C(mg/L的线性方程为：F -：A=3347+103100C R=0.998238 Cl -：A=6561+51274C R=0.

9、998589Br -： A=43780+18375C R=0.99863 I -：A=4278+16548C R=0.99820以3倍的信噪比计算方法的检出限分别：F -:0.3 g/L 、Cl -:0.7 g/L、Br -:3.5 g/L、 I -: 4.7 g/L。2.4 回收率和精密度在铜粉样品中加入已知量的卤素标准，在实验条件下进行加标回收试验，每份平行测定6次，回收试验结果列于表1。由表1可以看出，该方法的平均回收率为97.42%101.25%。由此可见，该方法的准确度较高。表一：回收率和精密度(n=6样品号本地均值 (mg/L 加标 (mg/L 测得均值 (mg/L 回收率 （%）

10、 RSD (% F -0.0296 5.0 5.0925 101.25 1.4 Cl -0.1027 5.0 5.1216 100.37 1.8 Br -0 10.0 9.8306 98.30 3.2I - 0 10.09.7423 97.42 3.6 图二：铜粉经处理加标后的色谱图2.5 干扰实验由于实验过程中加入了硫酸，双氧水，氢氧化钠等试剂，因此在铜粉前处理过程中可能由于试剂的问题引入部分卤素离子，影响检测的准确度，因此采用空白试验，以除去试剂所带入的干扰因素。实验表明，试剂带入卤素含量较少，较铜粉中卤素含量，试剂干扰可以忽略。2.6对比实验对铜粉样品分别用化学法和离子色谱法进行检测。试验结果表明，离子色谱 法和化学法的测定结果相吻合，两种方法测得的结果无显著性差异4。 3 结 论本文用酸溶法使固体样品中的卤化物以溶液形式存在，然后除去过量的铜离子和硫酸跟离子，以达到离子色谱的进样要求。方法简便实用，准确度高，与化学法测定结果吻合，适用与实际样品的检测。参考文献1 胡荣宗，王建华等离子色谱法