測銅儀器使用方法

『壹』 使用膜厚測量儀進行測試的時候需要注意哪些地方

1、零點校準, 使用沒有塗層的被測材料作為基準進行零點校準，這樣可以消除掉形狀、表面粗糙度帶來的誤差
2、粗糙度: 材料表面粗糙度越大，測量得到的值誤差也越大。
3、基體的厚度不能太薄，否則會嚴重影響測量精度。
4、常規膜厚儀有渦流法、電磁法，針對的是不同的基體和表面塗層材料，有些場合的塗層是無法用這兩種測量儀器測量的，就需要考慮其他膜厚儀：電解法、X熒光、超聲波、電磁超聲等
5、其他額外功能：有些客戶會需要無線傳輸功能，以便進行有效分類管理和遠程指導等，就需要購買帶WIFI功能的膜厚儀：TT260+ TIME®W101

『貳』 任務銅精礦中銅的測定

——碘量法

任務描述

銅礦石中的銅，其含量變化幅度較大，涉及的測定方法也較廣泛。目前對高、中含量的銅的測定多採用碘量法。碘量法已被列為銅精礦測定銅的國家標准方法（GB/T3884.1-2012 ）。銅精礦分析一般要求測定銅、金、銀、硫、氧化鎂、氟、鉛、鋅、鎘、鎳、砷、鉍、銻、汞等項目。本任務旨在通過實際操作訓練，學會碘量法測定銅精礦中銅含量，熟練運用酸分解法對試樣進行分解；能真實、規范記錄原始記錄並按有效數字修約進行結果計算。

任務實施

一、儀器和試劑准備

（1）玻璃儀器：酸式滴定管、錐形瓶、容量瓶、燒杯。

（2）銅片（≥99.99%）：將銅片放入微沸的冰乙酸（ρ＝1.05g/mL）中，微沸1min，取出用水和無水乙醇分別沖洗兩次以上，在100℃烘箱中烘4min，冷卻，置於磨口瓶中備用。

（3）溴水（AR）。

（4）氟化氫銨（AR）。

（5）鹽酸（ρ＝1.19g/mL）。

（6）硝酸（ρ＝1.42g/mL）。

（7）硫酸（ρ＝1.84g/mL）。

（8）高氯酸（ρ＝1.67g/mL）。

（9）冰乙酸（1＋3）（ρ＝1.05g/mL）。

（10）硝酸（1＋1）。

（11）氟化氫銨飽和溶液（貯存在乙烯瓶中）。

（12）乙酸銨溶液（300g/L）：稱取90g乙酸銨，置於400mL燒杯中，加入150mL蒸餾水和100mL冰乙酸，溶解後用水稀釋至300mL，混勻，此溶液pH值為5。

（13）硫氰酸鉀（100g/L）：稱取 10g 硫氰酸鉀溶於 400mL 燒杯中，加 100mL 水溶解。

（14）澱粉溶液稱取1g可溶性澱粉，用少量水調成糊狀，再用剛煮沸的蒸餾水稀釋至100mL，加熱煮沸，冷卻備用。

（15）三氯化鐵（100g/L）。

（16）碘化鉀（AR）

（17）硫代硫酸鈉（約0.04mol/L）：

——制備：稱取100g 硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃·5H₂O）置於1000mL 燒杯中，加入500mL無水碳酸鈉（4g/L）溶液，移入10L棕色試劑瓶中，用煮沸並冷卻的蒸餾水稀釋至約10L，加入10mL三氯甲烷，靜置兩周，使用時過濾，補加1mL三氯甲烷，搖勻，靜置2h。

——標定：稱取0.080 g（精確至0.0001 g ）處理過的純銅三份，分別置於500mL錐形瓶中，加10mL硝酸（1＋1），於電熱板上低溫加熱至溶解，取下，用水吹洗杯壁。加入5mL硫酸（1＋1），繼續加熱蒸至近干，取下稍冷，用約40mL蒸餾水沖洗杯壁，加熱煮沸，使鹽類完全溶解，取下，冷至室溫。加1mL冰醋酸（1 ＋3），加3mL氟化氫銨飽和溶液，加入2～3g碘化鉀搖動溶解，立即用硫代硫酸鈉標准溶液滴定至淺黃色，加入2mL澱粉溶液繼續滴定至淺藍色，加5mL硫氰酸鉀溶液，激烈搖振至藍色加深，再滴定至藍色剛好消失為終點。隨同標定做空白試驗。

按下式計算硫代硫酸鈉標准滴定溶液的滴定度：

岩石礦物分析

式中：T為硫代硫酸鈉標准溶液對銅的滴定度，g/mL；m為稱取純銅的質量，g；V為滴定純銅所消耗的硫代硫酸鈉標准溶液的體積，mL；V₀為滴定空白所消耗的硫代硫酸鈉標准溶液的體積，mL。

