铁矿石中铜含量的测定毕业设计例文

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1、摘要铁矿石是钢铁工业最重要的原料之一，为了科学、合理、有效的利用铁矿石，矿山和钢铁企业需要了解所有铁矿石的品位和质量。矿山、选矿厂等生产企业，需要确定自己所生产和洗选加工的铁矿石的品味和质量，以确定矿区经济价值，并指导铁矿石的生产；钢铁企业需要了解有关进厂铁矿石的品位情况，以指导钢铁生产，并对其产品进行质量控制，要正确评价勘测区的铁矿石品位、基本特征及其变化规律；铁矿石的供需双方需要对铁矿石进行正确检验以便进行贸易结算。铜的含量也是铁矿石重要品位之一，它直接导致冶炼金属的强度。本论文主要介绍铁矿石铜含量的测定的两种方法，一种是化学分析：双环乙酮草酰二腙光度法；另一种是仪器分析法，原子吸收分光光

2、度法；最后根据本化验室的实际情况以及多次试验进行测定已经被我们所采用的化学方法测铜法，本试验所造成的误差可以达到我们的要求。关键词：铜，双环乙酮草酰二腙光度法，原子吸收分光光度法，铁矿石ABSTRACTthe Iron ore is the most important raw material in steel industry, steel enterprises need to evaluate the quality of the iron ore for scientific, reasonable and effective utilization of iron ore mine

3、s. Steel enterprises need to know about the grade of iron ore into the factory to guide steel production, control the product quality, and correctly evaluate the grade, the basic characteristics of iron ore; We describle two methods for determination of iron ore copper content in this paper, one is

4、chemical analysis: dicyclohexanonexalyl dihyfrazone (BCO) spectrophotometric method; Another is the instrumental analysis, atomic absorbent spectrophotometry. And we adopt the chemical method according to the actual requirement.Keywords: copper, BOC spectrophotometric method, atomic absorption spect

5、rophotometry, iron ore河北联合大学成人教育毕业论文目录目录前言11. 吸光光度法31.1紫外与可见光吸收光谱的形成31.2吸光光度分析的基本原理及摩尔吸收系数51.3导致偏离朗伯-比尔定律的因素61.4应用吸光光度法测定络合物的组成62.双环乙酮草酰二腙光度法测定铜量92.1所需试剂92.2试样102.3分析步骤103原子吸收光谱法143.1原子吸收光谱的理论基础143.2原子化过程163.3火焰163.4仪器装置183.5干扰及消除203.6仪器工作条件的选择223.7测量方式234.1 试剂244.2仪器244.3 试样254.4分析步骤254.5工作曲线的绘制264

6、.6分析结果的计算265本化验室测铜法285.1试剂285.2分析步骤28结论31参考文献:33致谢34河北联合大学成人教育毕业论文前言吸光光度法事采用分光器（棱镜或光栅）获得纯度较高的单色光，基于物质对单色光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有

7、灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸

8、收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定

9、，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器

10、简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器

11、简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。1. 吸光光度法吸光光度

12、法事采用分光器（棱镜或光栅）获得纯度较高的单色光，基于物质对单色光的选择性吸收测定物质组分的分析方法。吸光光度法具有灵敏度高、准确度和稳定性较好、适用性广泛，所需仪器简单价廉等优点。它通常用于微量组分的测定，是业以广泛采用的分析手段。1.1紫外与可见光吸收光谱的形成原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。每一个运动状态都具有一定能量，属于一定的能寄。这些电子由于各种原因（如受光、热、电的激发）而从一个能级转到另一个能级，称为跃迁。当这些电子吸收了外来辐射的能量就从一个能量较低的能级跃迁到一个能量较高的能级。因此，每一跃迁都对应着吸收一定的能量辐射。具有不同分子结构的各种物质，有对电磁辐

13、射显示选择性吸收的特性。正像我们在光度分析中经常看到的，有色物质的溶液对不同波长的入射光线有不同程度的吸收。吸光光度法就是基于这种物质对电磁辐射的选择性吸收的特性而建立起来的，它属于分子吸收光谱。分子吸收光谱形成中所吸收的能量与电磁服饰的频率成正比，符合普朗克条件： EE2E1hvh c式中E是吸收的能量，恕为普朗克常数（6.626×10-34 J.s）,v是辐射频率，c是光速， 是波长。分子内部运动所涉及的能级变化较复杂，分子吸收光谱也就比较复杂。一个分子吸收了外来辐射之后，它的能量变化E为其振动能变化E振、转动能变化E转以及电子运动能最变化E电子的总和，即EE振E转E电子在等式右

14、边三项中，E电子最大，一般在110e V.若设E电子为5e V,则得到相应的吸收光谱中被吸收光波的波长应该是因此由于分子内部电子能级变化而产生的光谱位于紫外区域可见区内。E振摄大约比E电子小10倍，而E转约比E振小10倍或100倍。分子的电子能级跃迁必定伴随着振动能级和转动能级的跃迁，因此所得的紫外可见吸光光谱常常不是谱线或窄带，而是由一定宽度的若干谱带系所组成。从化学键的性质来看，有机显色剂与吸收光谱有关的电子主要有三种：（a）形成单键的电子；（b）形成负键的电子；（c）未共享的电子，或称非键n电子。根据分子轨道理论这三种电子的能级高低次序是：（）（）（n）（）（），表示成键分子轨道，n表示

