铁矿石中铜含量的测定_毕业设计(编辑修改稿)

铁矿石中铜含量的测定_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

① 称取 g 金属铜（ %），置于 250 ml 烧杯中小心加入 20 ml河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 10 硝酸，低温加热溶解，并驱尽氮的氧化物，冷却室温，移入 1000 ml 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1ml 含 ug 铜。 ② 移取 ml 铜标准溶液，置于 500 ml 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 ml 含 ug 铜。 ③ 移取 ml 铜标准溶液，置于 1000 ml 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1ml 含 ug 铜。 17. 除铜的高氯酸铁溶液 :称取 g 三氧化二铁置于 250 ml 烧杯中，加 20ml盐酸，加热溶解，并浓缩至 5 ml，用盐酸（ 5+3）洗入 250 ml 分液漏斗中（此时体积约 25 ml），加 30 ml 甲基异丁基铜，振荡 1min，静止分层后 ，水相放入另一个分液漏斗中，加 20 ml 甲基异丁基铜，同上操作在萃取一次，弃去水相（应无色）。 将有机相合并，加 25 ml 水反萃取，振荡 1 min，静止分层后，将水相放入 250 ml烧杯中，再用 20 ml 水反萃取一次，两次水相合并（此时有机相应无色），加 10 ml盐酸，加热使大部分有机物挥发后，加 10 ml 盐酸， 10 ml 高氯酸，加热至冒浓重白烟，在回流 3 min，冷却后，加 50 ml 水溶解盐类，移入 200 ml 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 ml 含 5 mg 铁。 18. 甲基异丁基酮。 1. 一般试样粒度应小于 100 um,如试样中结合水或易氧化物质含量高时，其粒度应小于 160 um。 2. 预干燥不影响试样组成者应按 《铁矿 石分析方法 分析用预干燥试样的制备》进行。 同一试样，在同一试验室，应由同一操作者在不同时间内进行 2～ 4 次测定。 随同试样做空白试验，所用试剂需取自同一试剂瓶。 河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 11 随同试样分析同类型（指分析步骤相一致）的标准试样。 表 1:ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff 铜量 % 试样量 g 分取试样量 ml 加铁量 mg 铜标准溶液 ug∕ml 取铜标准溶液 ml BCD用量ml 稀释体积ml 比色皿 cm ～ 0 0 10 50 3 30 ,， , ～ 0 0 20 100 2 20 ,， , ～ 0 0 20 100 1 10 ,， , ① 试样的分解 将试样置于 200ml 聚四氟乙烯（ PTFE）烧杯中【如不用 PTFE 烧杯，可采用玻璃烧杯，但在用酸分解试样时 不加氟化物，残渣置于铂坩埚中灰化后用氢氟酸除硅】，以少量水 润洗，加 15 ml 盐酸，低温加热分解约 20 min，加 5ml 氢氟酸，继续加热蒸发至冒白烟 5 min（糖浆状），取下稍冷，加 20 ml 热水，煮沸溶解盐类，以快速定量滤纸过滤，用热水洗涤烧杯 2～ 3 次，洗残渣 8～ 10 次，滤液和洗液收集于 250 ml 烧杯中，作为主液保存。 将残渣连同滤纸放入铂坩埚中，灰化，在 800 摄氏度左右灼烧 10～ 20 min，冷却，加 1～ 2 g 混合溶剂，混匀，并以 1 g 覆盖表明，然后再 900～ 950 摄氏度熔融约 5 min , 冷却后放入主液中，加 5 ml 盐酸，加热浸取熔融物，在用热水洗出铂坩埚，冷却室温，移入 100 ml 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀（如有浑浊可干过滤）。 ② 测量 河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 12 1 移取试液， 置于 100 ml 容量瓶中，加 2 ml 柠檬酸溶液。 b． 加 3～ 4 滴中性红乙醇溶液， 以氢氧化铵中和至溶液变黄，并过量 3～ 4 滴 （室温高于 30 摄氏度或由于中和时使溶液发热而超过此温度时，应以流水或冰冷却后方能显色）。 