CN103776820A - 碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法 - Google Patents

Abstract

一种碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法，包括以下步骤：配制铜标准溶液并测定标准溶液铜的滴定度；称取待测试样于锥形瓶中，加入浓硫酸并加热溶解，将溶液冷却至室温，向其中加入高氯酸，待试样完全溶解后，加热至冒白烟，向溶液中分批次滴加浓盐酸赶尽溶液中的锡元素，将溶液浓缩，取下冷却至室温后加入去离子水定容体积为，摇匀；向其中加入氢氧化铵溶液，形成铜氨络离子，再向溶液中加入氟化氢铵搅拌至蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，向其中加入碘化钾，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入硫氰酸钾溶液、淀粉溶液，继续用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积；计算试样中铜的含量。

Description

碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法

技术领域

本发明涉及一种碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法，属于分析测试技术领域。

背景技术

随着国内外分析检测技术的发展，各检测企业为适应市场激烈竞争也相应提高了其产品的分析检测水平，目前我国银铜焊料的分析方法是按照标准JS/T11020-1996进行的。但是并不适用含有锡的分析方法。银铜锡焊料的分析方法是按照国家标准中YB946(Ag～11)～78进行的，但是也只是测定铜与锡的合量，铜量并不能直接测出，而且锡本身对测定铜含量也存在一定干扰。

在锡银铜焊料化学分析方法中，由于铜含量较高，需采用碘量滴定法测定铜含量。银、锌、镉、镍、铅、砷、磷、锑、铋均不干扰铜的测定，而铁离子、锡、金均干扰铜的测定。因此，该方法中铜含量测定的关键在于消除锡元素的干扰。一般需要选择合适的介质和试剂将其中的锡元素去除，而介质和试剂选择不当会造成溶液进溅从而失真，影响结果的准确和真实性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法，其最大可能减少操作步骤，缩短测定时间，减少试样所受其他元素的干扰，提高测定结果的准确性，便于操作。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制铜标准溶液

称取0.4000g纯铜于烧杯中，加盖表面皿，加入5～10ml市售的浓硝酸，加热至80～100℃溶解试样，加热至500～800℃赶尽溶液中的氮氧化物，将溶液冷却，移入200ml的容量瓶中，用去离子水定容、摇匀备用；

2)测定标准溶液铜的滴定度

分取10.00ml试样溶液，向其中加入3～10ml ρ＝0.90g/ml的氢氧化铵溶液，形成铜氨络离子，然后再向溶液中加入1.5～3.0g氟化氢铵搅拌至蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，向其中加入1.5～3.0g碘化钾，立即用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入2～5ml浓度为200g/L的硫氰酸钾溶液、2～5ml浓度为50g/L的淀粉溶液，继续用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积；

铜的滴定度按下式计算：

$T{=}^{\frac{M}{V}}$

式中：T为硫代硫酸钠铜的滴定度，mg/ml；

M为标定时所取铜的量，mg；

V为标定时所消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

3)配制待测试样溶液

称取0.2500～0.5000g待测试样于锥形瓶中，加入5～10ml浓硫酸并加热溶解，将溶液冷却至室温，向其中加入15～30ml高氯酸，待试样完全溶解后，加热至冒白烟，向溶液中分批次滴加20～50ml市售浓盐酸赶尽溶液中的锡元素，将溶液浓缩，取下冷却至室温后加入去离子水定容至100ml，摇匀；

4)试样中铜含量的测定

分取10.00ml试样溶液，向其中加入3～10ml ρ＝0.90g/ml的氢氧化铵溶液，形成铜氨络离子，然后再向溶液中加入1.5～3.0g氟化氢铵搅拌至蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，向其中加入1.5～3.0g碘化钾，立即用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入2～5ml浓度为200g/L的硫氰酸钾溶液、2～5ml浓度为50g/L的淀粉溶液，继续用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积；