15、非键分子轨道， 、表示反键分子轨道。实现跃迁吸收的能量最大，因而所吸收的辐射的波长最短，即在小于200 nm的远紫外区。跃迁和跃迁相应谱带的波长亦在小于200 nm的远紫外区。由于仪器的原因，这三种跃迁的吸收光谱的研究较少。产生紫外可见光吸收光谱的电子跃迁主要有以下五种类型：1) n跃迁。具有为共享电子对的一些取代基可能发生n跃迁。如含有硫、氮、溴或碘等杂原子的饱和有机化合物，以及含有氧和氯原子的化合物都会发生这种类型的跃迁。2)跃迁。实现跃迁所需能量也比较小。不饱和的有机化合物，如含有CC或-CC-等发色团的有机化合物，都会发生跃迁。3)n跃迁。实现这种跃迁所需能量最小，因此其吸收峰的波长一

16、般都在近紫外光区，甚至在可见光区。4)电荷转移。电荷转移产生的吸收带指的是许多无机物（如碱金属卤化物）和某些由两类有机化合物混合而得的分子络合物，它们在外来辐射激发下回强烈地吸收紫外光或可见光，从而获得紫外或可见光吸收光谱。在这一过程中，络合物体系内部发生了一个电子从体系的一部分（给予体）转移到体系的另一部分（接受体），因此这样所得到的吸收光谱称电荷转移吸收谱线。5)配位体场跃迁。根据配位体场理论，过渡金属离子（中心离子）具有能量相等的d轨道，而H2O, NH3之类的偶极分子或Cl-, CN-这样的阴离子（配位体）按一定的几何形状排列在中心离子的周围，将使得原来能量相等的d轨道分裂为能量不同的

17、能级。如果d轨道是未充满的，则适当波长的外来辐射就会导致电子在这些不同能级跃迁。它们的吸收峰多在可见光区。1.2吸光光度分析的基本原理及摩尔吸收系数实验表明，有色溶液对光的吸收程度，与该溶液的液层厚度、浓度以及入射光的强度等因素有关。如果保持入射光的强度不变，则光吸收程度（A）与液层厚度及溶液的浓度有光。其定量关系式为。AKCL式中；I0单色光通过待测溶液前的强度；I单色光通过待测溶液后的强度；K吸光系数，为一常数，其数值与溶液的性质及入射光波长有关；C溶液的待测物质的浓度；L待测溶液的厚度。此式称为朗波-比尔定律，它是吸光光度的基本定律。这个关系式仅适用于单色光及均匀非散射的液体、固相和气体

18、。在朗波-比尔定律中，如果有色物质溶液浓度的单位为mol/L.液层厚度的单位是cm，则公式中得 K就可以用摩尔吸光系数表示，其单位为L·mol-1·cm-1换言之，摩尔吸光系数就是当有色物质溶液浓度为1 mol/L、液层厚度为1 cm时的吸光度。在实际分析工作中，我们不可能直接取1 molL这样搞浓度的有色溶液来测定摩尔吸光系数，在适当的低浓度测定吸光度，然后通过计算求出值。应该指出，实际测得的摩尔吸光锡山市表现摩尔吸光系数。因为在测定中我们把被测组分看作完全转变成有色化合物进行计算的。实际上，溶液中的有色物质的浓度常因离解等因素而有所改变，但通常不考虑这些变化。摩尔吸光系

19、数是有色化合物的重要特性，也是鉴别光度法灵敏度的重要标志。它与入射光的波长、溶液的性质和温度、仪器的质量有关，而与溶液的浓度和液层厚度无关。在一定条件下它是一个常数，可以表明有色溶液对某一特定波长光的吸收能力。值越大，吸光光度法测定的灵敏度就越高。灵敏的光度法德摩尔吸光系数的值通常在104105。1.3导致偏离朗伯-比尔定律的因素在吸光光度分析中，导致偏离朗伯-比尔定律的原因很多但基本上可分为物理和化学两个方面。属于物理原因的主要是入射光的单色性不纯所造成的，化学方面主要是由于溶液本身化学变化造成的。 单色光引起的偏离严格说来，朗伯-比尔定律只使用于单色光。但由于仪器能力所限，入射光实际为一很

20、窄波段的谱线，即在工作波长附近或多或少含有其他杂色光。这些杂色光。这些杂色光将导致朗伯-比尔定律的偏离。溶液本身引起的偏离溶液本身引起的偏离有以下原因：溶质和溶液的性质。溶质和溶剂中的某些杂质可能影响吸收曲线的形状。溶液的折光指数（n）随溶液浓度改变而变化，并对吸光度有影响，当溶液的浓度低于0.01 mol/L时，n基本上是一个常数，这也说明朗伯-比尔定律只有在低浓度中应用才是正确的。介质不均匀性。朗伯-比尔定律是使用于均匀、非散射的溶液的一般规律，如果被测试液是胶体溶液、乳浊液或悬浊液，则入射光通过溶液后，除了一部分被试液吸收，还会有反射，散射使光损失，导致透过率减少，吸光度异常增大，造成对

21、朗伯-比尔定律偏离。溶液的离解、缔合、互变异构及化学变化。离解是偏离朗伯-比尔定律的主要化学因素。溶液浓度的改变，离解程度也会发生变化，吸光度与浓度的比例关系便发生变化，导致偏离朗伯-比尔定律。溶液中有色质点的聚合与缔合，形成新的化合物或互变异构等化学变化以及某些有色物质在光照下的化学分解、自身的氧化还原、干扰离子和显色剂的作用等，都对朗伯-比尔定律产生不良影响。1.4应用吸光光度法测定络合物的组成用吸光光度法测定络合物的组成是比较简便有效的，这里介绍几种测定有色络合物组成的方法。连续变化法（等摩尔系列法）此法又称job法，在实验条件下，将所研究的金属离子M与试剂R配制成一系列浓度比（）连续变

