锌含量的测定方法及应用范围

1.PAN分光光度法

（1）方法提要 试样以盐酸-过氧化氢溶解，用三正锌胺萃取锌，以硝酸钾-碘化钾混合液将锌反萃入水相。在pH=10左右，用三氯甲烷萃取PAN与锌的有色络合物，于分光光度计波长550nm处测量其吸光度

本方法适用于原生镁锭中锌含量的测定，测定范围为0.005%～0.100%（质量分数）。

（2）主要试剂

1）三氯甲烷。

2）过氧化氢（1.10g/mL）、氨水（1+1）。

3）盐酸（1+1）：优级纯。

4）盐酸（1+5）：优级纯。

5）盐酸（1+10）：优级纯。

6）碳酸钠溶液（0.5mol/L）。

7）1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚（PAN）乙醇溶液（1g/L）。

8）三正辛胺二甲苯溶液（1+20）：50mL三正辛胺用二甲苯稀释至1000mL。

提纯方法：将配好的三正辛胺与等体积碳酸钠溶液（0.5mol/L）振荡，弃去水相，再加等体积盐酸溶液（1+10）振荡，弃去水相，依次反复振荡数次，最后一次与碳酸钠溶液振荡后用水洗涤至水相中无金属离子反应（PAN检查洗涤过的水应为黄色）为止，再与等体积盐酸溶液（1+5）振荡2min，静置后弃去水相，有机相储存备用。

使用过的三正辛胺溶液可用上述步骤处理后，循环使用。因为使用过的三正辛胺溶解有少量碘而呈黄色，所以在用碳酸钠溶液（0.5mol/L）洗涤时，加入适量硫代硫酸钠将碘还原。

9）硝酸钾-碘化钾混合溶液：硝酸钾50g和碘化钾10g溶于水后稀释至1000mL。

提纯方法：于混合溶液中加3～5mLPAN溶液（1g/L），用三氯甲烷萃取两次（每次30～50mL），弃去有机相，水溶液过滤于瓶中储存备用。

10）磺基水杨酸溶液（100g/L）。

11）双环己酮草酰二腙（BCO）乙醇溶液（1g/L）：称取0.5gBCO溶于250mL乙醇中，用水稀释至500mL容量瓶中。

12）锌标准储存溶液：称取0.5000g金属锌[w（Zn）≥99.9%]置于烧杯中，加10mL盐酸溶液（1+1），加热使之溶解完全，冷却，移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg锌。

13）锌标准溶液：4μg/mL。

（3）分析步骤

1）试样量：称取0.5g试样，精确至0.0001g。

2）试样溶液的制备：将试样置于100mL烧杯中，加10mL盐酸溶液（1+1）溶解，滴加3滴或4滴过氧化氢，加热使之溶解完全，蒸发至近干，用盐酸溶液（1+5）溶解，冷却，按表3-57将试液移入容量瓶中，用盐酸溶液（1+5）稀释至刻度，混匀，移取15.00mL试液置于125mL分液漏斗中。

表3-57 分取试液的体积

加入20mL三正辛胺溶液，振荡1min，分层后弃去水相。向有机相中加入10mL盐酸溶液（1+5），振荡10s，分层后弃去水相。向有机相中加20mL硝酸钾-碘化钾混合溶液，振荡1min，分层后，将水相移入另一分液漏斗，向有机相再加5mL硝酸钾-碘化钾混合溶液，振荡10s。分层后，合并水相，弃去有机相。

向水相中加5mL磺基水杨酸溶液并摇匀，加入2mL氨水（1+1）并摇匀，加入1mLBCO溶液并摇匀，放置3～5min，加1.00mLPAN溶液摇匀，放置30s，加25.00mL三氯甲烷，振荡2min，静置分层后将有机相过滤于1cm吸收皿中。