加入 10 ml 氯化铵 氢氧化铵缓冲溶液，按表 1 加 BCO 溶液，以水稀释至刻度，混匀。 放置 10 min（室温低于 10 摄氏度时应放置 30 min 后才能显色完全）。 （见表 1） 中 ，以随同试样空白为参比，于分光光度计波长 600 nm 处测量吸光度（应在 30 min 内测量完毕）。 从工作曲线上查出相应的铜量。 按表 1 移取铜标准溶液，分别置于一组 100 ml 或 50 ml 容量瓶中，加入相应量除铜的高氯酸铁溶液 ， 加 2 ml 柠檬酸溶液，加 3～ 4 滴中性红乙醇溶液，以氢氧化铵中和至溶液变黄，并过量 3～ 4 滴（室温高于 30 摄氏度或由于中和时使溶液发热而超过此温度时，应以流水或冰冷却后方能显色）。 加入 10 ml 氯化铵 氢氧化铵缓冲溶液，加 BCO 溶液，以水稀释至刻度，混匀。 放置 10 min（室温低于 10 摄氏度时应放置 30 min 后才能显色完全）。 将部分溶液移入比色皿中，以试剂空白为参比，于分光光度计波长 600 nm 处测量其吸光度， 以铜量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。 ① 按下式计算铜的百分含量： Cu(%)= 161 10010mV KmV  式中： m1—从工作曲线上查得的铜量， ug； m—试样量， g； V—试液总体积， ml； V1—分取试液体积， ml； K—由公式 K = 100100A 得到换算系数（如使用预干燥试样，则 K = 1），A 是按 GB 《铁矿石化学分析方法 重量法测 定分析试样中吸湿水量》测定得到的吸湿水质量百分数。 ② 分析值的验收 当平行分析同类型标准试样所得到的分析值与标准值之差不 大于下表所列的允许差时，则试样分析值是有效的，否则无效，应重新分析。 分析值是否有效首先取决于平行分析的标准试样的分析值是否与标准值一致。 河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 13 当所得试样的两个有效分析值之差，不大于下表所列允许差时，则可予以平均，计算为最终分析结果。 如两者之差大于允许差时，则应按附录 A 的规定，追加分析和数据处理。 表 2： hghhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh 铜量 标样允许差 试样允许差 ～ 177。 ＞ ～ 177。 ＞ ～ 177。 ＞ ～ 177。 ＞ ～ 177。 河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 14 3． 原子吸收光谱法 原子吸收光谱分析（又称原子吸收分光光度法）是基于从光源 辐射出待测元素的特征光波，通过样品的蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，由辐射光波减弱的程度，可以求出样品中待测元素的含量。 在原子中，电子按一定的轨道绕原子核旋转，各个电子的运动状态是由 4 个量子数来描述。 不同量子数的电子，具有不同的能量，原子的能量为其所含电子能量的总和。 原子处于完全游离的状态时，具有最低的能量，称为基态（ E0）。 在热能、电能或光能的作用下，基态 原子吸收了能量，最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到较高能态，它就成为激发态原子。 激发态原子（ Eq）很不稳定，当它回到基态是，这些能量以热或光的形式辐射出来。 成为发射光谱。 其辐射能量大小，用下列公式表示。 0q hcE E E h      式中： h—普朗克常数，其数值为 1034 Js； c—光速（ 3105 kms ） v、  —分别为发射光的频率和波长； Eq、 E0—分别代表基态和激发态原子的能量，它们与原子的结构有关。 由于不同元素的原子结构不同，所以一种元素的原子只能发射由 En 与 E0 决定的特定频率的光。 这样，每一种元素都有其特征的光谱线。 即使同一种元素的原子，它们的 Eq 也可以不同，也能产生不同的谱线。 原子吸 收光谱是原子发射光谱的逆过程。 基态原子只能吸收频率为 v=(EqE0)/h 的光，跃迁到高能态。 因此，原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构，每一种元素都有其特征的吸收光谱线。 原子的电子从基态激发到最接近于基态的激发态，称为共振激发。 当电子从共振激发态跃迁回基态是，称为共振跃迁。 这种跃迁所发射的谱线称为共振发射线，与此过程相反的谱线称为共振吸收线。 