3,5-二溴水楊基熒光酮試劑曾用于錫､鉬､釩､鋁等元素的測(cè)定,但測(cè)定鈦的顯色反應(yīng)未見報(bào)道。本文研究了鈦與試劑在非離子表面活性劑吐溫-60存在下,形成的顯色反應(yīng)條件,發(fā)現(xiàn)在0.048～0.064mol/L的鹽酸介質(zhì)中,鈦與試劑形成1∶2∶4的紫紅色絡(luò)合物,最大吸收峰位于541nm處,表觀摩爾吸光系數(shù)(ε)為1.74×105。鈦量在0～11μg/25mL范圍內(nèi),符合比爾定律。顯色反應(yīng)靈敏,穩(wěn)定性好,選擇性較高,應(yīng)用于合金鋼中微量鈦的直接測(cè)定,取得了滿意的結(jié)果。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要儀器和試劑
UV-265型紫外可見分光光度計(jì)(日本島津);722型分光光度計(jì)(上海);PHS 3C型酸度計(jì)(上海)。
鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液:1.00g/L,準(zhǔn)確稱取0.1668gTiO2(光譜純)于小燒杯中,加10g硫酸銨(固體)及15mL濃硫酸,煮沸至澄清,移入100mL容量瓶中,以水定容。工作液由此溶液用0.25mol/L稀硫酸稀釋所得;3,5-二溴水楊基熒光酮(DBSF)溶液:1×10-3mol/L,稱取0. 1235g試劑,先加1～2mL鹽酸和225mL無水乙醇使之溶解,再移入250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,盛于棕色瓶中,置干暗處;吐溫-60(Tween-60)溶液:3%;鹽酸溶液:2mol/L。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
于25mL容量瓶中,加入一定量的鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液(Ti<11μg),再依次加入0.7mL鹽酸溶液,3.5mLDBSF溶液,3.0mLTween-60溶液。稀釋至刻度,搖勻,放置20min后,用1cm比色皿,于540nm處,以試劑空白作參比測(cè)量其吸光度。
2 結(jié)果與討論
2.1 吸收光譜
按實(shí)驗(yàn)方法顯色,用紫外可見分光光度計(jì)記錄了鈦與DBSF,鈦與DBSF和Tween-60形成的二元和三元絡(luò)合物體系的吸收光譜(見圖1)。
圖1 吸收光譜
1 Ti-DBSF對(duì)試劑空白;
2 Ti-DBSF Tween-60對(duì)試劑空白;
3 DBSF Tween-60對(duì)水。
由圖可知,TiⅣ與DBSF生成的二元絡(luò)合物靈敏度較低(ε=8.4×104),當(dāng)有Tween-60存在時(shí)形成膠束體系,靈敏度則大大提高,(ε=1.7×105)。其最大吸收峰波長為541nm,與二元絡(luò)合物相比略有紫移,試劑的最大吸收峰在475nm處,Δλ=66nm。
2.2 酸度
按實(shí)驗(yàn)方法加入不同量HCl,結(jié)果表明,HCl濃度在0.048～0.064mol/L時(shí),溶液吸光度最大且恒定,故選用0.056mol/LHCl溶液作介質(zhì)。
2.3 表面活性劑
分別對(duì)吐溫-20,吐溫 60,CTMAB,乳化劑OP,曲通X-100等表面活性劑,以及由這幾種表面活性劑混合形成的混合表面活性劑進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,以單獨(dú)使用吐溫-60的增敏效果為最佳,其用量在1.5～4.0mL時(shí),絡(luò)合物的吸光度最大且恒定,本文選用3.0mL。
2.4 顯色劑用量
實(shí)驗(yàn)表明,DBSF用量為3.0～4.5mL時(shí),絡(luò)合物的吸光度最大,且恒定,本文選用3.5mL。
2.5 顯色時(shí)間及穩(wěn)定性
常溫下,15min后絡(luò)合物顯色完全,吸光度值基本恒定,至少穩(wěn)定7h,本文在顯色20min后進(jìn)行測(cè)定。
2.6 絡(luò)合物組成
采用連續(xù)變化法和平衡移動(dòng)法測(cè)定,結(jié)果表明,三元絡(luò)合物的組成比Ti ∶DBSF∶Tween-60=1∶2∶4。
2.7 工作曲線
TiⅣ濃度在0～11μg/25mL服從比爾定律,由直線的斜率求得絡(luò)合物的表觀摩爾吸光系數(shù),ε=1.74×105。回歸方程A=0.1275C+0.0216(C:μg/25mL),相關(guān)系數(shù)r=0.9978。
2.8 干擾離子的影響及消除
取5.0μg鈦分別加入合金鋼中常見金屬離子和其他物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn),相對(duì)誤差在±5%以內(nèi),下列物質(zhì)(以mg計(jì))對(duì)該顯色體系無影響:Fe3+(200mg抗壞血酸及8mg草酸存在下)(1. 5);AlⅢ(0.18);Ag+,Cu2+(0.15);Pb2+ (0.100);Zn2+0.080);Mn2+ (0.070);VⅤ(200mg抗壞血酸存在下)(0.022);WⅥ(0.060);CrⅥ(200mg抗壞血酸存在下)(0.020); Ni2+ (0.017);MoⅥ(0.010);ZrⅣ(0.007);抗壞血酸(200);酒石酸鉀鈉(70);草酸(8);檸檬酸鈉(4);F-(0.3)。
體系可允許大量的K+,Na+,Ca2+,Mg2+,Cd2+,SO2-4,NO-3,PO3-4離子存在。
2.9 樣品分析
2.9.1 樣品處理:準(zhǔn)確稱取0.2000g合金鋼試樣,用10mL鹽酸(1+1)及數(shù)滴濃硝酸加熱溶解,加2mL硫酸(1+1),加熱至冒白煙,再用約10mL硫酸(1mol/L)溶解鹽類,并用它將試液轉(zhuǎn)入100mL量瓶中定容,待用。
2.9.2鈦的測(cè)定:用移液管準(zhǔn)確移取0.5mL試液于25mL比色管中,加入200mg抗壞血酸與8mg草酸聯(lián)合掩蔽劑,以下按實(shí)驗(yàn)方法顯色,測(cè)得結(jié)果見表1。
表1 合金鋼標(biāo)樣分析結(jié)果 (%)
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