3）测量：以空白试验溶液作参比，于分光光度计波长550nm处测量吸光度，从校准曲线上查得相应的锌量。

4）校准曲线的绘制：移取0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL的4μg/mL锌标准溶液，分别置于125mL分液漏斗中，加7mL盐酸溶液（1+1），用水稀释至20mL，加20mL三正辛胺二甲苯溶液，按试样溶液显色处理。以试剂空白溶液作参比，于分光光度计波长550nm处测定吸光度，以锌量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校准曲线。

（4）分析结果的计算 试样中锌的质量分数的计算公式为

式中 m₁——自校准曲线上查得的锌量（μg）；

V₀——试液总体积（mL）；

m₀——试样的质量（g）；

V₁——分取试液的体积（mL）。

2.滴定法

（1）方法提要 试样用盐酸溶解，蒸发除去过量的酸，用2mol/L的盐酸溶解残渣，将滤液通过强碱性阴离子交换树脂，用盐酸（0.005mol/L）洗脱吸附于树脂上的锌，以二硫腙为指示剂，用EDTA标准溶液滴定锌。

本方法适用于镁及镁合金（不含镉）中锌含量的测定，测定范围为0.10%～8.0%（质量分数）。

（2）试剂在分析过程中一律用蒸馏水或等同纯度的水。

1）强碱性阴离子交换树脂，不等孔隙或等孔隙，季胺基聚乙烯类（如Dowexl×2，De-Acidite FF SRA 62或相当者），氯型，含有2%～3%交联度[以D.V.B（二乙烯基苯）的质量分数表示]，最好颗粒大小为150～295μm（+52～-100目）。

2）丙酮（0.79g/mL）。

3）盐酸（1.19g/mL）。

4）过氧化氢（1.10g/mL）。

5）盐酸（约2mol/L）：将170mL盐酸（1.19g/mL）以水稀释至1000mL。

6）盐酸（约1mol/L）：将85mL盐酸（1.19g/mL）以水稀释至1000mL。(www.xing528.com)

7）盐酸（约0.005mol/L）：将5mL盐酸（1mol/L）以水稀释至1000mL。

8）硝酸（1.40g/mL）。

9）氨水（0.90g/mL）。

10）乙酸溶液（约1mol/L）：将58mL冰乙酸（1.05g/mL）以水稀释至1000mL。

11）乙酸铵溶液（500g/L）：将50g乙酸铵（CH₃COONH₄）溶于水，稀释至100mL。

12）锌标准溶液（2mg/mL）：称取2.00g（准确至0.001g）特纯锌，溶解于以75mL水稀释的25mL盐酸（1.19g/mL）中，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。

13）乙二胺四乙酸二钠（EDTA）标准溶液（0.02mol/L）。

①溶液的制备：称取7.5gEDTA溶于水，必要时过滤，移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，储于聚乙烯瓶中。

②溶液的标定：移取相当于50.0mg锌的25.00mL锌标准溶液（2mg/mL）置于400mL烧杯中，稀释至约100mL，放于一片石蕊试纸，在不断搅拌下加氨水（0.90g/mL）至石蕊试纸变色。取出石蕊试纸片，用水洗涤，加入10mL乙酸溶液（1mol/L）和10mL乙酸铵溶液（500g/L）。用试纸检查溶液的pH值，其pH值应为5～5.5。必要时滴加乙酸溶液（1mol/L），调节至pH值为5～5.5，然后加入50mL丙酮（0.79g/mL）和2mL二硫腙溶液，以EDTA标准溶液滴定至指示剂由红色变为橙黄色。此颜色在EDTA标准溶液过量2滴后应不变。