22、化的，而其总浓度（）相等的溶液。对这一系列溶液，在一定波长下测定其吸光度A，用A做纵坐标，以连续变化的浓度比（常用浓度相同的M与R的体积比）为横坐标做图。吸光度最高点相应的横坐标（在浓度相同时为体积比）, 即为络合物的组成比。平衡移动法在一系列相同体积的容量瓶中，加入一定量的金属离子M，以及逐点增量的显色剂R（保持M尚未全部形成络合物），显色定量使反应达到平衡，相对于各自的空白测量这一系列溶液的吸光度Ai。在另一同体积容量瓶中，加入同样量M，过量的显色剂R，以便使M最大限度的被R络合，然后相对其空白测定最大吸光度。以对（R）M最大限度地被R络合，所的直线斜率即为络合比。这种方法称为平衡移动法又

23、叫做有效对数法。此法对离解度较大的络合物以及可形成几种络合物的体系，也能得到满意的结果，因此应用较广。摩尔比法摩尔比法也称饱和法。此法是根据在络合反应中金属离子M被显色剂R所饱和的原理来测定络合物的组成。在实验条件下，我们制备一系列体积相同的溶液。在这些溶液中，固定金属离M的浓度，依次从低到高地改变显色剂R的浓度，然后测定每份溶液的吸光度A,随着(R)加大，形成络合物也不短增加，吸光度A也不短增加，当R:M=n时，最大，吸光度也应最大，这时M被R饱和，若R在增大，吸光度A即不再有明显增加。用测得的吸光度对RM值，即为络合物的组成比。用摩尔比法还可以求络合物的稳定常数K，其反应式为：K稳=当金属

24、离子M有一半转化为络合物时，即=M，则：K稳=1/RN因此，只要取摩尔比法曲线的最大吸光度的一半所对应的（R），并将已求的得的n 代入，即可求得络合物的稳定常数K稳。 这是利用两条直线的斜率之比来测定络合物组成的。主要用来测定离解度小的络合物。如果溶液中只存在下述反应：先固定R的浓度，并保证过量，加入少量不同浓度的M，则络合物的平衡浓度与加入溶液中M的浓度成正比：以A对作图，就能的得到一条斜率为s1的直线：同理，如果保持M大量过剩并固定浓度，改变R的浓度，则得到一条斜率为的直线：因此，两直线斜率之比，就是络合物的组成比。直线法此法又称阿斯马斯（Asmus）法。在一系列容量瓶中，加入固

25、定量的金属离子M的标准溶液，加入不同体积y 的试剂R的溶液。在试验条件下，显色，定容，测定吸光度A。根据阿斯马斯的计算，对形成型络合物来说，加入试剂R的体积V的b次方倒数与其吸光度A的倒数成直线关系。2.双环乙酮草酰二腙光度法测定铜量试样用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸分解，过滤；残渣用碳酸钠-硼酸熔融。用柠檬酸掩蔽铁、铝等离子，在pH 9.29.3的氨性溶液中，双环已酮草酰二腙（）生成蓝色络合物，于波长600 nm处，测量吸光度，借此测定铜量。2.1所需试剂1. 混合溶剂：2份碳酸钙（无水）与1份硼酸在105110摄氏度烘干1h，研细混匀。用磨口瓶储存，保存于干燥器中。2. 盐酸（1.19 g/

26、ml）。3. 盐酸（5+3）。4. 硝酸（1.42 g/ml）。5. 硝酸（1+1）。6. 氢氟酸（1.15 g/ml）。7. 高氯酸（1.67 g/ml）。8. 氢氧化铵（0.9 g/ml）。9. 氢氧化铵（1+1）。10. 无水乙醇。11. 乙醇溶液（1+1）。12. 氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液（PH 9.29.3）：称取40g氯化铵溶于500 ml水中，加40 ml氢氧化铵，用水稀释至1000 ml，混匀。13. 中性红（0.025%）：无水乙醇溶液。14. 柠檬酸溶液（50%）。15. 双环乙酮草酰二腙溶液（0.1%）：称取1g双环乙酮草酰二腙（简称BCD）,置于500 ml 烧杯中，加

27、200 ml无水乙醇在水浴上加热（低于60摄氏度），加入200 ml温水，在不断搅拌下使之溶解，冷却，过滤，以乙醇溶液稀释至1000 ml，混匀。16. 铜标准溶液。 称取0.2000 g金属铜（99.99%），置于250 ml烧杯中小心加入20 ml硝酸，低温加热溶解，并驱尽氮的氧化物，冷却室温，移入1000 ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1ml含200.0 ug铜。 移取25.00 ml铜标准溶液，置于500 ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1 ml含10.0 ug铜。 移取25.00 ml铜标准溶液，置于1000 ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1ml含5

28、.0 ug铜。17. 除铜的高氯酸铁溶液:称取1.43 g三氧化二铁置于250 ml烧杯中，加20ml盐酸，加热溶解，并浓缩至5 ml，用盐酸（5+3）洗入250 ml分液漏斗中（此时体积约25 ml），加30 ml甲基异丁基铜，振荡1min，静止分层后，水相放入另一个分液漏斗中，加20 ml甲基异丁基铜，同上操作在萃取一次，弃去水相（应无色）。将有机相合并，加25 ml水反萃取，振荡1 min，静止分层后，将水相放入250 ml烧杯中，再用20 ml水反萃取一次，两次水相合并（此时有机相应无色），加10 ml盐酸，加热使大部分有机物挥发后，加10 ml盐酸，10 ml高氯酸，加热至冒浓重白烟

