鉍磷鉬藍光度法測定磷含量的研究

磷是礦石中的有害雜質(zhì)之一。隨著鐵粉的處理，一定數(shù)量的磷存在，使路橋成為鐵，隨著精煉過程進入鋼中，使鋼冷、脆，降低鋼的耐寒性。因此，我們需要嚴格和低磷含量。而在一些化肥、冶煉、合成洗滌等行業(yè)的工業(yè)廢水和生活廢水中常含有大量磷,磷是生物生長必須的元素,水體中磷含量過高,會使藻類過度繁殖,對水體富營養(yǎng)化有相當重要的促進作用,對生態(tài)環(huán)境不利,因此磷也是評價水質(zhì)的重要指標。所以,準確測定磷的含量具有非常重要意義。磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在,對于較低含量磷的測定,一般采用光度法。礦石和水樣中磷的測定現(xiàn)在主要采用鉍磷鉬藍光度法和銻磷鉬藍分光光度法,其原理相同,只是在試樣的處理上不同。此方法顯色體系簡單,操作快速,穩(wěn)定性好,相對偏差較小,精密度和準確度令人滿意。所以教學中是學生掌握722型分光光度計使用方法的重要操作實驗,也是中級化學分析工操作考試實操部分常考的實驗之一,在全國職業(yè)院?；瘜W檢驗比賽中也常采用這個項目。但是此方法影響因素較多,在學生實驗和比賽過程中,會出現(xiàn)測定結(jié)果不準確,甚至偶爾還會出現(xiàn)不顯色的現(xiàn)象,本文結(jié)合鉍磷鉬藍光度法測定鋼鐵及合金中磷含量的顯色條件,就其操作要點與同行一起探討。1總磷h3p和雙亞磷h3p絡合物注射源在酸性條件下,正磷酸鹽與鉬酸銨反應,在鉍鹽存在下生成磷鉬雜多酸H3PO4+12(NH4)2MoO4+24HNO3=H7[P(Mo2O7)6]+24NH4NO3+10H2O隨即被還原劑抗壞血酸還原,變成藍色絡合物,通常即稱磷鉬藍(H3PO4·2Mo2O5或H3PO4·10MoO3·Mo2O5),藍色的深淺與磷的含量成正比,可以用分光光度法測定。2實驗部分2.1用于測試的試劑2.1.1硫酸溶液1-1稱取0.5000g純鐵(磷的質(zhì)量分數(shù)小于0.0005%),用10mL鹽酸(密度約為1.19g/mL)溶解后,滴加硝酸(密度約為1.42g/mL)氧化,加3mL高氯酸(密度約為1.67g/mL)蒸發(fā)至冒高氯酸煙并繼續(xù)蒸發(fā)至濕鹽狀,冷卻,用20mL硫酸(1+1)溶解鹽類,冷卻至室溫,移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。2.1.2責任意識稱取10g硝酸鉍[Bi(NO3)3·5H2O],置于200mL燒杯中,加25mL硝酸(密度約為1.42g/mL),加水溶解后,煮沸驅(qū)盡氮氧化物,冷卻至室溫,移入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。2.1.3倫理銨溶液30g，l稱取3g鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]溶于水中,稀釋至100mL,混勻。2.1.4抗壞死藥物20g稱取2g抗壞血酸,置于100mL燒杯中,加入50mL水溶解,稀釋至100mL,混勻。當天配置。2.1.5磷酸標準溶液2.1.5.準磷酸二氫鉀khpo4稱取0.4393g預先經(jīng)105℃烘干至恒重的基準磷酸二氫鉀(KH2PO4),用適量水溶解,加5mL硫酸(1+1),移入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。2.1.5.2.磷酸標準溶液5.0：g，ml移取50.00mL磷儲備液(2.1.5.1),置于1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。2.1.6硫酸/亞硝酸鈉試樣稱取0.5000g鋼鐵標準試樣(磷的質(zhì)量分數(shù)在0.005～0.050%),置于150mL燒杯中,加10mL～15mL鹽酸-硝酸混合酸(將二份密度約為1.19g/mL鹽酸和1份密度約為1.42g/mL的硝酸混勻),加熱溶解,滴加密度約為1.15g/mL氫氟酸,加入量視硅含量而定。