二、分析步驟

精確稱取0.2000 g銅精礦置於300mL錐形瓶中，用少量水潤濕，加入10mL濃鹽酸置於電熱板上低溫加熱3～5min取下稍冷，加入5mL硝酸和0.5～1mL溴，蓋上表皿，混勻，低溫加熱（若試料中含硅、碳較高時加5～10mL高氯酸）待試樣完全分解，取下稍冷，用少量蒸餾水沖洗表皿，繼續加熱蒸至近干，冷卻。

用30mL蒸餾水沖洗表皿及杯壁，蓋上表皿，置於電熱板上煮沸，使可溶性鹽類完全溶解，取下冷卻至室溫滴加乙酸銨溶液至紅色不再加深為止，並過量3～5mL，然後滴加氟化氫銨飽和溶液至紅色消失並且過量1mL混勻。加入2～3 g碘化鉀搖動溶解，立即用硫代硫酸鈉標准溶液滴定至淺黃色，加入2mL澱粉溶液繼續滴定至淺藍色，加5mL硫氰酸鉀溶液，激烈搖振至藍色加深，再滴定至藍色剛好消失為終點。隨同試樣做空白試驗。

若鐵含量極少時，需補加1mL三氯化鐵溶液；如果鉛鉍含量較高，需提前加入2mL澱粉溶液。

三、結果計算

按下式計算銅質量的百分含量：

岩石礦物分析

式中：w（Cu）為銅的質量分數，%；T為硫代硫酸鈉標准滴定溶液對銅的滴定度，g/mL；V為滴定試樣溶液消耗硫代硫酸鈉標准滴定溶液的體積，mL；V₀為滴定空白試樣溶液所消耗硫代硫酸鈉標准滴定溶液的體積，mL；m為稱取試樣的質量，g。

四、質量表格填寫

任務完成後，填寫附錄一質量表格3、4、5。

任務分析

一、碘量法測定銅的原理

碘量法測定銅的依據是在弱酸性溶液中（pH＝3～4 ），Cu^2＋與過量的KI作用，生成CuI沉澱和I₂，析出的I₂可以澱粉為指示劑，用Na₂S₂O₃標准溶液滴定。有關反應如下：

岩石礦物分析

Cu^2＋與I^-之間的反應是可逆的，任何引起Cu^2＋濃度減小（如形成配合物等）或引起CuI溶解度增大的因素均使反應不完全，加入過量KI，可使Cu^2＋的還原趨於完全。但是，CuI沉澱強烈吸附

，又會使結果偏低。通常使用的辦法是在近終點時加入硫氰酸鹽，將CuI（K_sp＝1.1×10^-12）轉化為溶解度更小的CuSCN沉澱（K_sp＝4.8×10^-15）。在沉澱的轉化過程中，吸附的碘被釋放出來，從而被Na₂S₂O₃溶液滴定，使分析結果的准確度得到提高。即：

CuI＋SCN^-→CuSCN＋I^-

硫氰酸鹽應在接近終點時加入，否則SCN^-會還原大量存在的Cu^2＋，致使測定結果偏低。溶液的pH值一般應控制在3.0～4.0之間。酸度過低，Cu^2＋易水解，使反應不完全，結果偏低，而且反應速率慢，終點拖長；酸度過高，則I^-被空氣中的氧氧化為I₂（Cu^2＋催化此反應），使結果偏高。

Fe^3＋能氧化I^-，對測定有干擾，但可加入NH₄HF₂掩蔽。NH₄HF₂是一種很好的緩沖溶液，因HF的K_α＝6.6×10^-4，故能使溶液的pH值保持在3.0～4.0之間。

二、Na₂S₂O₃標准溶液的配製

由於Na₂S₂O₃不是基準物，因此不能直接配製標准溶液。配製好的Na₂S₂O₂溶液不穩定，容易分解，這是因為在水中的微生物、CO₂、空氣中的O₂作用下，發生下列反應：

岩石礦物分析

岩石礦物分析

岩石礦物分析

此外，水中微量的Cu^2＋或Fe^3＋也能促進Na₂S₂O₃溶液的分解。

因此，配製Na₂S₂O₃溶液時，需要用新煮沸（為了除去CO₂和殺死細菌）並冷卻了的蒸餾水，加入少量Na₂CO₃使溶液呈弱鹼性，以抑制細菌的生長。這樣配製的溶液也不易長期保存，使用一段時間後要重新標定。如果發現溶液變渾濁或析出硫，也應該過濾後再標定或者另配溶液。

三、干擾元素及其消除辦法

（1）三價鐵離子：Fe^3＋的存在有顯著干擾，因為它能氧化I^-，析出碘，使結果偏高。為使碘量法測定銅在有鐵存在下也能夠進行，常把鐵轉變為不與碘化鉀作用的配合物，一般是加入氟化鉀（銨），此時，Fe^3＋結合成為不與碘化鉀起反應的配離子