29、，在回流3 min，冷却后，加50 ml水溶解盐类，移入200 ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1 ml含5 mg铁。18. 甲基异丁基酮。 2.2试样1. 一般试样粒度应小于100 um,如试样中结合水或易氧化物质含量高时，其粒度应小于160 um。2. 预干燥不影响试样组成者应按GB6730.1-86铁矿石分析方法 分析用预干燥试样的制备进行。2.3分析步骤1.测定数量同一试样，在同一试验室，应由同一操作者在不同时间内进行24次测定。2.空白试验随同试样做空白试验，所用试剂需取自同一试剂瓶。3.校正试验随同试样分析同类型（指分析步骤相一致）的标准试样。4.试样量表1:ffffff

30、ffffffffffffffffffffffffffffffffffff铜量% 试样量 g分取试样量 ml加铁量mg 铜标准溶液ugml取铜标准溶液mlBCD用量ml稀释体积ml比色皿cm0.010.080.250020.000010503305.01.00,2.00,4.00，6.00,8.000.050.250.200020.00002010022010.02.00,4.00,6.00，8.00,10.000.251.000.200010.00002010011010.04.00,8.00,12.00，16.00,20.005.测定试样的分解将试样置于200ml聚四氟乙烯（PTFE）烧杯中

31、【如不用PTFE烧杯，可采用玻璃烧杯，但在用酸分解试样时不加氟化物，残渣置于铂坩埚中灰化后用氢氟酸除硅】，以少量水润洗，加15 ml盐酸，低温加热分解约20 min，加5ml氢氟酸，继续加热蒸发至冒白烟5 min（糖浆状），取下稍冷，加20 ml热水，煮沸溶解盐类，以快速定量滤纸过滤，用热水洗涤烧杯23次，洗残渣810次，滤液和洗液收集于250 ml烧杯中，作为主液保存。将残渣连同滤纸放入铂坩埚中，灰化，在800摄氏度左右灼烧1020 min，冷却，加12 g混合溶剂，混匀，并以1 g覆盖表明，然后再900950摄氏度熔融约5 min , 冷却后放入主液中，加5 ml盐酸，加热浸取熔融物，在用

32、热水洗出铂坩埚，冷却室温，移入100 ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀（如有浑浊可干过滤）。测量a.按表1移取试液，置于100 ml容量瓶中，加2 ml柠檬酸溶液。b加34滴中性红乙醇溶液，以氢氧化铵中和至溶液变黄，并过量34滴（室温高于30摄氏度或由于中和时使溶液发热而超过此温度时，应以流水或冰冷却后方能显色）。加入10 ml氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液，按表1加BCO溶液，以水稀释至刻度，混匀。放置10 min（室温低于10摄氏度时应放置30 min后才能显色完全）。c.将部分溶液移入比色皿（见表1）中，以随同试样空白为参比，于分光光度计波长600 nm处测量吸光度（应在30 min内测量完

33、毕）。从工作曲线上查出相应的铜量。6.工作曲线的绘制按表1移取铜标准溶液，分别置于一组100 ml或50 ml容量瓶中，加入相应量除铜的高氯酸铁溶液，加2 ml柠檬酸溶液，加34滴中性红乙醇溶液，以氢氧化铵中和至溶液变黄，并过量34滴（室温高于30摄氏度或由于中和时使溶液发热而超过此温度时，应以流水或冰冷却后方能显色）。加入10 ml氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液，加BCO溶液，以水稀释至刻度，混匀。放置10 min（室温低于10摄氏度时应放置30 min后才能显色完全）。将部分溶液移入比色皿中，以试剂空白为参比，于分光光度计波长600 nm 处测量其吸光度，以铜量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲

34、线。7.分析结果的计算按下式计算铜的百分含量：Cu(%)=式中： m1从工作曲线上查得的铜量，ug； m试样量，g； V试液总体积，ml； V1分取试液体积，ml； K由公式K = 得到换算系数（如使用预干燥试样，则K = 1），A是按GB 6730.3-86铁矿石化学分析方法 重量法测定分析试样中吸湿水量测定得到的吸湿水质量百分数。分析值的验收当平行分析同类型标准试样所得到的分析值与标准值之差不大于下表所列的允许差时，则试样分析值是有效的，否则无效，应重新分析。分析值是否有效首先取决于平行分析的标准试样的分析值是否与标准值一致。当所得试样的两个有效分析值之差，不大于下表所列允许差时，则可予以

35、平均，计算为最终分析结果。如两者之差大于允许差时，则应按附录A的规定，追加分析和数据处理。8.允许差表2：hghhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh铜量标样允许差试样允许差0.0100.050±0.0040.0050.0500.100±0.0060.0080.1000.250±0.0090.0120.2500.500±0.0140.0200.5001.000±0.0200.0303原子吸收光谱法原子吸收光谱分析（又称原子吸收分光光度法）是基于从光源辐射出待测元素的特征光波，通过样品的蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，由辐射光波减

36、弱的程度，可以求出样品中待测元素的含量。3.1原子吸收光谱的理论基础1.原子吸收光谱的产生在原子中，电子按一定的轨道绕原子核旋转，各个电子的运动状态是由4个量子数来描述。不同量子数的电子，具有不同的能量，原子的能量为其所含电子能量的总和。原子处于完全游离的状态时，具有最低的能量，称为基态（E0）。在热能、电能或光能的作用下，基态原子吸收了能量，最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到较高能态，它就成为激发态原子。激发态原子（Eq）很不稳定，当它回到基态是，这些能量以热或光的形式辐射出来。成为发射光谱。其辐射能量大小，用下列公式表示。式中：h普朗克常数，其数值为6.626×10-34 J&

