CN103969396A - 一种液态产品中锑含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液态产品中锑含量的检测方法，包括顺序相接的如下步骤：A、液态样品的溶解制备：将液态样品用浓硫酸溶解；冷却至35-45℃，加入尿素至无白色烟雾产生；在不大于40℃的条件下加入硫脲，硫脲的质量用量为液态样品质量的0.5-2倍；加水稀释，加水量为液态样品质量的100-500倍；加入质量浓度为37％的盐酸，煮沸并保持微沸2～3min，冷却至65～75℃，得待测液；B、液态样品的中锑含量的检定：将待测液中滴入0.1％甲基橙指示剂，将待测液保持在65～75℃用溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。本发明检查方法，不需要投入专用的分析仪器，简单、快速、准确、适用范围广、选择性高。

Description

一种液态产品中锑含量的检测方法

技术领域

本发明涉及一种液态产品中锑含量的检测方法，属于化学分析领域中金属元素的定量分析方法(容量法)。

背景技术

金属锑不是一种活泼性很强的元素，它仅在赤热时与水反应放出氢气，在室温中不会被空气氧化，但能与氟、氯、溴化合；加热时才能与碘和其他非金属化合。锑易溶于热硝酸，形成水合的氧化锑，能与热硫酸反应，生成硫酸锑。锑在高温时可与氧反应，生成三氧化二锑，为两性氧化物，难溶于水，但溶于酸和碱。锑多用作其它合金的组元，可增加其硬度和强度，如蓄电池极板、轴承合金、印刷合金(铅字)、焊料、电缆包皮及枪弹中都含锑。铅锡锑合金可作薄板冲压模具。高纯锑是半导体硅和锗的掺杂元素。锑白(三氧化二锑)是锑的主要用途之一，锑白是搪瓷、油漆的白色颜料和阻燃剂的重要原料。硫化锑(五硫化二锑)是橡胶的红色颜料。生锑(三硫化二锑)用于生产火柴和烟剂。锑是电和热的不良导体，在常温下不易氧化，有抗腐蚀性能，因此，锑在合金中的主要作用是增加硬度，常被称为金属或合金的硬化剂。在金属中加入比例不等的锑后，金属的硬度就会加大，可以用来制造军火，所以锑被称为战略金属。锑及锑化合物首先使用于耐磨合金、印刷铅字合金及军火工业，是重要的战略物资。锑可用作PET生产中的缩聚催化剂。含锑合金及化合物则用途十分广泛，锑化物可阻燃，所以常应用在各式塑料和防火材料中。含锑、铅的合金耐腐蚀，是生产蓄电池极板、化工管道、电缆包皮的首选材料；锑与锡、铅、铜的合金强度高、极耐磨，是制造轴承、齿轮的好材料，高纯度锑及其它金属的复合物(如银锑、镓锑)是生产半导体和电热装置的理想材料。锑的化合物锑白是优良的白色颜料，常用在陶瓷、橡胶、油漆、玻璃、纺织及化工产业。

一些锑的金属化合物是化学反应中的优良催化剂。可催化间苯二酚氧化成间苯醌的反应以及环己烷的加氢反应。

随着科学技术的发展，锑时下已被广泛用于生产各种阻燃剂、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、陶瓷、塑料、半导体元件、烟花、医药、石油炼制及化工等部门产品。

锑化合物通常分为+3价和+5价两类，它的+5氧化态更为稳定，因此Sb(V)的毒性仅为Sb(III)的1/10。三氧化二锑可由锑在空气中燃烧制得。在气相中，它以双聚体Sb₄O₆的形式存在，但冷凝时会形成多聚体。五氧化二锑只能用浓硝酸氧化三价锑化合物制得。锑也能形成混合价态化合物——四氧化二锑，其中的锑为Sb(III)和Sb(V)。与磷和砷不同的是，这些氧化物都是两性的，它们不形成定义明确的含氧酸，而是与酸反应形成锑盐。

锑矿中锑的测定，是用热浓H₂SO₄溶解锑矿石，再用KMnO₄溶液滴定。但是在较浓的硫酸溶液中，将会加速KMnO₄的分解，故需加冷水稀释，HCl的酸度对结果的准确度影响很大，如酸度过低，锑会水解，结果偏低；而酸度过高，KMnO₄可能与Cl^-反应而使结果偏高。为防止氧化氯离子，在5-10℃下进行测定，以抑制下列反应:2MnO₄ ^-+10Cl^-+16H→2Mn²⁺+5Cl₂+8H₂O的发生。因此高锰酸钾滴定分析方法，存在操作复杂、分析周期长、重现性差等缺点。