這是快速碘氟法的基礎。

（2）亞砷酸、亞銻酸：在碘量法測定銅的條件下（pH＞3.5），

等離子能被析出的I₂氧化，使結果偏低，甚至不放出I₂，因而干擾測定。其反應如下：

岩石礦物分析

五價的砷、銻在pH＞3.5的條件下對測定無干擾。因此可在分解試樣時將三價砷和銻氧化為高價以消除其干擾。As^（Ⅲ）和Sb加入溴水氧化。煮沸除去過量的溴。

（3）亞硝酸根有影響，可於溶液中加入尿素除去。

（4）碘化亞銅沉澱吸附碘，使測定結果偏低。加入硫氰酸銨和碘化亞銅作用，因硫氰化亞銅的溶解度比碘化亞銅的溶解度小，生成硫氰化亞銅，消除對碘的吸附。當銅含量很低時可不加硫氰酸銨。當銅的含量較高時，在滴定終點到達之前可加入適量的硫氰酸銨溶液，使碘化亞銅轉變為硫氰化亞銅：

CuI＋SCN^-→CuSCN＋I^-

滴定時，體積不能太大，否則碘化亞銅又形成二價銅鹽，使溶液變藍，終點不明顯。

實驗指南與安全提示

/試樣中碳含量較高時，需加2mL硫酸和2～5mL高氯酸，加熱溶解至無黑色殘渣，並蒸干。

試樣中含硅、碳較高時，加0.5 g氟化氫銨和5～10mL高氯酸。

試樣中含砷銻高時，需加入溴水，再加入硫酸冒煙處理。

碘化鉀的用量：由於I^-與Cu^2＋的反應是一個可逆反應：

岩石礦物分析

故為使Cu^2＋與I^-定量地反應，I^-（通常以KI形式加入）過量是十分必要的。實際分析中，一般加入2g左右的KI即可使Cu^2＋與I^-定量地反應。另外，由於過量I^-的存在，反應生成的碘能形成I₃-，可減少因碘的易揮發性所帶來的誤差。

硫氰酸鹽的作用：在測定銅的溶液中加入硫氰酸鹽，使碘化亞銅變為溶解度更小的硫氰酸亞銅，反應如下：

CuI＋SCN^-→CuSCN＋I^-

①可克服碘化亞銅對碘的吸附（銅含量高時，這種吸附是相當顯著的），使終點清晰；

②可使I^-與Cu^2＋的反應進行得更完全；

③並可增加碘離子濃度，減少碘化鉀（價格昂貴）的加入量。

硫氰酸鹽的加入時間：當銅的含量較高時，可以接近終點時加入適量的硫氰酸鉀應溶液。過早加入會使結果偏低，因為銅可被CNS^-還原。反應如下：

岩石礦物分析

滴定時溶液的酸度：碘量法滴定銅可以在醋酸、硫酸或鹽酸介質中進行，目前採用最多的還是在醋酸介質中進行，主要原因是在醋酸介質中比在硫酸或鹽酸介質中較易控制測定所需的酸度。碘量法測定銅時，pH必須維持在3.5～4之間。

①在鹼性溶液中

將發生下列反應：

5H₂O，而且I₂在鹼性溶液中會發生歧化反應生成

也可能有水解副反應。

②在強酸性溶液中Na₂S₂O₃溶液會發生分解：

酸度太大，碘化物易被空氧化而析出碘：4I^-＋4H^＋＋O₂→2I₂＋2H₂O

③銅礦石中常含有Fe、As、Sb等金屬，樣品溶解後，溶液中的Fe^3＋、As^（Ⅴ）、Sb^（Ⅴ）等均能氧化I^-為I₂，干擾Cu^2＋的測定。As^（Ⅴ）、Sb^（Ⅴ）的氧化能力隨酸度下降而下降，當pH＞3.5時，其不能氧化I^-。Fe^3＋的干擾可用F^-掩蔽。

滴定時溶液的體積：體積不能太大。化學反應的速度與反應物的濃度有關。增大溶液體積，就相當於降低Cu^2＋與I^-的濃度，使反應速度變慢，碘化亞銅又形成二價銅鹽，出現終點返回的現象，終點不明顯。

若亞硝酸根未除盡，可加少許尿素，煮沸數分鍾。

空白溶液和鐵含量很低的試樣，為了便於調節pH，可加入數滴100g/L NH₄Fe（SO₄）₂溶液。

案例分析

1.鴻盛礦業公司化驗室某員工在用碘量法測定一含銅礦石中的銅含量時，用鹽酸、硝酸溶解樣品後，加入NH₄F消除Fe^3＋的干擾，但其測定結果經過比較後發現偏高，請以你所學知識分析結果可能偏高的原因。

2.贛州鈷鎢公司購進了一批含鐵銅礦石，對方出具的檢驗報告表明該批次銅含量為11.26%，實驗室某員工在使用碘量法測定銅含量時，將樣品溶解後，用NaAc溶液調節溶液的pH值3.5～5.0左右，加入KI還原Cu^2＋，滴定完畢，計算結果後發現結果比對方檢驗更高。技術主管在查找原因時發現該員工忘記加入NH₄F，請分析此次測定失敗的原因。