37、#183;s；c光速（3×105 ）v、分别为发射光的频率和波长；Eq、E0分别代表基态和激发态原子的能量，它们与原子的结构有关。由于不同元素的原子结构不同，所以一种元素的原子只能发射由En与E0决定的特定频率的光。这样，每一种元素都有其特征的光谱线。即使同一种元素的原子，它们的Eq 也可以不同，也能产生不同的谱线。原子吸收光谱是原子发射光谱的逆过程。基态原子只能吸收频率为v=(Eq-E0)/h的光，跃迁到高能态。因此，原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构，每一种元素都有其特征的吸收光谱线。原子的电子从基态激发到最接近于基态的激发态，称为共振激发。当电子从共振激发态跃迁回基态是，

38、称为共振跃迁。这种跃迁所发射的谱线称为共振发射线，与此过程相反的谱线称为共振吸收线。元素的共振吸收线一般有好多条，其测定灵敏度也不同。在测定时，一般选用灵敏线，但当被测元素含量较高时，也可采用次灵敏线。2.吸收强度与分析物质浓度的关系原子蒸气对不同频率的光具有不同的吸收率，因此，原子蒸气对光的吸收是频率的函数。但是对固相频率的光，原子蒸气对它的吸收是与单位体积中的原子的浓度成正比并符合朗伯-比尔定律。当一条频率为v，强度为I0的单色光透过长度为1的原子蒸气层后，透过光的强度为Iv，令比例常数为Kv，则吸光度A与试样中基态原子的浓度N0有如下关系：在原子吸收光谱法中，原子池中激发态的原子和离子数

39、很少，因此蒸气中的基态原子数目实际上接近于被测元素总的原子数目，与试样中被测元素的浓度c成正比。因此吸光度A与试样中的被测元素浓度 c的关系如下：A = Kc式中：K吸收系数。只有当入射光是单色光，上式才能成立。由于原子吸收光的频率范围很窄（0.01nm以下），只有锐线光源才能满足要求。在原子吸收光谱分析中，由于存在着多种谱线变宽的因素，例如自然变宽、多普勒（热）变宽、同位素因素、罗兰兹（压力）变宽、场变宽、自吸和自蚀变宽等，引起了发射线盒吸收线的变宽，尤以发射线变宽影响最大。谱线变宽能引起校正曲线弯曲，灵敏度下降。减少校正曲线弯曲的几点措施。选择性能好的空心阴极管，减少发射线变宽。灯电流不要

40、过高，减少自吸变宽。分析元素的浓度不要过高。对准发射光，使其从吸收层中央穿过。工作时间不要太长，避免光电倍增管和灯过热。助燃气体压力不要过高，可减少压力变宽。3.2原子化过程原子吸收光谱法采用的原子化方法主要有火焰法、石墨炉法和氢化物发生法。1 火焰原子化样品在火焰中蒸发和原子化。在这过程中，大致分为两个主要阶段：从溶液雾化至蒸发为分子蒸气过程。主要依赖于雾化器的性能、雾滴大小、溶液性质、火焰温度和溶液的浓度等。从分子蒸气至解离成基态原子的过程。主要依赖于被测物形成分子的键能，同时还与火焰的温度与气氛相关。分子的离解能越低，对离解越有利。就原子吸收光谱而言，离解能小于3.5 时，解离就比较困难

41、。2 石墨炉原子化样品置于石墨管内，用大电流通过石墨管，产生3000摄氏度左右的高温，使样品蒸发和原子化。为了防止高温氧化，早石墨管内、外都用惰性气体保护。石墨炉加温阶段一般可分为：干燥。此阶段是将溶剂蒸发掉，加热的温度控制在溶剂的沸点左右，但应避免爆沸和发生溅射，否则会严重影响分析精度和灵敏度。灰化。这是比较严重的加热阶段。其目的是在保证被测元素没有明显损失的前提下，将样品加热到尽可能高的温度，破坏或蒸发掉基体，减少原子化阶段可能遇到的元素间的干扰，以及光散射或分子吸收引起的背景吸收，同时使被测元素变为氧化物或其他类型物。原子化。在高温下，把被测元素的氧化物或其他类型物热解和还原（主要的）成

42、自由原子蒸气。3 氢化物发生法在酸性介质中，以硼氢化钾()作为还原剂，使锗、锡、铅、锑、铋、硒和碲还原生成共价分子型氢化物的气体，然后将这种气体引入火焰或加热的石英管中，进行原子化。3.3火焰1 火焰的种类原子吸收光谱分析中常用的火焰有：空气-乙炔、空气-煤气（丙烷）和一氧化二氮-乙炔等火焰。空气-乙炔。这是最常用的火焰。此焰温度高（2300摄氏度），乙炔在燃烧过程产生的半分解物 、 、等活性基团，构成强还原性气氛，特别是富燃火焰，具有较好的原子化能力。空气-煤气（丙烷）。此焰燃烧速度慢、安全、温度较低（18401925摄氏度），火焰温度透明。火焰背景低，使用于离解和干扰较少的元素，但化学干扰

43、多。一氧化二氮-乙炔。由于在一氧化二氮中，含氧量比空气高，所以这种火焰有更高的温度（约3000摄氏度）。在富燃火焰中，除了产生半分解物 、 、外，还有更强还原性的成分及等，这些成分能更有效地抢夺金属氧化物中的氧，从而达到原子化的目的。这就是为什么空气-乙炔火焰不能测定的硅、铝、铼等特别难离解的元素，在一氧化二氮-乙炔火焰中就能测定的原因。2火焰的类型化学计量火焰。又称中性火焰，这种火焰的燃气及助燃气，基本上是按照它们之间的化学反应式提供的。对空气-乙炔火焰，空气和乙炔之比为4:1。火焰是蓝色透明的，具有温度高，干扰少，背景发射低的特点。火焰中半分解产物比贫燃火焰高，氮还原气氛不突出，对火焰中不