按下列公式计算试样中铜的含量：

式中：T为硫代硫酸钠铜的滴定度，mg/ml；

V₁为试样消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；

V_总为试样的总体积，ml；

V₂为分取试样的体积，ml；

m为试样的质量，g。

在试样的处理和测定过程中，用浓盐酸可以使高氯酸溶液介质中的二价锡和四价锡完全挥发；由于二价状态或是四价状态的铜离子在稀酸溶液中都比较稳定，所以加入碘化钾与淀粉析出与铜等当量的碘。

在用硫代硫酸钠标准溶液进行滴定时应在pH3.5～4.0进行。铜离子与当量的碘反应的酸度不宜小于pH3.5，也不宜大于pH4.0。因为酸度太大等当量的碘析出不完全；而酸度过小，铜离子易形成氢氧化物，均不利于滴定的进行。

本发明中所使用的浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸、高氯酸均为常用或市售的无机酸，其他化学物质实验室常用的化学试剂。

本发明的优点在于：

1、本发明适于铜含量为3～50wt％的锡银铜焊料中铜的测定，采用本发明的测定方法，可以快速准确测定锡银铜焊料中铜的含量。

2、本发明所采用的前处理方法及实验条件最大可能减少操作步骤，缩短测定时间，减少试样所受其他元素的干扰，提高测定结果的准确性，便于操作。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例中所使用的试剂为：

浓硫酸(ρ＝1.84g/ml)；

浓硝酸(ρ＝1.42g/ml)；

浓盐酸(ρ＝1.19g/ml)；

高氯酸(ρ＝1.77g/ml)；

氢氧化铵(ρ＝0.90g/ml)

氟化氢铵(优级纯)；分子质量：57.04

硫氰酸钾溶液(浓度为200g/L)；

淀粉溶液(浓度为50g/L)；

硫代硫酸钠溶液的浓度为0.015mol/L，其配制方法为：称取硫代硫酸钠3.72g溶于1000ml新煮沸过的冷的去离子水中，加入0.05g碳酸钠，摇匀后备用。

实施例1

本实施例，以锡₇₂银₂₀铜₈为例，测定其中铜的含量，具体测定方法步骤如下：

1、标准物质分析

1)称取标准物质，如表1所示：

表1

标准物质名称	铜含量(％)	称样量(g)
			纯铜	99.99	0.4016
纯铜	99.99	0.4046

2)标准物质的溶解

将称取的标准物质置于250ml烧杯中，加入浓硝酸8ml，加盖表面皿，90℃加热至试样溶解，750℃加热赶尽氮氧化物，冷却。移入200ml容量瓶中，用去离子水定容到刻度，摇匀；

3)标准物质的分取滴定

分取上述标准溶液10.00ml于250ml锥形瓶中，加入7ml氢氧化铵溶液，此时溶液为铜氨络离子蓝颜色，加入2.0g氟化氢铵摇动使蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，加入2.0g碘化钾，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色后，加入5ml硫氰酸钾溶液、3ml淀粉溶液继续用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积。

4)铜的滴定度按下式计算：

$T{=}^{\frac{M}{V}}$

式中：T为硫代硫酸钠铜的滴定度，mg/ml；

M为标定时所取铜的量，mg；

V为标定时所消耗醋酸铅标准溶液的体积，ml；

滴定度如表2所示。

表2

2、试样分析

1)称取约0.2500g试料，精确至0.0001g.

2)试料溶解

将试料置于250ml锥形瓶中，加入8ml硫酸加热溶解后，取下冷却至室温，加入25ml高氯酸，待试样完全溶解后，加热至冒高氯酸白烟，分数次滴加50ml浓盐酸赶锡，将溶液浓缩至小体积，取下冷却至室温后加入35ml水，摇匀；

3)试样滴定

将上述试样中加入7ml氢氧化铵溶液，形成铜氨络离子，然后再向溶液中加入2.0g氟化氢铵搅拌至蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，向其中加入2.0g碘化钾，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入5ml硫氰酸钾、3ml淀粉溶液继续用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积；

4)分析结果的计算

按下列公式计算试样中锡的含量：

式中：T为硫代硫酸钠铜的滴定度，mg/ml；

V₁为试样消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；

V_总为试样的总体积，ml；

V₂为分取试样的体积，ml；

m为试样的质量，g；

铜含量如表3所示。

表3

实施例2

本实施例以锡₅₀银₁₀铜₄₀为例测定其中铜的含量，具体测定方法步骤如下：

1、标准物质分析，分析过程及标准溶液铜的滴定度与实施例1相同。

2、试样分析

1)称取约0.5000g试料，精确至0.0001g.