閱讀材料

銅精礦知識簡介

1.概述

自然界中含銅礦物有200多種，其中具有經濟價值的只有十幾種，最常見的銅礦是硫化銅礦，例如：黃銅礦（CuFeS₂）、輝銅礦（Cu₂S）、銅藍（CuS）等，目前世界上80% 的銅來自此類礦石。銅精礦是將礦石粉碎球磨後，用葯劑浮選分離捕集含銅礦物，使品位大大提高，供冶煉銅用。少數銅礦中（如湖北大冶銅綠山礦），常常夾雜有孔雀石，這是一種含銅的碳酸鹽礦物，色澤優美，經琢磨雕刻，可做成佩飾或項鏈等裝飾品，屬稀有寶石類，深受人們喜愛。

我國開采冶煉銅礦的歷史悠久，可追溯到春秋時代，距今有2700多年。大冶有色金屬公司銅綠山礦在生產過程中發現的古銅礦遺址，經考古發掘，已清理出從西周至西漢千餘年間不同結構、不同支護方式的豎井、斜井、盲井數百座，平巷百餘條，以及一批春秋早期的煉銅鼓風豎爐，隨同出土還有大量的用於采礦、選礦和冶煉的生產工具，在遺址旁近2km²的地表堆積著約40 萬噸以上的古代煉渣，渣樣分析，其銅含量小於0.7%，它表明了我國古代采冶的規模和高超的技術水平。

我國現代化的大型煉銅采冶企業有：江西銅業有限公司、大冶有色金屬公司（湖北）、銅陵有色金屬公司（江蘇）、白銀有色金屬公司（甘肅）、中條山有色金屬公司（山西）以及雲南冶煉廠、沈陽冶煉廠、葫蘆島鋅廠等。由於自采銅礦的品位和數量有限，不能滿足生產的需要，因而對進口銅精礦的需求日益增大，與我國有過貿易往來的銅精礦生產國有：巴布亞紐幾內亞、菲律賓、印尼、澳大利亞、蒙古、摩洛哥、莫三比克、南非、波蘭、秘魯、智利、墨西哥、美國、加拿大等。

2.特性

進口硫化銅精礦一般為墨綠色到黃綠色，也有灰黑色，其中時有夾雜少許藍色粉末。銅精礦是浮選產物，粒度較細，接近乾燥的銅精礦在儲運過程中易揚塵散失，也不適宜遠洋運輸，因此生產過程中常保持10% 左右的水分。氣溫高時，硫化銅精礦易氧化，特別是遠洋運輸時間長，或在夏季交接貨物時，氧化現象更為嚴重。驗收這種銅精礦時，往往銅品位降低，收貨重量增加。正是由於這種原因，銅精礦在貿易的交接過程中，是以總金屬量來衡量的。用於品質分析的樣品，應密封於鋁箔袋中存放。實驗證明，封存於紙袋或聚乙烯袋中的樣品，放置乾燥器中保存一個月，銅的百分含量明顯降低，隨著保存時間的延長，銅品位還會繼續下降，而封存在鋁箔袋中的樣品，即使存放半年，銅含量也無明顯變化。

從冶煉的角度來說，銅精礦中硫和鐵的含量高些好，一般要求銅/硫比為1∶1 左右，Fe＞20%，Si＜10%，這種礦在反射爐中造渣性能和流動性能都較好。對雜質元素Cr、Hg、Pb、Zn、Bi、As、F、Cl等含量要求愈低愈好，主要是為了滿足冶煉的要求和對環境的保護。

3.用途

銅精礦供煉銅用。從礦石冶煉得到的「羊角銅」即粗銅，經電解可得到純度很高的電解銅。在冶煉和電解過程中，還可以從陽極泥、電解液、煙道灰和尾氣中分別回收金、銀、鈀、鉑、鎘、鉛、鋅、鉍、硒、碲、硫等元素或化合物，余熱可發電。綜合利用不僅可減少廢液、廢渣、廢氣對環境和空氣的污染，同時變廢為寶，提高了銅精礦的利用價值。

4.化學成分

硫化銅精礦的主要成分是銅、鐵、硫，主要的貴金屬有金、銀，其他成分有硅、鈣、鎂、鉛、鋅、鋁、錳、鉍、銻、氟、氯等，因原礦產地和選礦水平不同，品質差異較大。

5.進口規格

進口銅精礦以成交批中銅、金、銀的純金屬量作為結算依據，一般銅含量為25%～45%，金含量為1～35g/t，銀含量在30～350g/t范圍內，當金含量小於1g/t，銀含量小於30 g/t時，金、銀二項不計價。經多年進口銅精礦實踐，從價格和回收率來考慮，企業喜歡進口含銅量在30% 左右，金銀含量在不計價范圍之銅精礦。對冶煉和環境有害的元素F、Cl、Pb＋Zn、As、Sb、Hg要求在限量之下，超過限量則按規定罰款，超過最高限量時，該批貨拒收。