滴定法测定乙二醇锑中锑含量的研究，是一种新的乙二醇锑中锑含量的分析方法，该方法以盐酸和酒石酸钾钠溶解样品，以淀粉为指示剂，采用I2标准溶液直接滴定分析锑的含量，同高锰酸钾滴定法相比，虽然前期处理方法简单，但是由于碘量法测锑主要误差的来源是I2易挥发及I-易被空气中的氧氧化，而且测定方法较麻烦，特别是酒石酸存在情况下终点变色缓慢，因而使用较少。

申请号为CN201010252318《一种固体环境样品中微量锑的分析方法》是一种高温酸消解-电感耦合等离子体质谱法测定固体环境样品中微量锑的方法，属于分析化学领域中类金属元素的定量分析方法。固体环境样品经干燥、粉碎后过筛，精确称取混合均匀的过筛样品再经溶解处理、过滤、定容待测，将待测样品进行适当稀释，配制成不同锑浓度范围的样品，采用电感耦合等离子体质谱仪对标准空白、标样、样品空白和样品中的锑进行测试。该方法仅适用于固体环境样品中微量锑的分析，且需要电感耦合等离子体发射光谱仪等设备，成本高。

此外，常用的还有分光光度法、电化学分析法和原子光谱法以及气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)与原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱(CIP-AES)及质谱(CIP-MS)联用等。这些方法需要进行较为复杂的前期样品处理，且要配备必要的仪器，存在操作复杂、成本高等问题。

发明内容

本发明新提供了一种液态产品中锑含量的检测方法。

为解决上述技术问题，本实发明采用如下技术方案：

一种液态产品中锑含量的检测方法，包括顺序相接的如下步骤：

A、液态样品的溶解制备：

a、将液态样品用浓硫酸溶解；

b、将步骤a所得溶液，冷却至35-45℃，加入尿素至无白色烟雾产生；

c、将步骤b所得的溶液，在不大于40℃的条件下加入硫脲，硫脲的质量用量为液态样品质量的0.5-2倍；

d、将步骤c所得的溶液，加水稀释，加水量为液态样品质量的100-500倍；

e、将步骤d所得的溶液，加入质量浓度为37％的盐酸，煮沸并保持微沸2～3min，冷却至65～75℃，得待测液；

B、液态样品的中锑含量的检定：将待测液中滴入0.1％甲基橙指示剂，将待测液保持在65～75℃用溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。

上述步骤a中溶解以无可见颗粒物质、无气泡产生为终点。

步骤A中，浓硫酸的质量浓度为98％。这样可加速样品的溶解，同时提高检测的准确性。

步骤A中，溶解时，浓硫酸分批加入，浓硫酸每次的加入量为每克液态样品20-30ml。这样便于控制溶解速度，减少副反应的发生，从而提高检测的准确性。

步骤A中，溶解的同时，加入质量浓度为98％的硝酸消解氧化，98％的硝酸的质量为液态样品质量的1-5倍。这样可进一步提高检测的准确性。

步骤A中，盐酸的用量为每克液态样品20-30ml。

上述硫酸和硝酸均优选为分析纯。尿素、硫脲及37％盐酸均为分析纯。稀释时，所用水优选为去离子水为分析实验室用水规格；所述甲基橙指示剂为化学试剂的试验方法中所用制剂及制品的制备；所述溴酸钾标准溶液为化学试剂的标准滴定溶液的制备；所述溴酸钾标准溶液为化学试剂的标准滴定溶液的制备。

消解氧化的温度为100～120℃。这样便于检测准确性的进一步提高。

步骤B中，溴酸钾标准溶液浓度为0.1000mol/L。

步骤B中，甲基橙指示剂的加入量为2～3滴。

上述方法优选：

A、液态样品的溶解制备：

(a)精确称取混合均匀的液态样品0.2-1.0g(±0.0001g)于置于锥形瓶中，每次加入20ml98％硫酸对样品进行溶解，控制温度为100～120℃，然后滴加3滴98％硝酸摇匀进行消解氧化；

(b)冷却至40℃，加入(1.5±0.1)g的尿素摇匀后，加热至无白色烟雾产生；

(c)冷却至40℃以下，加入(0.5±0.1)g的硫脲，用(10±1)mL的98％硫酸冲洗瓶壁，摇匀加热至无小气泡产生；

(d)冷却至40℃以下，缓慢加去离子水(100±1)ml并缓慢摇匀，再加入(20±1)ml37％盐酸摇匀，煮沸并保持微沸2～3min，冷却至65～75℃，得待测液；

