醋酸装置反应液中微量铑含量分析方法的改进

摘要：对醋酸装置中V2204反应釜取样冷却器出口的反应液中微量铑含量的分析进行了火焰原子吸收光谱法的测定,通过两种不同方法的前期处理,比较了结果的准确度,结果表明:方法Ⅱ有效的缩短了实验时间,并且方法Ⅱ的测量结果在平行性及相对偏差均优于方法Ⅰ。

1、前言

铑属于铂族元素,铂族元素均具有高熔点、高稳定性等特性。铑金属比铂族的其他金属具有更高的化学稳性。在常温下,无机酸、碱和各种化学试剂对铑均无作用,也不会氧化。

铑作为醋酸装置反应中的催化剂,含量需要控制在一个最佳的浓度范围内,所以铑含量的准确测定就显得尤为重要。铑的分析方法包括滴定、重量、光谱分析、光度测定和电化学分析等。本文采用火焰原子吸收光谱法来测定反应液中铑浓度,并比较了两种不同前期处理方法所得结果的测量准确度和相对误差,从而更方便、快速、准确地实现了铑含量测定,获得满意的结果。

2、实验部分

2.1 方法原理

样品经处理后制成稀酸溶液,直接导入原子吸收光谱仪中,用空气与乙炔火焰原子化,在波长343.6nm处测量,其吸光度与铑离子浓度成正比,与标准系列比较确定铑含量。

2.2 实验仪器

方法Ⅰ:(1) NOV400原子吸收光谱仪;(2)空心阴极铑灯;(3)加热板;(4)赛多利斯电子天平;(5)一般实验室玻璃仪器。

方法Ⅱ:(1)NOV400原子吸收光谱仪;(2)空心阴极铑灯;(3)赛多利斯电子天平;(4)一般实验室玻璃仪器。

2.3 实验试剂

方法Ⅰ:(1)浓硫酸;(2)浓硝酸;(3)硫酸（1:1）:取50ml浓硫酸缓慢注入50ml水中;(4)铑标准贮备液:1000mg/L;(5)铑标准工作液:50μg/ml（吸取铑标准贮备液5.00ml,置于100ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。）

方法Ⅱ:(1)浓硫酸;(2)次氯酸钠溶液:5.25％;(3)硫酸（1:1）:取50ml浓硫酸缓慢注入50ml水中;(4)铑标准贮备液:1000mg/L;(5)铑标准工作液:100μg/ml（吸取铑标准贮备液10.00ml,置于100ml容量瓶中,加入1:1硫酸溶液16ml,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。）

2.4 分析步骤

方法Ⅰ:

(1)标准系列溶液的配置:吸取铑标准工作液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml,分别置于50ml容量瓶中,以蒸馏水定容,摇匀。此时标准系列溶液中铑浓度分别为0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0μg/ml。

(2)样品溶液测定前的处理及配置:称取25g样品（精确至0.01g）于50ml烧杯中,将烧杯放在加热板上使溶液蒸发至干,加热的同时边摇边放热,加入浓硫酸3ml溶解烧杯中残留物,再加入浓硝酸2ml,重新加热煮沸1min,逐滴加入双氧水去除游离态碘,取出冷却,用水溶解移入50ml容量瓶中,用蒸馏水定容后再反复轻摇,再取10ml稀释至500ml容量瓶中。

(3)样品测定:将配置好的标准系列溶液、样品溶液、试剂空白溶液分别导入空气与乙炔的火焰原子吸收光谱仪中,以铑元素空心阴极灯为光源,在波长343.6nm处调节仪器处于最佳工作条件,分别测定各自吸光度。以标准系列溶液中铑的浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准工作曲线,根据样品溶液的吸光度减去空白溶液的吸光度值后,从标准工作曲线上查出对应的铑浓度。

(4)结果计算:X=

X:样品中铑的含量ppm

C:从曲线中查出样品溶液的浓度μg/ml

V:样品的定容体积ml

m:称取样品的质量g

方法Ⅱ:

(1)标准系列溶液的配置:吸取铑标准工作液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml,分别置于100ml容量瓶中,加入1:1硫酸溶液8ml,再加入5.25％次氯酸钠溶液10ml,以蒸馏水定容,摇匀。此时标准系列溶液中铑浓度分别为0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0μg/ml。

(2)样品溶液测定前的处理及配置:称取0.5g样品（精确至0.0001g）于100ml容量瓶中,向容量瓶中加入1:1硫酸溶液8ml,再加入5.25％次氯酸钠溶液10ml,轻摇容量瓶至无氯气放出,以水定容。

(3)样品测定:将配置好的标准系列溶液、样品溶液、试剂空白溶液分别导入空气与乙炔的火焰原子吸收光谱仪中,以铑元素空心阴极灯为光源,在波长343.6nm处调节仪器处于最佳工作条件,分别测定各自吸光度。以标准系列溶液中铑的浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准工作曲线,根据样品溶液的吸光度减去空白溶液的吸光度值后,从标准工作曲线上查出对应的铑浓度。

(4)结果计算:X=

X:样品中铑的含量ppm

C:从曲线中查出样品溶液的浓度μg/ml

V:样品的定容体积ml

m:称取样品的质量g

3、结果与讨论

(1)方法Ⅰ中样品的前期处理过程,需对样品进行蒸干,在此过程中会有部分样品的流失,而方法Ⅱ则避免了样品的流失,减少了测量结果的误差。

(2)方法Ⅰ中由于样品前期处理时取样量较大,加入的浓硫酸、浓硝酸难以溶解全部样品,易造成测量结果偏小。

(3)方法Ⅱ相对于方法Ⅰ的取样量大幅度减少,有效的避免了样品在稀释过程中产生的误差。

(4)由于方法Ⅱ在样品前期处理中的改进,有效的减少了实验时间,从而更快的实现铑含量的分析。