6.檢驗標准

銅精礦的檢驗，一般按500 t作為一個副批，在衡重的同時扦取代表性樣品，制備水分測定樣品和品質分析樣品，按規定進行分析測定，以全部副批檢驗結果的加權平均值作為最終結果。發貨人和收貨人品質檢驗結果在誤差范圍內，該批貨可順利交接，若雙方結果超出0.3%，金的結果超出0.5g/t，銀的結果超出10～15g/t，有可能需要仲裁。

我國銅精礦的技術條件標准和檢驗標准較為完整。YS/T318 -2007 是銅精礦技術條件標准，該標准將銅精礦原有的15個品級修訂為五個品級；取制樣方法和水分含量測定按GB/T14263-2010進行，根據工作實踐，有的銅精礦中金銀含量特別高，GB/T3884規定了Cu、Au、Ag、S、As、MgO、F、Pb、Zn、Cd的檢驗方法。

『叄』 原子吸收光譜法

用原子吸收光譜法測定銅，干擾少，方法靈敏、快速、簡便，特別適用於低含量銅的測定。當試樣中銅含量很低時，也可用APDC-MIBK、CHCl₃或乙酸乙酯萃取，將銅富集於有機相中，直接在有機相中進行銅的測定。本法適用於0.001%～5%銅的測定，採用萃取有機相可測定0.1×10^-6銅。

方法提要

試樣經鹽酸、硝酸分解，在(2+98)～(5+95)鹽酸中進行測定，鹽酸、硝酸不幹擾測定，大於4%硫酸(或SO^2-₄)使銅吸收降低。本法適用於銅礦石及多金屬礦石中0.00x%～x%銅的測定。

儀器

原子吸收光譜儀。

試劑

鹽酸。

硝酸。

銅標准儲備溶液ρ(Cu)=1.00mg/mL配製方法同本章40.3.1碘量法。

銅標准溶液ρ(Cu)=100.0μg/mL由銅標准儲備溶液稀釋配製，介質φ(HNO₃)=4%。

校準曲線

分別吸取0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL銅標准溶液(100.0μg/mL)，分別置於100mL容量瓶中，加入4mL(1+1)HCl，用水稀釋至刻度，搖勻。在原子吸收光譜儀上，於324.8nm波長處，測量吸光度，繪制校準曲線。

分析步驟

稱取0.1～0.5g(精確至0.0001g，稱樣量視銅含量而定)試樣，置於100mL燒杯中，用少許水潤濕，徐徐加入15mLHCl，加蓋表面皿，搖動，置於電熱板上加熱溶解數分鍾。待硫化氫氣體逸出完後，加5mLHNO₃，繼續加熱使試樣分解完全(如有黑色殘渣，可加入少量氟化銨助溶)，加熱蒸發至濕鹽狀，取下，冷卻，加入4mLHCl，用水沖洗表面皿及杯壁，加熱使可溶性鹽類溶解。冷卻後移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。分取5.0～10.0mL溶液於100mL容量瓶中，加入4mL(1+1)HCl，用水稀釋至刻度，搖勻。澄清後按校準曲線分析步驟操作，測得銅量。

銅含量的計算公式同式(40.2)。

注意事項

1)對於含硫較高的試樣，必須在600～650℃灼燒1h，否則容易使銅的結果偏低。

2)用原子吸收光譜法測定銅時，干擾元素較少，金、釩、銦、鉈、鉀、鎘、鉬、鎢、鉛、鐵、鋅、鉑、鈀、鈉、錳、鍶、鋁、鉻、鈷、鋯、鎂、鎳、鈣、鋇、銀，以及(1+9)(體積比)以下的鹽酸或王水均不影響測定。硫酸或磷酸由於黏度大，當濃度分別在(4+96)以上和(1+99)以上時，對銅測定有影響，使吸收降低，銅的測定一般採用鹽酸或硝酸介質。當選用324.8nm為吸收線時，銪對測定有干擾，此時可用化學方法分離或選用其他吸收線進行測定。

『肆』 任務銅礦石中銅的測定

——原子吸收光譜法

任務描述

隨著原子吸收光譜儀的普及，火焰原子吸收光譜法已普遍應用於低含量銅的測定，並被列為國家標准方法（GB/T14353.1 -2010 ）。原子吸收光度法測定的靈敏度與准確度在很大程度上取決於所用的儀器及其工作條件。本任務旨在通過實際操作訓練，熟練控制和選擇儀器的工作條件進行銅礦石中銅含量的測定。進一步規范、熟練使用原子吸收光譜儀，正確記錄測定數據，繪制工作曲線，並根據工作曲線對銅礦石中的銅含量進行計算，熟練掌握原子吸收光譜法標准溶液的配製。