B、液态样品的中锑含量的检定：

将上述待测液中加入2～3滴的0.1％甲基橙指示剂，用0.1000mol/L的溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。上述步骤(a)中±0.0001g允许的误差范围。

所述液态样品为锑含量为1％～50％的胶体溶液、乳浊液、悬浊液或真溶液。

本发明未提及的技术均为现有技术。

本发明液态产品中锑含量的检测方法，不需要投入专用的分析仪器，简单、快速、准确、适用范围广、选择性高。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

A、分别精确称取混合均匀的含锑的金属钝化剂(用于催化裂化装置，锑为+5价，编号为1#)样品0.65g(±0.0001g)于置于三只250ml锥形瓶中(同时取二只250ml锥形瓶做空白试验)，每次加入20ml98％硫酸对样品进行溶解，控制适宜的温度(110-115℃)，趁热用滴管加3滴(约1克)98％硝酸摇匀进行消解氧化，冷却至40℃加入(1.5±0.1) g的尿素摇匀后加热至无白色烟雾产生,冷却至40℃以下加入(0.5±0.1)g的掩蔽剂硫脲,用(10±1)mL的98％硫酸冲洗瓶壁,摇匀加热至无小气泡产生,冷却至40℃以下缓慢加去离子水(100±1)ml并缓慢摇匀,再加入(20±1)ml37％盐酸摇匀,煮沸并保持微沸2～3min,冷却至65～75℃待测；

B、含锑的金属钝化剂样品的中锑含量的检定：

将上述待测样品加入2～3滴的0.1％甲基橙指示剂,用0.1000mol/L的溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。

实施例2

A、分别精确称取混合均匀的4％乙二醇锑乙二醇溶液(用于聚酯制备装置，锑为+3价，编号为2#)样品0.75g(±0.0001g)于置于三只250ml锥形瓶中(同时取二只250ml锥形瓶做空白试验)，每次加入20ml98％硫酸对样品进行溶解，控制适宜的温度(110-115℃)，趁热用滴管加3滴(约1克)98％硝酸摇匀进行消解氧化，冷却至40℃加入(1.5±0.1)g的尿素摇匀后加热至无白色烟雾产生,冷却至40℃以下加入(0.5±0.1)g的掩蔽剂硫脲,用(10±1)mL的98％硫酸冲洗瓶壁,摇匀加热至无小气泡产生,冷却至40℃以下缓慢加去离子水(100±1)ml并缓慢摇匀,再加入(20±1)ml37％盐酸摇匀,煮沸并保持微沸2～3min,冷却至65～75℃待测；

B、4％乙二醇锑乙二醇溶液样品的中锑含量的检定：

将上述待测样品加入2～3滴的0.1％甲基橙指示剂,用0.1000mol/L的溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。

实施例3

A、分别精确称取混合均匀的防火涂料(含锑白粉，锑为+5价，编号为3#)样品0.95g(±0.0001g)于置于三只250ml锥形瓶中(同时取三只250ml锥形瓶做空白试验)，每次加入20ml98％硫酸对样品进行溶解，控制适宜的温度(110-115℃)，趁热用滴管加3滴(约1克)98％硝酸摇匀进行消解氧化，冷却至40℃加入(1.5±0.1)g的尿素摇匀后加热至无白色烟雾产生,冷却至40℃以下加入(0.5±0.1)g的掩蔽剂硫脲,用(10±1)mL的98％硫酸冲洗瓶壁,摇匀加热至无小气泡产生,冷却至40℃以下缓慢加去离子水(100±1)ml并缓慢摇匀,再加入(20±1)ml37％盐酸摇匀,煮沸并保持微沸2～3min,冷却至65～75℃待测；

B、防火涂料样品的中锑含量的检定：

将上述待测样品加入2～3滴的0.1％甲基橙指示剂,用0.1000mol/L的溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。

实施例4

A、分别精确称取混合均匀的五氧化二锑胶体(编号为4#)样品0.4g(±0.0001g)于置于三只250ml锥形瓶中(同时取二只250ml锥形瓶做空白试验)，每次加入20ml98％硫酸对样品进行溶解，控制适宜的氧化温度(110-115℃)，趁热用滴管加3滴(约1克)98％硝酸摇匀进行消解氧化，冷却至40℃加入(1.5±0.1)g的尿素摇匀后加热至无白色烟雾产生,冷却至40℃以下加入(0.5±0.1)g的掩蔽剂硫脲,用(10±1)mL的98％硫酸冲洗瓶壁,摇匀加热至无小气泡产生,冷却至40℃以下缓慢加去离子水(100±1)ml并缓慢摇匀,再加入(20±1)ml37％盐酸摇匀,煮沸并保持微沸2～3min,冷却至65～75℃待测；

