近年来铝合金在工业上的应用较为广泛，铜含量的检测指标对其性能有重要的影响。传统的碘化钾—硫代硫酸钠滴定法、EDTA滴定法[1]需要掩蔽共存元素的干扰，不但操作手段繁琐，而且准确度不高。本实验采用火焰原子吸收光谱法，具有较高的灵敏度和较低的检测线，且重现性好，易于操作。

1 实验部分

1.1实验仪器及试剂

WYX—2001型原子吸收分光光度计：

　铜空心阴极灯；

盐酸（ρ1.19g/ml）；

硝酸（ρ1.42g/ml）；

铜标准贮存液（1.0ｍｇ.ｍｌ-1）；铝溶液（20ｍｇ.ｍｌ-1）；铜标准溶液（0.1ｍｇ.ｍｌ-1）；

1.2实验方法

称取试样0.05000g于100ｍｌ烧杯中，加入5～8ｍｌ水，分次加入总量10ｍｌ盐酸，待剧烈反应停止后，缓慢加热至试样溶解，滴加硝酸1ｍｌ，使其溶解。冷却后，将试液移入100ｍｌ容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。从中移取10ｍｌ此试液置于100ｍｌ容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。喷入空气—乙炔火焰，测定铜的吸收值。

1.3标准曲线绘制

1.3.3适用于0.5～7%铜量

分别吸取铜标准溶液（0.1ｍｇ.ｍｌ-1）2.00、4.00、6.00、8.00、10.00、12.00、ｍｌ置于一组100ｍｌ容量瓶中，加入2.0ｍｌ铝溶液，以水稀释至刻度，混匀。

用原子吸收分光光度计在最佳工作条件下测定吸光度，以铜浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。实验数据见表1。
 

2结果与讨论

2.1仪器工作条件的选择

在火焰原子吸收光谱分析中，分析方法的灵敏度和准确度，干扰情况和分析过程是否简便快速，除所有仪器的质量因数外，在很大程度上取决于实验条件，因此必须选择仪器的最佳工作条件。

实验对燃烧器高度、燃气和助燃气的流量比、灯电流、光谱通带及工作波长、负高压进行了选择。

初步固定的测量条件：

波长：324.7nm；

灯电流：3mA；

光谱通带宽度：0.2 nm；

助燃气流量：0.40m3.h-1；

燃气流量：0.10m3.h-1；

负高压：250V；

2.1.1灯电流的选择

空心阴极灯的发射特性依赖于灯电流，因此在原子吸收分析中，为了得到较高的灵敏度和精密度就要选择适当的灯电流。通过改变灯电流，测定不同的灯电流下铜标准溶液吸光值（见图1）

就测定的灵敏度而言，灯电流宜小些。灯电流小，谱线的多谱勒变宽和自吸效应减小，发射线的半宽度变窄，灵敏度增高。但是，灯电流太小，放电不稳定，光谱输出稳定性差。因此为了提高精密度所选择的灯电流为2mA。

2.1.2燃气流量的选择

将助燃气的流量固定在0.40m3﹒h-1，改变燃气的流量而改变燃助比，测量铜标准溶液在不同燃气流量时的吸光度，测定数据见图2。

由所绘制的曲线知，应选择的燃气流量为0.12m3﹒h-1。

2.1.3助燃气流量的选择

在初步固定的条件下，通过改变助燃气的流量而改变助燃比，测得铜标准溶液在不同助燃气流量时的吸光值，测定数据见图3。

由所绘制的曲线知，应选择的助燃气流量为0.4 m3﹒h-1。

2.1.4燃烧器高度的选择

在火焰中进行原子化的过程是一个极为复杂的反应过程。在火焰的不同高度，基态原子的密度是不同的，因此灵敏度也不同。在燃烧器窄缝上方2~5mm处火焰中具有最大的基态原子密度，灵敏度最高。因此选择燃烧器的高度实现空心阴极灯的辐射，从自由原子浓度最大的火焰区域通过，以获得最理想的灵敏度。

在初步固定的条件下，喷入30µg﹒mL-1铜标准溶液，然后改变燃烧器高度测定相应的铜吸光值。测定数据见表2。

表2  燃烧器高度的选择

由表2可知，燃烧器的高度应选择10mm，此时铜的吸收值最大，即光束在还原焰中通过。

2.1.5光谱通带宽度的选择

光谱通带宽度，以能否将吸收线与临近线分开为原则。也就是说，在选定的光谱通带宽度下，只有吸收线通过单色器的出射到达检测器。选择光谱通带宽度，既要考虑分辨率，又要考虑到光强度。通带宽，光强度大，信噪比高，灵敏度较低，标准曲线容易弯曲；通带窄，光强度弱，信噪比低，灵敏度较高，要使曲线的线形好应选择窄带宽度。因此，所选择光谱通带的宽度为0.2nm。

2.1.6工作波长的选择

元素的吸收线波长与实际测量波长通常会有误差，实验前要先准确调节波长。点燃光源灯，待发射强度稳定后，在选定的铜吸收线波长（324.7nm）附近来回微调，至发射强度最大。

2.1.7仪器最佳工作条件的确定

仪器最佳工作条件的确定见表3。

表3   仪器工作条件的选择

2.2酸度对测定结果的影响

对铜标准系列溶液中，加入不同量的盐酸溶液（1+1），按1.2实验方法测定铜的吸光值。增大标准系列溶液的酸度，对其结果的影响见表4。

由表4数据可知，盐酸的加入量在12mL以下时，测铜可得到稳定的吸光度；而盐酸加入量大于12mL时，吸光值降低。本实验选择盐酸做介质时加入量控制在12mL以下。

表4  盐酸加入量对吸光值的影响

2.4标准样品试验

为验证此方法的准确度和精密度，特选取5个标准样品按此方法进行测试，并加入标准进行回收试验，测定结果见表5。

表5 标准样品Cu含量测定结果（n=5）

3结论

通过条件筛选实验，优化测试条件后，利用本方法对铝合金中的铜进行测定，具有结果准确、重现性好、方法可靠、操作简便的优点，完全适用于生产。

参考文献：

[1]上海材料研究所编著.有色金属及合金的分析方法[M].北京：机械工业出版社，1982.

[2]鞍钢钢铁研究所，沈阳钢铁研究所.实用冶金分析[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1990.

[3]刘珍.化验员读本[M].北京：化学工业出版社，1998.

[4]华东工学院，成都科学技术大学编著.分析化学[M].北京：高等教育出版社，2001.

作者：齐齐哈尔北方机器有限责任公司质量检验部  于 洋　刘博涛　王东升