任務實施

一、儀器和試劑准備

（1）鹽酸（ρ＝1.19g/mL）。

（2）硝酸（ρ＝1.42g/mL）。

（3）鹽酸（5＋95）。

（4）銅標准溶液A：稱取1.0000g金屬銅（99.99%）於250mL燒杯中，加20mL硝酸（1＋1），加熱溶解後，冷卻後加水溶解銅鹽，用水洗去表面皿，移入1L容量瓶中，以水定容，此溶液含銅1.000mg/mL。銅標准儲備溶液B：准確吸取25.00mL銅標准溶液A於250mL容量瓶中，以鹽酸（5＋95）定容。此溶液含銅100.0μg/mL。銅標准溶液C：准確吸取50.00mL銅標准溶液B於250mL容量瓶中，以鹽酸（5 ＋95 ）定容。此溶液含銅20.00μg/mL。

（5）原子吸收分光光度計、銅元素空心陰極燈等。

二、分析步驟

1.試樣分解

按試料中含銅量范圍酌情准確稱取0.1000～0.5000 g試樣於100mL燒杯中，加入適量水潤濕，加入濃鹽酸15mL，蓋上表面皿，置電熱板上加熱15～20min，以除去大部分硫化氫，加入濃硝酸5mL，繼續加熱至試料分解完全（如有黑色殘渣應加入數滴氫氟酸或少量氟化銨助溶），用少量水洗去表面皿，蒸發至干。趁熱加入5mL鹽酸（1＋1）溶解殘渣，用水沖洗杯壁，繼續加熱至溶液清澈，冷卻，移入50mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。按試料中含銅量，從中准確分取溶液5～10mL，置入50mL容量瓶中，用鹽酸（5＋95）稀釋至刻度，搖勻。

同時做空白試驗。

2.校準溶液系列配製

分取0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL銅標准溶液B或0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL銅標准溶液C（視試樣中含銅量而定），分別置於一組50mL 容量瓶中，加入5mL 鹽酸（1 ＋1），用水稀釋至刻度，搖勻。

3.測定

按儀器工作條件測定溶液中銅的吸光度。以銅量為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制工作曲線。與此同時測定試樣溶液的吸光度。

4.儀器工作條件

儀器工作條件如表5-1（僅供參考）。

表5-1 儀器工作條件

三、結果計算

銅量以質量分數計，按下式計算：

岩石礦物分析

式中：w（Cu）為銅的質量分數，%；V為試樣溶液的總體積，mL；V₁為分取試樣溶液的體積，mL；m為從工作曲線中查得試液的銅量，μg；m₀為從工作曲線中查得空白的銅量，μg；m為稱取的試樣質量，g。

四、質量表格填寫

任務完成後，填寫附錄一質量表格3、4、7。

任務分析

一、原子吸收分光光度法測定銅的原理

試樣經酸分解後，在鹽酸（5%）介質中，使用空氣-乙炔火焰，於原子吸收分光光度計上、波長324.7 nm處，測量銅的吸光度。

二、原子吸收光譜分析中標准溶液配製

標准溶液是原子吸收光譜法測定樣品中待測元素含量時必不可少的，一般有以下幾種配製方法。

（1）自行配製標准溶液（母液）。必須採用基準物質，通常用各元素合適的鹽類來配製標准溶液，當沒有合適的鹽類可供使用時，可用相應的高純金屬絲、棒、屑。通常不使用海綿狀金屬或金屬粉末，因為這兩種狀態的金屬易引入污染物或容易氧化，純度達不到要求。金屬在使用前，一定要注意用酸清洗或者用砂紙打光，除去表面的污染物和氧化層。

【舉例】 鋅標准溶液的配製方法：

1 ）稱取1.0000 g金屬鋅（除去表面氧化膜）於300mL燒杯中，加入30～40mL鹽酸（1＋1），使其完全溶解後，加熱煮沸幾分鍾，冷卻後移入1000mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含有1.000mg鋅。

2 ）稱取1.2447 g氧化鋅（預先在900℃灼燒至恆重），於300mL燒杯中，加入20mL硫酸（0.05mol/L），使其完全溶解後移入1000mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含有1.000mg鋅。

（2）採用國家認可單位（如國家標准物質中心等）生產的商品1000μg/mL或500μg/mL的有證標准溶液。

分取逐步稀釋（一般稀釋至1/10～1/20，否則誤差比較大）。購買成品，比較方便，可以直接使用，有證書，質量可以保證。

（3）標准貯備溶液、標准工作系列溶液必須用超純水或蒸餾水配置。標准工作系列保存不要超過一周（給一定的酸度，保存時間可以長一些），濃度很低的標准溶液（1μg/mL以下）使用時間最好不要超過2 d；母液的保存時間視不同元素穩定性而定，通常為6個月至1年。標准溶液濃度的變化速度與標准溶液本身元素的性質、濃度、介質、容器、保存條件均有關系。（經常使用某一標液，如果實驗沒有特殊要求，建議給較大酸度，可以長期使用，使用時間的長短，可以觀察使用過程中標液吸光度的變化，確定是否失效）

（4）保存標准溶液的容器材質要根據不同元素及介質而定。無機貯備溶液置於聚四氟乙烯容器中，保持必要酸度（10% 左右），保存在清潔、低溫、陰暗的地方。容器必須洗凈，對於不同容器採取的洗滌方法不同，通常將容器浸泡在5% 的硝酸或鹽酸溶液中。標准溶液要有專人保管，不允許隨便亂拿亂放。

