黃上元，李天德

（1.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 黃石 435005；2.廣西北流市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，廣西 北流 537400）

銅是人們發(fā)現(xiàn)與運(yùn)用較早的金屬，銅及其合金因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的抗腐蝕性，較好的熱導(dǎo)率、導(dǎo)電率，較強(qiáng)的抗拉性以及容易加工等特性而得到了較為廣泛的運(yùn)用。冶銅工業(yè)中，銅精礦是主要的原材料，其在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至是國防工程中均發(fā)揮著十分重要的作用。最近幾年，進(jìn)口銅精礦的需求量漸漸加大，銅精礦中銅的含量是重要的計(jì)價(jià)元素，對貿(mào)易雙方的結(jié)算金額有著一定影響?；诖?，做好銅精礦中銅含量的測定工作，保證其較好的品質(zhì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器

電子天平（精度：0.0001g），三個錐形瓶（規(guī)格：150ml），酸式滴定管（規(guī)格：50ml）。

1.2 主要化學(xué)試劑

銅精礦樣品BSJ-1107，密度為1.19g/ml的HCl，硝硫混酸（HNO3密度為1.42g/ml，硫酸密度為1.84g/ml），密度為4g/ml的Na2CO3溶液，Na2S2O3·5H2O標(biāo)準(zhǔn)溶液。

制備：用天平量取Na2S2O3·5H2O標(biāo)準(zhǔn)溶液100g，加入到1000ml規(guī)格的燒杯內(nèi)，向其中滴入500mlNa2CO3溶液，然后轉(zhuǎn)移至10L規(guī)格的棕色試劑瓶內(nèi)。用蒸餾水進(jìn)行稀釋，保證溶液約為10L，將1mlCHCl3加入溶液中，放置兩周左右時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用的過程中應(yīng)該進(jìn)行過濾，補(bǔ)充加入1mlCHCl3，放置兩小時(shí)。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

混酸處理銅精礦之后，呈現(xiàn)黑色的殘留物質(zhì)會慢慢發(fā)生炭化，鹽溶液中銅會完全溶解，把NH4HF2飽和溶液加入其中，以掩蔽鐵離子。采用乙酸-乙酸銨溶液對溶液酸堿度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其保持在3.0～4.0范圍之間，對碘離子的還原性以及銅離子的氧化性進(jìn)行運(yùn)用，使I2從中析出。采用聚乙烯醇和淀粉當(dāng)作指示劑，使用Na2CO3溶液對溶液中的I2進(jìn)行滴定，這樣便能夠測量其中銅離子的含量。

1.4 分析步驟

用天平量取銅精礦0.5000g，加入到250ml規(guī)格的燒杯內(nèi)，加入少量水，然后把10mlHCl溶液加入其中，將電熱板調(diào)節(jié)至低溫加熱5min～8min，并將硝硫混酸溶液20ml加入其中，蓋好表皿，搖晃均勻，繼續(xù)加熱。銅精礦體積稍微變小時(shí)，將5ml硝硫混酸加入溶液中，直到?jīng)]有黑色殘留物質(zhì)后，將電熱板調(diào)節(jié)至高溫進(jìn)行加熱，直到銅精礦完全溶解，將表皿取下進(jìn)行冷卻處理。取來30ml水對表皿進(jìn)行清洗，放置在電爐上加熱三分鐘，保證鹽類充分溶解，取下對其進(jìn)行冷卻。將乙酸-乙酸銨溶液加入溶液中，直到顏色不發(fā)生變化再加入3ml～5ml，之后將NH4HF2溶液加入其中，直到紅色物質(zhì)完全消失，用水對燒杯進(jìn)行沖洗，將溶液搖勻。把2g～3gKI加入到溶液中，使其充分溶解，加入Na2S2O3·5H2O溶液直到呈現(xiàn)淡黃色，將指示劑加入其中，繼續(xù)滴加直到藍(lán)色慢慢消失便為終點(diǎn)[2]。

1.5 結(jié)果計(jì)算

w（Cu）=T×(V1-V0）/m×100%

這個計(jì)算式中T是Na2S2O3·5H2O標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定度，代表1mlNa2S2O3·5H2O標(biāo)準(zhǔn)溶液對應(yīng)銅的質(zhì)量；V1是滴加試樣過程中Na2S2O3·5H2O標(biāo)液消耗量；V0是滴加空白樣溶液過程中Na2S2O3·5H2O標(biāo)液的消耗量；m代表稱量銅精礦的質(zhì)量。