44、特别易形成单氧化物的元素，除碱金属外， 采用化学计量火焰进行分析为好。贫燃火焰。当燃气与助燃气之比 小于化学反应所需量时，就产生贫燃火焰。其空气与乙炔之比为4:1至6:1。火焰清晰，呈淡蓝色。由于大量冷的助燃气带走火焰中的热量，所以温度较低。由于燃烧充分，火焰中半分解产物少，还原性气氛低，不利于较难离解元素的原子化，不能用于易生成单氧化物元素的分析。单温度低对易离解元素的测定有利。 复燃火焰。燃气与助燃气之比大于化学反应量时，就产生复燃火焰。空气与乙炔之比为4:1.21.5或更大。由于燃烧不充分，半分解物浓度大，具有较强的还原气氛。温度略低于化学计量火焰，中间薄层区域比较大，对易形成单氧化物难

45、离解元素的测定有利，但火焰发射和火焰吸收及背景较强，干扰较多，不如化学计量火焰稳定。3、火焰结构空气-乙炔火焰结构如图所示。正常的火焰是由预热区、第一反应区、中间薄层区和第二反应区组成。图1：预热区又称干燥区。其特点是燃烧不完全，温度不高，试液在此区被干燥，呈固态微粒。第一反应区又称蒸发区。它是一条清晰地蓝色光带。其特点是燃烧不充分，半分解产物多，温度未达到最高点。干燥的固态微粒在此区被融化蒸发或升华。这一区域很少作为吸收区，但对易原子化，干扰少的碱金属可进行测定。中间薄层区又称原子化区。其特点是燃烧完全，温度高，被蒸发的化合物在此区被原子化。此层是火焰原子吸收光谱法的主要应用区。第二反应区节

46、燃烧完全，温度逐渐下降，被离解的基态原；或降低键能新形成化合价。因此这一区域不能用于实际吸入更收光谱分析。进行原子吸收光谱分析时，燃烧器告诉的选择，也就是火焰的区域的选择。3.4仪器装置原子吸收分光光度计主要有四部分组成；光源、原子化器、光学系统和检测系统，图2 为火焰原子吸收分光光度计示意图。图2：1 光源原子吸收分光光度计的光源主要有空心阴极管和无极放电灯两种。 空心阴极灯。这种灯是目前最普遍应用的光源，是由一个钨棒阳极和一个内含有待测元素的金属或合金的空心圆柱形阴极组成的。两极密封于充有低压惰性气体（氖或氩）带有窗口的玻璃管中。接通电源后，在空心阴极上发生辉光发电而辐射出阴极所含元素的共

47、振线。 无极放电灯。这种灯是把被测元素的金属粉末与碘（或溴）一起装入一根小的石英管中，封入267667Pa压力的氩气。将石英管放于2450MHz微波发生器的微波谐振腔中进行激发。这种灯发射的原子谱线强，谱线宽度窄，测定的灵敏度高，是原子吸收光谱法中较为突出的光源。优良的光源应具有下列的性质： 使用寿命长，一般要求达到5000A.h。 发射的共振线强度高。 共振线宽带窄。 背景强度低，不超过特征线的1%。 稳定性好，预热30min ,在30min内，漂移应小于1%。2火焰原子化器它是雾化器、雾室和燃烧头组成的，能把试液变为原子蒸气的装置。它对测定的灵敏度和精度有重大的影响。雾化器。雾化器能使试液

48、变为细小的雾滴，并使其与气体混合味气溶胶。要求其有适当的提升量（一般为4 ml/min8 ml/min），高雾化率（10%30%）和耐腐蚀，喷入雾滴小，均匀、稳定。雾室。又称混合室，它要求有一个充分混合的环境，能够使较大的液滴得到沉降，里面的压力变化要平滑，稳定，不产生气体旋转噪声，排水畅通，记忆效应小，耐腐蚀。耐腐蚀。它是根据混合气体的燃烧速度设计成的，因此不同的混合气体有不同的燃烧头。它应该是平稳的、在现性好的火焰，有防止回火的保护装置，抗腐蚀，受热不变形，在水平和垂直方向能准确、重复的调节位置。3光学系统单光束系统。具有结构简单，价格低，能量高等特点，但不能消除光源波动所引起的基线漂移。

49、使用时要使光源预热30min，并在测量过程中注意校正零点，补偿基线漂移。双光束系统。此系统把光源发射的光分为两束，一束不通过原子化器而直接照射在检测器上，称为参比光束，另一束通过原子化器后在到检测器上，称为样品光束。最后指示出的是两路光信号的差，它可能克服光源波动所引起的基线漂移，因此，此系统不需要预热光源，但光能损失大，价格高。单色仪。这种仪器采用光栅将非分析线成分从光源发射出来的光中分离出去。4检测系统元素灯发出的光谱线被待测元素的基态原子吸收后，经单色仪分选出特征的光谱线，送入光电倍增管中，将光信号转变为电信号，此信号经前置放大和交流放大后，进入解调器进行同步检波，得到一个和输入信号成正