（5）標准溶液（貯備溶液、標准工作系列）要標明溶液編號、名稱、濃度、介質、配置日期、配置人。

實驗指南與安全提示

儀器開、關機時必須嚴格遵守操作規程。空心陰極燈預熱30min，為了輸送給放大系統足夠的能量，必須在燈電流、狹縫、光電倍增管負高壓三者之間進行合理的調試，以得到最佳選擇，一般的燈電流的最佳值，要比理論值大一點。

調節燃氣和助燃氣壓力時，要注意靜止狀態和氣流狀態是不同的。一定在燃燒器點火的工作條件下調節，並且在測量過程中，經常檢查設定值是否已經改變。如有變化，應隨時校正，以保持在測量過程中條件的一致性。

毛細管的長度增加會使吸噴試液的阻力增大，使試液提升量下降；試液放置高度相差5cm，可導致吸噴試液量10% 的變化，這對於精確的測量有明顯的影響。因此測量時，每個試樣放置的位置高度要保持一致。

溫度升高，試液的黏度下降，其吸噴試液的提升量增加，同時使霧化效率增大。加熱試樣，可提高測量的靈敏度。為獲得准確一致的測量，應保持試液的溫度相同。一般是使試液在室溫下放置一定時間，使其於室溫達到平衡。

當燃燒器縫口積有鹽類或塵土時，可使火焰變化不規則，呈鋸齒狀。應卸下燃燒頭，用刀片颳去積淀的鹽塊，最好依次用稀鹽酸和蒸餾水徹底清洗。

乙炔鋼瓶應與儀器分室放置，開啟鋼瓶時，閥門旋開不超過1.5轉，出口壓力不低於0.05MPa，防止丙酮溢出。

空壓機出氣口水分離器要注意排水，防止設備銹蝕或將水壓入儀器內。

單色器、檢測器中的光學元件、光電倍增管嚴禁擅自調節。

分析溶液應保持一定的酸度，以免形成Cu（OH）₂沉澱。在空氣-乙炔火焰中未見干擾。Cu化合物易解離實現原子化，宜用貧然火焰測定，有很高靈敏度。一般不受其他元素干擾，可用較寬光譜帶寬。

拓展提高

原子吸收光譜儀檢定和驗收

儀器出廠前需經質檢部門按專業標准或企業標准檢定。實驗室中的儀器也需經計量部門按檢定規程定期檢定後方可使用，了解和掌握儀器的檢定驗收技術尤為重要。這里介紹有關儀器主要技術指標的測試和檢定方法。

一、波長示值誤差與重復性

譜線的理論波長與儀器波長機構讀數的差值稱為波長示值誤差。商品儀器經過長途運輸的振動，波長示值可能超差。按波長順序如果始終是正誤差或負誤差，但差值不等，可以通過調整正弦機構來校正；若差值大致相等，則可調節波長鼓輪或數碼輪來校正；若差值隨波長變化而正負波動，則需重新調節光學系統。

專業標准和檢定規程要求，波長示值誤差應不大於 0.5nm，波長重復性應優於0.3 nm。

以汞空心陰極燈作光源，光譜通帶為0.2nm，選取五條譜線，逐一做三次單向（短波向長波）測量，以給出最大能量時的波長示值為測量值，然後按下式計算波長示值誤差（Δλ）和重復性（δλ）：

岩石礦物分析

δλ ＝ λ_max-λ_min

式中：λ_r為汞（氖）譜線的波長理論值；λ_i為汞（氖）譜線的波長測量值；λ_max為某譜線三次測量值中的最大值；λ_min為某譜線三次測量值中的最小值。

檢定規程推薦使用汞：253.7 nm、365.0 nm、435.8 nm、546.1 nm、640.2 nm（氖）、724.5nm（氖）和811.6nm，從中選取3～5條譜線加以測試。

如果沒有汞燈，可用砷燈（193.7 nm ）、鋅燈（213.9 nm ）、鎂燈（285.2 nm ）、銅燈（324.8nm）、鈣燈（422.7nm）、鉀燈（766.5nm）和銫燈（852.1nm）來校驗波長示值誤差和重復性。

二、解析度

儀器的解析度，是鑒別儀器對共振吸收線與鄰近的其他譜線分辨能力大小的一項重要技術指標。

能夠清晰分辨開鎳231.0 nm、231.6 nm、232.0 nm三條相鄰的譜線，則該儀器的實際解析度為0.4 nm；能夠清晰分辨開汞265.2 nm、265.4 nm、265.5 nm三條譜線，該儀器的實際解析度為0.1 nm；能清晰分辨開錳297.5 nm、297.8 nm兩條譜線，該儀器的實際解析度為0.3 nm。

專業標准規定使用鎳的三條譜線來測試解析度。定量解析度的標准，是以232.0 nm的透射比作為100%，231.6 nm和232.0 nm兩峰之間的波谷的透射比T_λ1應不大於25%，232.0 nm譜線的長波處T_λ2透射比不應大於10%。

