铜的测定方法

1、1引言铜是人们仅次于铝，居第二位。铜被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业 等领域；在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半 以上；用于各种电微量元素，但应用不当，也易引起中毒反应。一般而言重金属都 有一定的毒性，但毒性的强弱与重金属进入体内的方式及剂量有关。 口服时，铜的毒性以铜的吸收为前提，金属铜不易溶解，毒性比铜盐 小，铜盐中尤以多数发达国家强制执行。因此，在水质、环境以及食品检测中， 铜的含量一直是考察环境污染程度和食品质量的一个重要指标，因此 灵敏、准确而又快速的铜含量检测方法尤为重要。1.1铜的简介1.1.1铜的性质铜(Cu)是元素周期表第二十九位元素，

2、属于第IB族，相对原子 质量为63.54,性之一便是其具有极佳的导电性，这一特性使得铜大量应用于电 子、电气、电信和电子行业。铜的这种高导电性与其原子结构有关： 当多个单独存在的铜原子结合成铜块时，其价电子将不再局限于铜原 子之中，(2)铜的导热性 固体铜中含有自由电子所产生的另一重要效 应就是其拥有极高的导热性，导热性仅次于银。且铜比金、银储量更丰富，价格更便宜，因此被制成电线电缆、接插件端子、引线框架等 各种产品，（3）铜的耐蚀性 铜具有良好的耐蚀性能，优于普通钢 材，在碱性气氛中优于铝。铜在淡水中的腐蚀速度也很低（约 0.05imiVa）o并且铜管用于运送自来水时，管壁不沉积矿物质，该优

3、 点是铁制水管所远不能及的。正因为这一特性，高级卫浴给水装置中 大量使用铜（耐蚀性色泽典雅）等【们1.1.2铜的用途（1）电气工业中的应用a.电力输送：电力输送中需要大量消耗高导电性的铜，主要用 于动力电线、电氢气冷却电机，这就需要大长度的中空导线。电机是使用电能的 大户，约占全部电能供应的60%o（2）电子工业中的应用电子工业是新兴产业，在它蒸蒸日上的发展过程中，不断开发出 钢的新产品和铜合金价格低廉，有高的强度、导电性和导热性，加工性能、针焊性 和耐蚀性优良，通过合金化能在很大范围内控制其性能，能够较好地 满足引线框架的性能要求，己能发电都要依靠蒸气作功。蒸气的回路如下：锅炉发生蒸气蒸 气

4、推动汽轮机作功作功后的蒸汽送至冷凝器冷却成水回到锅炉重 新变成蒸汽积70%以上，合理地开发利用海洋资源日益受到人们的重视。海水中含有容易造成腐蚀的氯离子，钢铁、铝、甚至不锈钢等许多工 程金属材料均不耐海水腐蚀。铜则不但耐海水腐蚀；而且溶入水中的 铜离子有杀菌作用，可以防止海洋生物污损。因而，铜和铜合金是海 洋工业中十分重要的材料，已在海水淡化工厂、海洋采油采气平台、 以及其它海岸和海底设施中广泛应用。例如，海水淡化过程中使用的 管路系统、泵和阀门，以及采油采气平台上使用的设备，包括飞溅区 和水下用的螺栓、抗生物污损包套、泵阀和管路系统等等。（5）交通工业中的应用a.船舶：由于良好的耐海水腐蚀性

5、能，许多铜合金，如：铝青 铜、镐青铜、铝黄铜、炮铜（锡锌青铜）、白钢以及镣铜合金（蒙乃 尔合金）己承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和 饰件等。如：飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材，轴承保 持器和起落架轴承采用铝青铜管材，导航仪表应用抗磁钢合金，众多 仪表中使用破铜弹性元件等等。（6）机械和冶金工业中的应用a.机械工程：几乎在所有的机器中都可以找到铜制品部件。除 了电机、电路或轴套，特别是万吨级的大型挤压机、锻压机的缸套、 滑板几乎都用青铜制成，铸件重量可达数吨。许多弹性元件，几乎都 选用硅青铜和锡青铜作为材料。焊接工具、压铸模具等更离不开铜合 金。1.1.3铜

6、在自然界中的存在形态地壳中的铜平均值为70ppm。铜矿的开采，冶炼以及岩石风化会 造成局部地区环境中铜的浓度增高。虽然铜是生命必需的微量元素， 但铜的浓度过高会对人和动植物有害。大气环境中的铜污染主要是由 有色金3一、SOL形成络合物。二价铜还可和有机配位体腐殖质、氨基酸、 半胱氨酸、甘氨酸等发生络合作用。铜在天然水中的含量和形态与OH、CO3”和CI等浓度有关，同 时受pH容易流失，主要是砂质土对铜的吸附固定能力弱，由于淋溶作用 而发生流失。从铜的存在形式看，自然界中存在纯度很高的自然铜，但这部分 储量极少量较硫化铜矿高，但在自然界中储量不多。此外，铜以极少 量的自然铜形式存在，其铜含量在9