50、比的直流信号。在把直流信号进行对数转换、标尺扩展，最后由读数器读数或记录。3.5干扰及消除原子吸收光谱分析的干扰通常有5种类型：化学干扰、物理干扰、电离干扰、光谱干扰及背景干扰等。化学干扰。化学干扰时原子吸收光谱分析中经常遇到的。产生化学干扰的主要原因是被测元素形成稳定或难熔的化合物不能完全离解出来所致。它又分为阳离子干扰和阴离子干扰。在阳离子干扰只能够，有很大一部分时属于被测元素与干扰离子形成的难熔混晶体，如铝、钛、硅对碱金属的干扰；硼、铍、铬、铁、钼、硅、钛、铀、钒、钨和稀有元素等，易与被测元素形成不易挥发的混合氧化物，使吸收降低；也有增大吸收（增感效应）的，如锰、铁、钴、镍对铝、镍、铬的

51、影响。阴离子的干扰更为复杂，不同的阴离子与被测元素形成不同的熔点、沸点的化合物而影响其原子化，如磷酸根和硫酸根会抑制碱土金属的吸收，其影响色次序为：消除化学干扰最常用的方法：利用温度效应和火焰气氛。如在空气-乙炔火焰中测定钙是，和对其有明显的干扰，但在一氧化二氮-乙炔火焰中可以消除。测定铬是，用富燃的空气-乙炔火焰可得到较高的灵敏度。在一氧化二氮-乙炔火焰的红羽毛区，干扰现象就大大地减少。加入释放剂。释放剂是指能与干扰元素形成更稳定或更难挥发的化合物而释放被测元素的实际，如加入锶盐或镧盐，可以消除。铝对钙、镁的干扰。加入保护络合剂。保护络合剂与被测元素或干扰元素形成稳定的络合物。如加入EDTA

52、可以防止对钙的干扰。8-羟基喹啉与铝形成络合物，可消除铝对镁的干扰。加入可防止铝对铍的干扰。加入助溶剂。氯化铵对很多元素有提高灵敏度的作用，当有足够的氯化铵存在时，可以大大提高铬的灵敏度。改变溶液的性质或雾化器的性质。在高氯酸溶液中，铬、氯的灵敏度较高，在氨性溶液中，银、铜、镍等有较高的灵敏度。使用有机溶液喷雾，不仅改变化合物的键型，而且改变火焰的气氛，有利于消除干扰，提高灵敏度。使用性能好的雾化器，雾滴更小，熔融蒸发加快，可消除干扰。预先分离干扰物。如采用有机溶液的萃取、离子交换、共沉淀等方法预先分离干扰物。采用标准加入法。此法不但能补偿化学干扰，也能补偿物理干扰。但不能补偿背景吸收和光谱干

53、扰。物理干扰。当溶液的物理性质（如粘度、表面张力等）发生变化时，吸入溶液的速度和雾化率也发生变化因此影响吸收的强度。为了克服物理干扰，采用稀释试液或在标准溶液中加入与试液相同的基体的办法或采用标准加入法。电离干扰。当火焰温度足够高时，中性原子失去电子而变成正电的离子，使火焰中的中性原子数目逐渐减少，导致测定灵敏度的降低，工作曲线向吸光度坐标方向弯曲。这种现象存在于碱金属和碱土金属等电离势较低的元素。为了消除电离干扰，一方面适当控制火焰的温度（采用富燃火焰），另一方面在标准溶液和样品溶液中加入大量容易电离的元素，如钾、钠、铷、铯，以抑制被测元素的电离。光谱干扰。它是由于光源、样品或仪器使某些不需

54、要的辐射光被检测器测量所引起的。它能使灵敏度降低，工作曲线弯曲，也会引起测定结果偏高等。一般采用较窄的光谱通带、提高光源的发射强度、选择其他分析线，预先分离干扰物等方法去消除。背景干扰。这里所指的背景干扰主要是背景吸收。它包括光散射、分子吸收和火焰吸收。可采用邻近非吸收线或邻近低灵敏度的吸收线（与分析线相差10nm内）、连续光源（如氚灯、碘钨灯）、塞曼效应和自吸等方式进行校正。火焰吸收可用调零的方法进行校正。3.6仪器工作条件的选择1.分析线。一个元素若有多条分析线，通常采用最灵敏线，但也要根据样品中被测元素的含量类选择。例如测量钴时，为了得到最高灵敏度，应使用240.7 nm谱线，但要得到较

55、高精度，而且钴的含量较高时，最好使用较强的352.7 nm谱线。也要考虑干扰问题。如测定铷时，为了消除钾、钠的电离干扰，可用798.4 nm代替780.0 nm。测定铅时，为了克服短波区域的背景吸收和噪声，不使用217.0 nm灵敏线而使用283.3 nm谱线。2光谱通带。它是指单色仪出口狭缝包含波长的范围。,为通带，D为线色散率倒数，S为出口狭缝宽度。选择的原则：在能将邻近分析线的其他谱线分开的情况下，应尽可能采用较宽的通带，可提高信噪比，对测定有利。对于有复杂谱线的元素来说，如铁、钴、镍等，要求选择较宽的通带，否则会带来光谱干扰，灵敏度下降，工作曲线弯曲。3灯电流。在保证仪器的稳定性前提条

56、件下，采用较低的电流，可提高测定灵敏度和延长灯的使用寿命。对大多数元素而言，应采用额定电流40%60%。4. 对光。在调节燃烧头时使其缝口正好在光束的中央，升高或降低燃烧器，使光束正好在缝口上方。点燃火焰，吸入一个标准溶液，对燃烧器在进行调节，直到获得最大吸收。5火焰的分类选择。吸入一个标准溶液，固定助燃气的流量，逐步改变燃气的流量，使得到最大的吸收值和稳定的火焰，也要有利于减少干扰。6燃烧器的高度。选择燃烧器高度也就是选择火焰的区域。首先从灵敏度和稳定性来考虑选择适宜的高度，遇到干扰时，再改变其高度以设法避免干扰，若干扰仍然存在，应考虑采用其他消除干扰的方法。3.7测量方式1工作曲线法。这是