待試樣溶解后,加10mL密度約為1.67g/mL的高氯酸,加熱到冒高氯酸煙,蒸發(fā)至濕鹽狀,取下,冷卻。沿燒杯壁加入20mL硫酸(1+1),輕輕搖勻,加熱至鹽類全部溶解,滴加100g/L亞硝酸鈉溶液將鉻還原至低價并過量1～2滴,煮沸驅(qū)除氮氧化物,取下,冷卻。移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。2.2使用設(shè)備2.3可用樣品溶液的測定2.3.1試劑及其制備移取10.00mL未知試液(2.1.6),置于50mL容量瓶中,加入2.5mL硝酸鉍溶液(2.1.2),5mL鉬酸銨溶液(2.1.3),每加一種試劑必須立即混勻。用水吹洗瓶口或瓶壁,使溶液體積約為30mL,混勻。加5mL抗壞血酸溶液(2.1.4),用水稀釋只刻度,混勻。室溫下靜置20分鐘。2.3.2顯色液的稀釋移取10.00mL未知試液(2.1.6),置于50mL容量瓶中,與顯色液(2.2.1)同樣操作,但不加鉬酸銨溶液,用水稀釋至刻度,混勻。2.3.3吸收樣品測定將部分溶液(2.2.1)移入合適的吸收皿中,以參比液為參比,于分光光度計波長700nm處測量吸光度。從標準曲線上查出相應的磷含量。2.4標準溶液配制2.4.1本操作過程執(zhí)行國家標準GB/T223.59-2008。2.4.2用移液管分別移取0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、5.00mL磷標準溶液(2.1.5.2),分別置于6個50mL容量瓶中,各加入10.00mL鐵溶液A(2.1.1),加2.5mL硝酸鉍溶液(2.1.2),5mL鉬酸銨溶液(2.1.3),每加一種試劑必須立即混勻。用水吹洗瓶口或瓶壁,使溶液體積約為30mL,混勻。加5mL抗壞血酸溶液(2.1.4),用水稀釋至刻度,混勻。室溫下靜置20分鐘。以零濃度標準溶液做參比,于722型可見光分光光度計波長700nm處測量各標準溶液的吸光度A。以磷的質(zhì)量為橫坐標,吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線。3顯色條件分析此方法顯色體系簡單,靈敏度高,選擇性好,絡合物性質(zhì)穩(wěn)定,操作快速,相對偏差較小,精密度和準確度令人滿意,方法已較為成熟。但是在操作過程中,影響因素較多,如果操作不當,就會出現(xiàn)測量不準確甚至體系不顯色的情況,下面結(jié)合顯色條件,就顯色溫度、時間、酸度的影響和操作要點進行分析。只有把握好每個環(huán)節(jié),才能提供準確可靠的分析數(shù)據(jù)。3.1顯色時間的確定實驗表明,在室溫20℃以上8min鉍磷鉬藍就顯色完全。溫度太低反應減慢,顯色時間延長,但樣品和標準溶液顯色時間應一致。當室溫低于10℃時,可在20～30℃水浴中顯色15min。3.2磷抗酸鹽系磷鰲頭回復突變實驗中出現(xiàn)的問題反應在偏酸性條件下進行,酸度對磷鉬雜多酸的還原有較大的影響,較適宜的酸度為0.60～1.0mol/LH+。酸度太低,在磷鉬雜多酸還原的同時,過量的鉬酸銨也被還原;酸度高于此值時,部分雜多酸被還原,吸光度隨酸度的變化而波動;酸度高于1.4mol/L時,沒有藍色產(chǎn)生,可能是在該酸度下,磷鉬雜多酸不能形成,鉬酸銨的濃度愈大,適宜的酸度愈高。酸度和鉬酸銨的濃度互相制約,所以實驗要嚴格控制好酸度范圍。當出現(xiàn)不顯色時,首先考慮酸度的控制范圍。學生在實驗中曾經(jīng)出現(xiàn)過未知樣品溶液顯色,而標準溶液未顯色的情況,通過排查分析,在顯色劑、還原劑用量相同的情況下,判斷可能有兩種情況,一種是鐵溶液處理不當,趕酸未盡,使酸度過大引起;另一種是磷標準溶液酸度不當引起。重新配置控制好酸度后,顏色正常顯現(xiàn)出來。3.3測樣、吸光度的操作3.3.1磷鉬藍在比色皿上的吸附較強,高濃度尤其明顯,導致結(jié)果偏高。所以為了準確測定,盡量按照濃度從低到高的順序測吸光度,以減少吸附產(chǎn)生的誤差