元素的共振吸收线一般有好多条，其测定灵敏度也河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 15 不同。 在测定时，一般选用灵敏线，但当被测元素含量较高时，也可采用次灵敏线。 原子蒸 气对不同频率的光具有不同的吸收率，因此，原子蒸气对光的吸收是频率的函数。 但是对固相频率的光，原子蒸气对它的吸收是与单位体积中的原子的浓度成正比并符合朗伯 比尔定律。 当一条频率为 v，强度为 I0 的单色光透过长度为 1 的原子蒸气层后，透过光的强度为 Iv，令比例常数为 Kv，则吸光度 A 与试样中基态原子的浓度 N0有如下关系： 0 0A log VvI K lNI 在原子吸收光谱法中，原子池中激发态的原子和离子数很少，因此蒸气中的基态原子数目实际上接 近于被测元素总的原子数目，与试样中被测元素的浓度 c 成正比。 因此吸光度 A 与试样中的被测元素浓度 c 的关系如下： A = Kc 式中： K—吸收系数。 只有当入射光是单色光，上式才能成立。 由于原子吸收光的频率范围很窄（ 以下），只有锐线光源才能满足要求。 在原子吸收光谱分析中，由于存在着多种谱线变宽的因素，例如自然变宽、多普勒（热）变宽、同位素因素、罗兰兹（压力）变宽、场变宽、自吸和自蚀变宽等，引起了发射线盒吸收线的变宽，尤以发射线变宽影响最大。 谱线变宽能引起校正曲线弯曲，灵敏度下降。 减少校正曲线弯 曲的几点措施。 ⑴ 选择性能好的空心阴极管，减少发射线变宽。 ⑵ 灯电流不要过高，减少自吸变宽。 ⑶ 分析元素的浓度不要过高。 ⑷ 对准发射光，使其从吸收层中央穿过。 ⑸ 工作时间不要太长，避免光电倍增管和灯过热。 ⑹ 助燃气体压力不要过高，可减少压力变宽。 河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 16 原子吸收光谱法采用的原子化方法主要有火焰法、石墨炉法和氢化物发生法。 1． 火焰原子化 样品在火焰中蒸发和原子化。 在这过程中，大致分为两个主要阶段： ⑴ 从溶液雾化至蒸发为分子蒸气过程。 主要依赖于雾化器的性能、雾滴大小、溶液性质、火焰温度和溶液的浓度等。 ⑵ 从分子蒸气至解离成基态原子的过程。 主要依赖于被测物形成分子的键能，同时还与火焰的温度与气氛相关。 分子的离解能越低，对离解越有利。 就原子吸收光谱而言，离解能小于 eV 时，解离就比较困难。 2． 石墨炉原子化 样品置于石墨管内，用大电流通过石墨管，产生 3000 摄氏度左右的高温，使样品蒸发和原子化。 为了防止高温氧化，早石墨管内、外都用惰性气体保护。 石墨炉加温阶段一般可分为： ⑴ 干燥。 此阶段是将溶剂蒸发掉，加热的温度控制在溶剂的沸点左右，但应避免爆沸和发生溅射，否则 会严重影响分析精度和灵敏度。 ⑵ 灰化。 这是比较严重的加热阶段。 其目的是在保证被测元素没有明显损失的前提下，将样品加热到尽可能高的温度，破坏或蒸发掉基体，减少原子化阶段可能遇到的元素间的干扰，以及 光散射或分子吸收引起的背景吸收，同时使被测元素变为氧化物或其他类型物。 ⑶ 原子化。 在高温下，把被测元素的氧化物或其他类型物热解和还原（主要的）成自由原子蒸气。 3． 氢化物发生法 在酸性介质中，以硼氢化钾 ( 4KBH )作为还原剂，使锗、锡、铅、 锑、铋、硒和碲还原生成共价分子型氢化 物的气体，然后将这种气体引入火焰或加热的石英管中，进行原子化。 3 4 2 3 2 24 8 4 4 1 3A s C l K B H H C l H O A s H K C l H B O H         1． 火焰的种类 河北 联合 大学 成人教育 毕业 论文 17 原子吸收光谱分析中常用的火焰有：空气 乙炔、空气 煤气（丙烷）和一氧化二氮 乙炔等火焰。 ⑴ 空气 乙炔。 这是最常用的火焰。 此焰温度高（ 2300 摄氏度），乙炔在燃烧过程 产生的半分解物 *CO 、 *CH 、 *C 等活性基团，构成强 还原性气氛，特别是富燃火焰，具有较好的原子化能力。 ⑵ 空气 煤气（丙烷）。 此焰燃烧速度慢、安全、温度较低（ 1840～ 1925 摄氏度），火焰温度透明。 火焰背景低，使用于离解和干扰较少的元素，但化学干扰多。 ⑶ 一氧化二氮 乙炔。 由于在一氧化二氮中，含氧量比空气高，所以这种火焰有更高的温度（约 3000 摄氏度）。 在富燃火焰中 ，除了产生半分解物 *CO 、 *CH 、*C 外，还 有更强还原性的成分 *CN 及 *NH 等，这些成分能更有效地抢夺金属氧化物中的氧，从而达到原子化的目的。 这就是为什么空气 乙炔火焰不能测定的硅、铝 、 铼等特别难离解的元素，在一氧化二氮 乙炔火焰中就能测定的原因。 2． 火焰的类型 ⑴ 化学计量火焰。 又称中性火焰，这种火焰的燃。