57、原子吸收光谱法最常用的方法。此法是根据被测元素的灵敏度及其在样品中的含量来配制标准溶液系列，测出标准系列的吸光度，绘制出吸光度与浓度关系的工作曲线。测得样品溶液的吸光度后，在工作曲线上可查出样品溶液中被测元素的浓度。2标准加入法。当样品中基体不明或基体浓度很高、变化大，很难配制相类似的标准溶液时，使用标准加入法较好。此法是将样品溶液分为、三等份，在和中加入不同量的被测元素的标准溶液（最好使加入的标准量约等于样品中被测元素的浓度），最后把它们稀释至相同体积（并制备一个样品空白）。分别测出其吸光度（其吸光度必须呈线性关系），绘制工作曲线，求出被测元素的浓度。3内插法。此法可以提高对高含量测定的准确

58、度。首先测出样品溶液的吸光度，然后配制出两个标准溶液，使其吸光度为样品溶液吸光度的±10%，根据两个标准溶液的浓度，便可推算出样品溶液中的被测元素的浓度。4原子吸收光度法测铜量试样用盐酸、硝酸和氢氟酸处理使之分解，加高氯酸蒸发，稀释到一定体积。于原子吸收分光光度计波长324.8 nm处，以空气-乙炔火焰进行铜的测定。4.1 试剂1 盐酸（1.19 g/ml）。2 盐酸（1+2）。3 硝酸（1.42 g/ml）。4 硝酸（1+3）。5 氢氟酸（1.15 g/ml）。6 高氯酸（1.67 g/ml）。7 低液：溶解15g金属铁粉铜含量0.001%（m/m）于150 ml盐酸（2.）中，溶

59、液冷却至室温，加10ml硝酸（3.），加热赶尽氮的氧化物，加250 ml高氯酸（6.），将溶液蒸发冒烟10 min，冷却后加入50 ml盐酸（1.），用水稀释至1000 ml 。8 铜标准溶液称取1.0000 g纯金属铜（99.9%以上）溶于30 ml硝酸（3.）中，加热除去氮的氧化物，冷却后移入1000 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1ml含1.00 mg铜。移取100.00 ml铜标准溶液上述(1)于1000 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 ml含0.10 mg。移取10.00 ml铜标准溶液上述（2）于100 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 ml含

60、10.0 ug铜。4.2仪器原子吸收分光光度计，配备空气-乙炔燃烧器、铜空心阴极灯。所用原子吸收分光光度计均应达到下列标准。最低灵敏度：工作曲线中所用等差系列标准溶液中浓度最大者，其吸光度应不低于0.300。工作曲线线性：工作曲线顶部20%浓度范围的斜率值（表示为吸光度的变化）在同样方法测定时，与底部20%浓度范围的斜率值之比不应小于0.7。最低稳定性：工作曲线中所用浓度最大的标准溶液与浓度为零者经各自多次测定，所得之标准偏差，相对于最高浓度吸光度平均值求得的变异系数，应分别小于1.5%和0.5%。4.3 试样1一般分析试样粒度应小于100 um ,如试样中结合水或易氧化物质含量高时，其粒度应

61、小于160 um。2 预干燥不影响试样组分者应按CB6730.1-86铁矿石化学分析方法 分析用预干燥的制备进行。4.4分析步骤1 测定数量同样试样、在同一试验室，应由同一操作者在不同时间内进行24次测定。2 试样量称取0.5000 g试样。3 空白试验随同试样做空白试验，所用试剂须取自同一试剂瓶。空白试验其量不得大于相当于含量的0.0008%。4 校正试验随同试样分析同类型（指分析步骤相一致）的标准试样。5 测定1 试样的分解将试样置入聚四氟乙烯烧杯中，加少量水湿润，加入15 ml 盐酸（1.），盖上表皿，加热，在微沸下至不在发生溶解反应。加入5 ml硝酸（3.），加热10 min 。用水冲

62、洗瓶壁，加入5 ml高氯酸（6.），加热蒸发至产生高氯酸白烟，冒烟34 min，冷却，加入3 ml盐酸（2.），加热溶解盐类，用水冲洗瓶壁进一步加热至溶液清亮。冷却后，移入100 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。随同空白试液中应加入20 ml低液（7.）。注：如分解试样操作中有值得注意量的残渣，或怀疑残渣含有可观量的铜，应将溶液用致密滤纸过滤，滤液收集在100 ml容量瓶中，用热水洗净残渣及滤液，冷却溶液，用水稀释至刻度，混匀。残渣用1 g碳酸钠（无水）熔融，用稀硝酸（1+20）浸取，然后检查铜含量，也要相应的制备空白溶液。2 试液的分取铜含量小于0.20%不分取；若铜含量在0.201.00%之间，将试液做如下稀释：分取20.00 ml试液与100 ml容量瓶中，加入底液16 ml（7.），用水稀释至刻度，混匀。此时随同试样空白溶液也要采用相同的方法进行稀释，配制成稀释空白溶液。6 测量吸光度在原子吸收分光光度计上，于波长324.8 nm处，以空气-乙炔火焰，用水调零。先用工作曲线系列浓度最大的喷测，并调节火焰状态和燃烧器位置，以达到最大吸光度。然后按浓度由低到高的顺序，依次喷入铜的工作曲线系列溶液和待测试样溶液及空白试验溶液。每一溶液喷测均以水调零，并至少重复喷测两次，记下获得的稳定读数，求的各自平均吸光度。4.5工作曲线的绘制1.铜含量在0.0101.00%时，移取0.