B、五氧化二锑胶体样品的中锑含量的检定：

将上述待测样品加入2～3滴的0.1％甲基橙指示剂,用0.1000mol/L的溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。

上述各实施例中每次试验需要称取三个样品(并同时取两个空白)，最终的结果计算是以二次空白的平均值代入计算公式中计算三个样品检测值，再取平均值为最后结果。

关于实例中结果计算的说明：

锑含量的质量分数w，数值以％表示，按下列公式(1)计算：

$w=\frac{(V-V_0)\×c\×0.06088}{m}\×100...\left(1\right)$

式中：

c——溴酸钾标准溶液摩尔浓度，单位为mol/L；

V——滴定所耗溴酸钾标准溶液的体积，单位为mL；

V₀——空白试验滴定所耗溴酸钾标准溶液的体积，单位为mL；

0.06088——与1.00mL溴酸钾标准溶液[C(1/6KBrO₃)＝0.1000mol/L]相当的以克表示的锑的质量；

m——试样的质量，单位为g。

取两次平行测定结果的算术平均值报告。允差：平行测定结果的差值不应大于算术平 均值的3％。

检测结果见表1。

表1试验样品分析数据表

样品编号	1#	2#	3#	4#
					分光光度法锑含量，％	15.40	2.23	1.46	35.2
电化学分析法锑含量，％	15.08	2.03	1.22	34.6
					原子光谱法锑含量，％	15.26	2.18	1.36	35.10
本发明方法锑含量，％	15.21	2.15	1.40	35.07

由表1可以看出在本方法检测结果重复性好，可信度高。

综上所述，本发明的不需要投入专用的分析仪器、简单、快速、准确、适用范围广、选择性高，分析成本低。

Claims (10)

1.一种液态产品中锑含量的检测方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：

A、液态样品的溶解制备：

a、将液态样品用浓硫酸溶解；

b、将步骤a所得溶液，冷却至35-45℃，加入尿素至无白色烟雾产生；

c、将步骤b所得的溶液，在不大于40℃的条件下加入硫脲，硫脲的质量用量为液态样品质量的0.5-2倍；

d、将步骤c所得的溶液，加水稀释，加水量为液态样品质量的100-500倍；

e、将步骤d所得的溶液，加入质量浓度为37％的盐酸，煮沸并保持微沸2～3min，冷却至65～75℃，得待测液；

B、液态样品的中锑含量的检定：将待测液中滴入0.1％甲基橙指示剂，用溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤A中，浓硫酸的质量浓度为98％。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤A中，溶解时，浓硫酸分批加入，浓硫酸每次的加入量为每克液态样品20-30ml。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤A中，溶解的同时，加入质量浓度为98％的硝酸消解氧化，98％的硝酸的质量为液态样品质量的1-5倍。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：消解氧化的温度为100～120℃。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤A中，盐酸的用量为每克液态样品20-30ml。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤B中，溴酸钾标准溶液浓度为0.1000mol/L。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤B中，甲基橙指示剂的加入量为2～3滴。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

A、液态样品的溶解制备：

a、精确称取混合均匀的液态样品0.2-1.0g(±0.0001g)于置于锥形瓶中，每次加入20ml98％硫酸对样品进行溶解，控制温度为100～120℃，然后滴加3滴98％硝酸摇匀进行消解氧化；

b、冷却至40℃，加入(1.5±0.1)g的尿素摇匀后，加热至无白色烟雾产生；

c、冷却至40℃以下，加入(0.5±0.1)g的硫脲，用(10±1)mL的98％硫酸冲洗瓶壁，摇匀加热至无小气泡产生；

d、冷却至40℃以下，缓慢加去离子水(100±1)ml并缓慢摇匀，再加入(20±1)ml37％盐酸摇匀，煮沸并保持微沸2～3min，冷却至65～75℃，得待测液；

B、液态样品的中锑含量的检定：

将上述待测液中加入2～3滴的0.1％甲基橙指示剂，用0.1000mol/L的溴酸钾标准溶液滴定至粉红色消失为终点。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述液态样品为锑含量为1％～50％的胶体溶液、乳浊液、悬浊液或真溶液。