7、9%以上凶。1.1.4人体中铜的来源除职业性铜暴露和临床治疗用药，正常人摄入铜的来源主要包括 食物性铜、绿旦O（2）铜制炊具与容器铜制炊具、容器也是人体摄入铜的重要来源之一。铜制响较大。1.1.5铜对人类的影响铜是人体必需的元素，广泛分布在人体的脏器组织，参与人体内 许多重要的代谢过程和生理作用。人体缺铜会引起铜不足血症，婴儿 因缺铜也会得营养病，主要临床表现是贫血。但是人因食物中铜不足 而引起营养不总含铜量约为100150mg。人体中铜大都存于肝脏和中枢神经 系统。对人体造血、细胞生长、某些酮的活动及内分泌腺功能均有重 要作用。但摄入过量，则会刺激消化系统，引起腹痛、呕吐。人的口 服致死量约

8、为10go铜的生理功能主要体现在以下几个方面：（1）与人体的造血功能密切相关 一般认为造血功能主要与微 量元素铁有抗氧化作用，能够清除氧自由基，如MT主要清除羟自由基，SOD 主要清除过氧化氢等。目前已知，自由基对人体的损害是非常明显的, 如果体内生成自由基和清除自由基的相互平衡被打破，体内自由基过 多，有可下降，也将使体内的抗氧化能力受到严重的影响。所以古人 认为含铜的矿物药具有营养保健作用，可能与其中铜锌等金属直接诱 导体内MT合成、提高SOD酶活性，清除自由基作用有关。1.2铜的测定方法1.2.1相关领域研究进展痕量铜的测定方法主要有原子吸收光谱法W】、可见分光光度法.流动注射化学发光法

9、问、荧光法邱、微分电位溶出法【戚。(1)原子吸收光谱法(AAS法)该法具有检出限低、准确度高、选择性好、分析速度快等优点。AAS法主要适用样品中微量及痕量组分分析，现已成为无机元素定 量分析口食品中的微量铜，得到满意结果。王硕，代永刚，朱华平等凹 研究使用毗咯烷二硫代甲酸铉和二乙氨基二硫代甲酸钠及甲基异丁 酮(APDC+DDTC.MIBK)体系萃取溶液中的铜，使用石墨炉原子吸 收法测定碳酸饮料中微量铜，该法准确、快速。(2)可见分光光度法该法应用广泛、灵敏度高、选择性好、准确度高、适用浓度范围 广、分析成本低、操作简便。应秀玲列根据Cu2+和二乙基二硫代 氨基甲酸钠在弱碱性条件下能定量反应，生

10、成不溶于水但溶于三氯甲 烷的黄色二甲酚橙(XO),甲基百里酚蓝(MTB)等。偶氮类：2-(H酸偶 氮)4 5.二硝基酚(HADNP),三氯偶氮肿(ASATC)等。荧光酮类: 二磺基苯基荧光酮(DSFF)等。希夫碱类：8-羟基嗟咻等。其他： 茜素S(ARS)等。其中以CAS研究和应用最为广泛，但其摩尔吸收 系数()多在IO数量级，灵敏度有待进一步改善。阎超闵 用分光光度法，基于二苯碳酰二麟显色剂与铜(II)在pH 为=67的醋酸盐缓冲溶液中形成红色配合物，最大吸收波长为 545iun,测定了纯净水、自来水、乌鲁木齐河水，青格达湖水及乌鲁 木齐市红湖水样中微量铜(II)的含量。(2)胶束增溶分光光

11、度法胶束L/(molcm),该方法的相对标准偏差为1.2%4.3%。文献网以锌 试剂为显色剂，在pH为9.0的条件下，选用铜的测定波长为615nin, 铜含量在030gg/25mL范围内符合比耳定律，方法用于头发中铜的 测定，回收率为92%108%。(4)导数分光光度法在分光光度分析中引入导数技术，扩展了分光光度法的应用范 围，在多组分同时测定、浑浊样品分析、消除背景干扰和加强光谱的 精细结构以及复杂光谱分析等方面，导数分光光度法在一定程度上解 决了普通分光光度法难以解决的问题。随着低噪音运算放大器的出现 和微度快，分析精度高，很适合现代分析监测的要求，近年来发展较 快，但用于测环境样品中铜的报道不多成。高宗华，黄玉玲基于在 弱酸性介质中，痕量铜(II)对过氧化氢氧化邻苯三酚红的褪色反应有 催化作用，采用流动注射分析技术，直接测定铜(II)的含量。该方法 的线性范围为0.0050.2昭/mL,检出限为0.002pg/mL。且该方法简 便、快速、灵敏度高，适用于血清铜(II)的快速检测。反催化光度法阻抑动力学光度法即反催化动力学光度法，是一种不依赖大型 仪器而介质中测定煤中铜元素的含量，得到满意结果。龙文清利用具 有Laii-dolt效应的(NH4)2S2O3-KI-Na2S2O3体系研究了目视催化动力 学光度法联合测定铜和铁。该法选择性好，室温下测定，仪器简单，