2)试料溶解

将试料置于250ml烧杯中瓶中，加入10ml硫酸加热溶解后，取下冷却至室温，加入25ml高氯酸，待试样完全溶解后，加热至冒高氯酸白烟，分数次滴加35ml浓盐酸赶锡，将溶液浓缩至小体积，取下冷却至室温后加入35ml水，移入100ml容量瓶中用水稀释刻度，摇匀。

3)试样滴定

分取试样溶液，向其中加入7ml氢氧化铵溶液，形成铜氨络离子，然后再向溶液中加入2.0g氟化氢铵搅拌至蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，向其中加入2.0g碘化钾，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入5ml硫氰酸钾、3ml淀粉溶液继续用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积；

4)分析结果的计算

按下列公式计算试样中锡的含量：

式中：T为硫代硫酸钠铜的滴定度，mg/ml；

V₁为试样消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；

V_总为试样的总体积，ml；

V₂为分取试样的体积，ml；

m为试样的质量，g；

铜含量如表4所示。

表4

Claims (3)

1.一种碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制铜标准溶液

称取0.4000g纯铜于烧杯中，加盖表面皿，加入5～10ml市售的浓硝酸，加热至80～100℃溶解试样，加热至500～800℃赶尽溶液中的氮氧化物，将溶液冷却，移入200ml的容量瓶中，用去离子水定容、摇匀备用；

2)测定标准溶液铜的滴定度

分取10.00ml试样溶液，向其中加入3～10ml ρ＝0.90g/ml的氢氧化铵溶液，形成铜氨络离子，然后再向溶液中加入1.5～3.0g氟化氢铵搅拌至蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，向其中加入1.5～3.0g碘化钾，立即用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入2～5ml浓度为200g/L的硫氰酸钾溶液、2～5ml浓度为50g/L的淀粉溶液，继续用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积；

铜的滴定度按下式计算：

$T{=}^{\frac{M}{V}}$

式中：T为硫代硫酸钠铜的滴定度，mg/ml；

M为标定时所取铜的量，mg；

V为标定时所消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；

3)配制待测试样溶液

称取0.2500～0.5000g待测试样于锥形瓶中，加入5～10ml浓硫酸并加热溶解，将溶液冷却至室温，向其中加入15～30ml高氯酸，待试样完全溶解后，加热至冒白烟，向溶液中分批次滴加20～50ml市售浓盐酸赶尽溶液中的锡元素，将溶液浓缩，取下冷却至室温后加入去离子水定容至100ml，摇匀；

4)试样中铜含量的测定

分取10.00ml试样溶液，向其中加入3～10ml ρ＝0.90g/ml的氢氧化铵溶液，形成铜氨络离子，然后再向溶液中加入1.5～3.0g氟化氢铵搅拌至蓝色消失，用流水冷却至室温，放置半分钟，向其中加入1.5～3.0g碘化钾，立即用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，然后加入2～5ml浓度为200g/L的硫氰酸钾溶液、2～5ml浓度为50g/L的淀粉溶液，继续用浓度为0.015mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色消失为终点，记录所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积；

按下列公式计算试样中铜的含量：

式中：T为硫代硫酸钠铜的滴定度，mg/ml；

V₁为试样消耗硫代硫酸钠溶液的体积，ml；

V_总为试样的总体积，ml；

V₂为分取试样的体积，ml；

m为试样的质量，g。

2.根据权利要求1所述的碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法，其特征在于，用硫代硫酸钠标准溶液进行滴定时待测溶液的pH保持在3.5～4.0。

3.根据权利要求1所述的碘量法测定锡银铜焊料中铜含量的方法，其特征在于，所述锡银铜焊料中铜的含量为3～50wt％。