③计算：相应于溶液恰好不是0.02mol/L的校正系数的计算公式为

式中 38.24——滴定50.0mg锌所需的EDTA溶液（0.02mol/L）的体积（mL）；

V——滴定25.00mL锌标准溶液（2mg/mL）消耗的EDTA溶液的体积（mL）。

注意：理论值为1mLEDTA溶液（0.02mol/L）相当于1.3076mg锌，50.0∶1.3076=38.237。

14）石蕊试纸。

15）精密pH试纸（pH值为5～6，间隔0.2个pH值单位）。

16）二硫腙（二苯基硫卡巴腙）乙醇溶液（0.25g/L）：称取0.025g二硫腙，以无水乙醇溶解并稀释至100mL，用时现配。

（3）仪器

1）一般实验室仪器。

2）带活塞的玻璃柱，直径为20mm，高约400mm。

（4）分析步骤

1）离子交换柱的制备：首先用稀盐酸（1.19g/mL）连续洗涤除去阴离子树脂中的细颗粒，至得到清亮溶液，然后将树脂浸入盐酸（0.005mol/L）中放置几小时（最好过夜）。在玻璃柱的底部、活塞上方放入少量玻璃纤维以托住树脂。边摇边将树脂悬浮液倒入准备好的玻璃柱中（注意避免形成气泡或气沟），使树脂柱高约150mm。用约100mL盐酸（0.005mol/L），以7mL/min的速度洗涤交换柱。

用预先已加入0.5mL硝酸（1.40g/mL）的200mL盐酸（2mol/L）以同样的速度通过交换柱，达到需要的工作状态。

交换柱制备后及在分析过程中，树脂一定要用液体覆盖。

2）试样：称取4.0g试样，精确至0.0001g。

3）空白试验：随同试样做空白试验。

4）试液的制备：将试样置于400mL烧杯中，加入约50mL水，盖上表面皿，小心慢慢加入30mL盐酸（1.19g/mL），反应完全后，加2滴过氧化氢（1.10g/mL），徐徐加热至沸，继续缓缓煮沸至过氧化氢全部分解。锌质量分数大于1.0%时，将溶液移入250mL容量瓶，冷却，稀释至刻度，混匀，按表3-58移取试液。

表3-58 移取试液的体积

将制备的试液置于250mL烧杯中，在沸水浴上蒸发至结晶正好析出，冷却，加入100mL盐酸（2mol/L）和0.5mL硝酸（1.40g/mL），加热溶解完全。

若溶液含有不溶性锆或蒸发过程中有二氧化硅沉淀析出，则用慢速致密滤纸过滤，并用少量热盐酸（2mol/L）充分洗涤。

5）离子交换：将完全冷却的试液以5～7mL/min的速度通过交换柱，用4份25mL盐酸（2mol/L）连续洗涤烧杯和交换柱，然后用100mL盐酸（1mol/L）以5～7mL/min的速度洗涤树脂。

用250mL盐酸（0.005mol/L）以同样的速度通过交换柱，洗脱被树脂吸附的锌。将洗脱液收集于400mL烧杯中，加热浓缩至体积为100mL。

6）滴定：将石蕊试纸放入洗脱液中，边搅拌边滴加氨水（0.90g/mL），直到试纸变色。取出石蕊试纸，用水洗涤，加入20mL乙酸（1mol/L）和10mL乙酸铵溶液（500g/L）。用精密pH试纸检查溶液的pH值，该值应在5.0～5.5之间，需要时滴加乙酸（1mol/L）进行调整，然后加入50mL丙酮（0.79g/mL），加入2mL二硫腙乙醇溶液，用EDTA标准滴定溶液滴定至试液从红色变为橙黄色为止。此颜色在过量2滴EDTA标准滴定溶液下应不变。

（5）结果计算 锌含量以锌的质量分数w（Zn）计，计算公式为

式中 V——滴定试液中锌消耗的EDTA标准溶液的体积（mL）；

V₁——滴定空白试验消耗的EDTA标准溶液的体积（mL）；

f——EDTA标准溶液的校正系数；

D——试液与分取液的体积比；

m₀——试样质量（g）；

1.3076——相当于1mLEDTA标准溶液（0.02mol/L）的锌量（mg）。

计算结果表示到小数点后2位。