用鎳燈作光源，光譜通帶為0.2nm，調出232.0nm譜線峰值波長位置，調節負高壓，使透射比為100%，然後緩慢調節波長選擇鼓輪使波長逐漸變短，觀測波谷（λ₁）波長處的透射比是否符合要求，然後再將波長示值逐漸向增大方向變化，超過232.0 nm波峰後，透射比將明顯下降，觀測長波處（λ₂）的透射比是否符合要求。必須注意的是，使用鎳燈的231.6 nm離子線強度必須小於232.0 nm譜線的強度，否則測試結果受燈的質量影響太大。

檢定規程規定用錳燈的279.5 nm和279.8 nm譜線來測試解析度。點錳燈，光譜通帶為0.2nm，調節光電倍增管負高壓，使279.5nm譜線的強度為100；然後掃描測量錳雙線，此時應能明顯分辨出279.5 nm和279.8 nm兩條譜線，且譜線間波谷的透射比不超過40%。

三、基線穩定性

基線穩定性儀器的重要技術指標，它反映整機穩定性狀況。基線穩定性分靜態和動態兩種。

（1）靜態基線穩定性的測試。點亮合格的銅燈，光譜通帶為0.2mm，量程擴展10倍，待儀器和銅燈預熱30min後，在原子化器未工作的狀況下，測定324.8 nm譜線的穩定性，30min內吸光度最大漂移量不應大於0.005；最大瞬時雜訊不應超過0.005，檢定規程中對使用中的儀器有所放寬，這兩項指標不應超過0.0060。

(2)動態基線穩定性的測試。檢定規程中規定，必須測試動態基線穩定性既點火基線穩定性。按測銅的最佳條件，點燃空氣-乙炔火焰，吸噴去離子水，10min後在吸噴去離子水的狀況下，按上述方法測量30min內吸光度最大漂移量和瞬時雜訊均不應超過0.006，而使用中的儀器不應超過0.0080。

四、靈敏度

靈敏度為吸光度隨濃度的變化率dA/dC，亦即校準曲線的斜率。原子吸收分析的靈敏度用特徵濃度來表示，其定義為能產生1% 吸收（吸光度0.0044 ）時所對應的元素濃度，由於靈敏度為校準曲線的斜率，故特徵濃度可用下式計算：

岩石礦物分析

式中：C為測試溶液的濃度，μg/mL；A為測試溶液的吸光度。

專業標准規定，Zn（213.9nm）、Mg（285.2nm）和K（766.5nm）的特徵濃度應分別不大於0.01μg/mL，0.004μg/mL，0.02μg/mL。測試特徵濃度所用的溶液濃度分別為0.2μg/mL，0.1μg/mL，0.5μg/mL。

五、精密度

精密度反映測量結果的重現性。根據誤差理論，標准偏差能較好地反映測量過程的精密度。因此，原子吸收分析的精密度是用相對標准偏差S_r來度量的。

專業標准規定，吸噴鋅標准溶液（1μg/mL）、鎂標准溶液（0.5μg/mL）和鉀標准溶液（2g/mL），分別平行測定11次，按下式計算相對標准偏差S_r：

岩石礦物分析

式中：σ為標准偏差；A為吸光度平均值。

專業標准規定，測定這3種元素的精密度均不應大1%。

六、檢出限

檢出限是原子吸收分光光度計最重要的技術指標。它反映了在測量中的總雜訊電平大小，是靈敏度和穩定性的綜合性指標。

檢出限意味著儀器所能檢出元素的最低（極限）濃度。按IUPAC（1975 年）規定，元素的檢出限定義為吸收信號相當於3 倍雜訊電平所對應的元素濃度，計算公式為：

岩石礦物分析

式中：C為試液濃度；A試液平均吸收值；σ為雜訊電平。

雜訊電平是用空白溶液進行不少於10次的吸收值測定，計算標准偏差的公式為：

岩石礦物分析

通常n＝11就可以了，較精確計算可取n＝20；A為空白吸收值n次平均值；A_i為空白溶液吸收值。

對檢出限的測試，應注意以下幾個問題：

（1）試驗溶液應為空白溶液或其濃度接近空白，通常取檢出限值的2～10倍。

（2）測量順序應是空白和試液交替進行。

（3）儀器的標尺護展通常開到適當大的程度。只有當信號的增加優先於雜訊電平增大時，標尺擴展才是有效的。一般擴展5～10倍為宜。

（4）應在相同標尺擴展倍數下測試空白溶液和試驗溶液。計算時，峰高的單位應取得一致。

專業標准採用Zn（0.01μg/mL）、Mg（0.005μg/mL）和K（0.01μg/mL）標准溶液來測試檢出限，平行測定11次，計算標准偏差。專業標准規定Zn、Mg和K的檢出限分別為0.002μg/mL、0.0008μg/mL、0.002μg/mL。

（本文摘自：分析測試網路網http：//www.antpedia.com）