2 分析方法及討論

聚乙烯醇屬于多羥基化合物，呈現(xiàn)粉末狀或是絮狀，其可溶于水，在大部分有機(jī)溶劑中不會溶解。對于乙烯醇單體而言，其并不穩(wěn)定，所以聚乙烯醇不可以由乙烯醇的單體進(jìn)行聚合而生成，只可以利用聚醋酸乙烯酯的水解來生成[3]。

2.1 聚乙烯醇溶液制備

首先可以在約為20度的水中實(shí)施分散處理，讓其發(fā)生溶脹，之后結(jié)合純度選取適當(dāng)溫度，PVA17-88聚乙烯醇的醇解度是（88.1±1.4）%，需要在95度的條件下才會溶解。因?yàn)樵噭┑木唧w配制中溫度起到十分重要的作用，配制過程中需要對溫度加以控制，溫度偏低或是偏高都會給最終的顯色效果帶來影響，所以溶解中需要一邊攪拌一邊加熱，采用緩慢加熱的方式，直至充分溶解，在這一溫度下維持兩個小時(shí)才能實(shí)際應(yīng)用。

2.2 準(zhǔn)確度和精密度實(shí)驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)方法：銅精礦溶液充分溶解之后，將2g～3gKI加入溶液之中，搖晃均勻。立刻將Na2S2O3·5H2O標(biāo)液加入其中，直至顯現(xiàn)淡黃色，這時(shí)把1%濃度的2ml淀粉溶液加入其中，溶液會顯現(xiàn)藍(lán)紫色。保持滴定讓藍(lán)色慢慢變淺，將0.5g～1gKSCN加入其中，搖晃均勻，滴定至顏色完全消失便是終點(diǎn)。

本方法：將適量KI固體加入到溶液中，在產(chǎn)生I2后加入Na2S2O3·5H2O標(biāo)液，在接近終點(diǎn)的過程中滴定2毫升φ=5%的聚乙烯醇，一滴一滴的加入，在溶液顏色從原本的紅色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\乳白色時(shí)便是終點(diǎn)。

選擇BSJ-1107當(dāng)作樣品，用濃度均為1%的淀粉溶液與聚乙烯醇溶液當(dāng)作指示劑，作n=6分次實(shí)驗(yàn)。該方法用聚乙烯醇作為指示劑測定銅精礦中銅的含量，與標(biāo)準(zhǔn)方法所得結(jié)果做出對比，如表1所示。

表1 準(zhǔn)確度和精密度結(jié)果對比

從表1中能夠得知，雖然使用聚乙烯醇和淀粉溶液當(dāng)作指示劑都與標(biāo)準(zhǔn)值相近，然而相較于聚乙烯醇而言，淀粉作為指示劑終點(diǎn)的判斷會相對不夠明顯，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性相對較差?？偨Y(jié)兩種實(shí)驗(yàn)方法得出：相較于標(biāo)準(zhǔn)方法而言，運(yùn)用聚乙烯醇作為指示劑所得到的結(jié)果，不僅樣品的均值與銅精礦中銅的真實(shí)含量更加接近，同時(shí)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差也很小。說明聚乙烯醇作為指示劑具有較高的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)中變色現(xiàn)象較為明顯，容易觀察，性能相對較為平穩(wěn)，適合于銅精礦中銅含量的分析測定。

2.3 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

將淀粉和聚乙烯醇放在酸性條件下一天、一周和一個月的時(shí)間，用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為樣品測定他們在實(shí)驗(yàn)中的穩(wěn)定性。

淀粉溶液：淀粉和I2形成藍(lán)色物質(zhì)，然而需要配制不久的淀粉溶液才可以確保分析結(jié)果更為穩(wěn)定，溶液放置時(shí)間較長（通常在一周之上），顯色反應(yīng)就會較為遲鈍，終點(diǎn)的變化也不夠明顯。

聚乙烯醇：聚乙烯醇和I2形成紅色物質(zhì)，配制的聚乙烯醇溶液在放置三個月之后依然不會變質(zhì)，實(shí)際滴定中顯色較為迅速且靈敏，終點(diǎn)也容易觀察。不需要現(xiàn)配制現(xiàn)使用，存儲時(shí)間較長，同時(shí)具有很高的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

綜上所述，我們能夠看到，在銅精礦銅含量的分析測定中采用聚乙烯醇作為指示劑具有十分良好的效果，該指示劑變色較為靈敏，適用范圍更加寬廣，銅精礦中銅含量的測定更加接近真實(shí)值，是一種值得推廣使用的指示劑。