2结果与讨论
2.1溶样方法
铝及铝合金由基体铝和微量杂质元素组成,铝为活泼金属,盐酸即可溶解,微量杂质用少量硝酸或过氧化氢即可溶解完全。比较了盐酸、盐酸–硝酸、盐酸–过氧化氢等3种酸体系的溶样效果。分别称取1.0000g样品,改变盐酸溶液(1+1)、硝酸和过氧化氢用量,观察试样溶解情况。结果表明,单独使用盐酸溶液(1+1),用量分别为2,4mL时,低温加热,试样溶解较慢;用6mL或8mL盐酸溶液(1+1)加1mL硝酸及6mL或8mL盐酸溶液(1+1)加0.5mL过氧化氢时,低温加热,试样溶解迅速;用10mL盐酸溶液(1+1)加0.5mL过氧化氢时,室温下试样溶解剧烈易迸溅。若使用硝酸,则滴定中必须将溶液中的氧化性酸除尽,避免破坏指示剂,影响终点判断,而除尽硝酸根需蒸发溶液体积,易蒸干;使用过氧化氢,只需加热至溶液冒大泡即可。考虑实验的安全性及可操作性,实验选择8mL盐酸溶液(1+1)加0.5mL过氧化氢溶解试样。
2.2称样量
本方法规定镉的测定范围为3.00%~12.00%,含量范围跨度较大,故进行了不同称样量对检测结果影响的比较试验,结果表明,取镉含量为3.54%的质控样品分别称取不同质量进行四平行检测,样品量为1.0000g时,试样易溶解,杂质元素含量低且易分离,稀释试液体积合适,检测结果分别为3.52%,3.57%,3.54%,3.55%;样品量为2.0000~3.0000g时,试样溶解时需反复补加盐酸溶液、耗时较长,且后期难以分离杂质元素,检测结果分别为3.59%,4.12%,3.03%,4.65%。在保证方法准确度的前提下,选择称样量为1.0000g,不同镉含量的试样采取不同分取体积的方法进行实验。
2.3干扰元素影响
根据国内已有的铝及铝合金的产品标准,确定了主要共存元素的种类和含量,见表2。由表2可知,采用直接法滴定时,主要考虑铝基体的干扰及消除。
2.3.1沉淀及溶解分离
作为基体,铝含量较高且干扰滴定。因为铝具有两性性质,采用先加入饱和氢氧化钠溶液沉淀铝,再加入过量饱和氢氧化钠溶液溶解铝,将镉与铝进行分离。为了验证先沉淀再溶解是否会造成镉的损失,采取在样品中补加镉50mg,将滤液过滤至100mL容量瓶中定容,利用ICP–[**]ES法进行测定。测定结果表明,滤液中残留的镉量小于0.05mg。说明氢氧化钠沉淀分离法基本可以将全部的镉分离出来。
2.3.2氨水二次分离
试样经过量氢氧化钠分离后,铝有一定的残留,再经过氨水二次沉淀分离,平行测定4次铝的残留量分别为0.18%,0.16%,0.17%,0.18%。本试验进一步研究了铝对镉的干扰,按实验方法分别移取4份镉标准储备溶液10.00mL(含10mg镉),各加入0.15,0.30,0.45,0.60mg的铝(相当于铝含量0.1%,0.2%,0.3%,0.4%),测得镉的结果为9.98,10.02,10.37,10.66mg。由此可知,铝含量在0.2%以内时对测定无影响。
2.4滴定条件的选择
分别移取镉标准储备溶液10.00mL(含10mg镉),考察六次甲基四铵缓冲溶液和P[**]N指示剂的用量对试验结果的影响,结果表明,六次甲基四铵缓冲溶液体积为5,10,15,20mL时测定结果分别为8.35,10.01,9.95,10.03mg;P[**]N指示剂用量为5滴时亮黄色明显,少于或多于5滴时溶液呈橘黄色,滴定终点不易观察。综合考虑经济性、准确性,最终确定实验采用10mL六次甲基四铵缓冲溶液和5滴P[**]N指示剂。
2.5加标回收试验
按照实验方法,在同一样品中添加不同量的镉标准溶液进行加标回收试验,计算镉的回收率,结果见表3。由表3可知,镉的加标回收率为99.2%~100.3%,说明方法的准确度较高。
2.6精密度试验
按实验方法对不同镉含量的样品分别重复测定9次,测定结果见表4。由表4可知,测定结果的相对标准偏差为0.16%~0.68%(n=9),说明方法的精密度良好。
3结语
建立了碱分离–EDT[**]络合滴定法测定铝及铝合金样品中的镉,样品前处理简便、快捷,定量准确度高,精密度良好。该方法对国标检测方法起到了补充和完善作用,能满足铝及铝合金中镉的质量分数在3.00%~12.00%之间样品的检测要求。
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