錫在化合物中以2價和4價形態(tài)存在.Sn(Ⅱ)的化合物不穩(wěn)定,易氧化為4價.Sn(OH)2在pH~2開始沉淀,具兩性,在pH13時便又溶解.Sn(OH)4在pH0.5即沉淀,pH~9時溶解.錫的光度測定中兩種價態(tài)的反應(yīng)皆有應(yīng)用.
錫的顯色劑以含氧給予體原子的有機試劑為最常見,如苯芴酮、檞皮素、棓因,桑色素以及蘇木紅(氧化蘇木精)等.
這些試劑均與錫生成難溶性的絡(luò)合物,光度測定應(yīng)有保護膠體存在,或在水-醇混合溶劑以及采用有機溶劑萃取進行.這些試劑中,以蘇木紅的靈敏度為最高(ε590=7.6×104),但至今仍以苯芴酮法最常用.苯芴酮與錫生成紅色絡(luò)合物(λ最大=510毫微米),適宜于測定2-50微克范圍的錫.方法的選擇性并不高,在復(fù)雜樣品中的測定,需作預(yù)先分離,分離方法最主要的是用苯以SnI4形式萃?。?/span>
同樣以氧為給予體原子的另一些三苯甲烷染料如鄰苯二酚紫和溴連苯三酚紅,則可以與Sn(Ⅳ)生成水溶性的紅色絡(luò)合物,而直接在水溶液中光度測定.在醋酸鹽溶液中Sn(Ⅳ)與溴連苯三酚紅的顏色反應(yīng)被認為形成如下形式的絡(luò)合物:
其中Sn(Ⅳ)的游離電荷為介質(zhì)中的醋酸根所占有,因此絡(luò)合物是水溶性的.Sn(Ⅱ)雖也與試劑反應(yīng),但顯色速度很慢.
為提高測定錫的靈敏度,采用膠束增敏法同樣是有效的,所選用的顯色劑有鄰苯二酚紫和苯芴酮;活性劑主要采用溴化十六烷基三甲基銨(CTMAB).其中苯芴酮-CTMAB體系其摩爾吸收系數(shù)達ε510=1.19×104.最近的報告指出,采用碘化物萃取分離,用抗壞血酸克服反萃取錫時帶入顯色液中的I-與陽離子表面活性劑的沉淀反應(yīng),能使分離方法與膠束增敏法聯(lián)接起來,適用于復(fù)雜礦石中微量錫的測定.
用于測定錫的含硫試劑重要的有二硫酚以及新近提出的水楊醛縮-2-氨基硫酚(SATP):
它們都是基于與二價錫生成不溶性沉淀的反應(yīng),這兩種方法將在下面敘述.
二硫酚法
二硫酚(3,4-二巰基甲苯)在稀鹽酸或稀硫酸介質(zhì)中能與Sn(Ⅱ)形成不溶于水的玫瑰色螯合物:
當Sn(Ⅱ)含量不大且有保護膠體存在時可得到透明的溶液而用來比色測定錫.本方法的靈敏度并不很高,在535毫微米(λ最大)處摩爾吸收系數(shù)為58×103.應(yīng)用二硫酚萃取光度法測定錫的可能性不大.雖然其螯合物能被某些有機溶液所萃?。ㄈ缑眩?,但萃取液呈黃色,并不適用于萃取比色測定.
試劑和溶液:
1.二硫酚 在2%NaOH溶液中的0.15%溶液.稱取0.15克試劑溶于適量2%氫氧化鈉溶液中后,再用同樣濃度的氫氧化鈉溶液稀釋到100毫升,在此溶液中加有5滴巰基乙酸.溶液在使用前臨時配制;2.錫標準溶液 含錫1毫克/毫升.溶解1.0000克純錫在50毫升濃硫酸中,待金屬完全溶解后將溶液加熱至出現(xiàn)硫酸煙霧,冷卻后在容量瓶中加1N硫酸至1升即可.使用時根據(jù)需要用0.5N硫酸進行稀釋;3.阿拉伯樹膠 5%溶液;4.巰基乙酸.
測定步驟:向置有分析溶液的100毫升蒸餾燒瓶中加人25毫升1:1硫酸,3毫升濃磷酸20毫升1:1鹽酸及1克硫酸羥胺,冷凝管的末端所連接的接受器浸在盛有水的燒杯中,在燒瓶中的溶液里慢慢通入CO2并加熱溶液至沸,當燒瓶內(nèi)液體溫度上升至160℃,開始向燒瓶中加20毫升1:1鹽酸,滴加的速度應(yīng)使其溫度控制在155-165℃范圍之內(nèi)(大約每4秒鐘加1滴),當所有酸滴加完畢后,停止加熱,拆開接受器并用水淋洗冷凝器.含有AsCl3、GeCl4和SbCl3的蒸出液棄去.
重新將冷凝管末端連接的接受器一端浸入裝有10毫升水的燒杯中,再向燒瓶中加入15毫升1:1鹽酸和7毫升48%氫溴酸的混和物,慢慢通入二氧化碳并加熱至145-160℃,蒸餾后持續(xù)15-20分鐘,然后停止加熱并用少量水沖洗冷凝管,沖洗水仍收集在接受器中,在蒸出液中加2毫升1:1硫酸和5毫升濃硝酸,在燒杯上蓋上表面皿,當HBr分解的硼砂珠反應(yīng)停止時,取下器皿并將溶液蒸發(fā)到出現(xiàn)白煙止.
錫的測定:取含錫不超過500微克的約40毫升酸性分析試液(約1-2N H2SO4)于50毫升容量瓶中,加入5滴巰基乙酸、2毫升阿拉伯樹膠,小心攪勻后,加入1毫升二硫酚溶液并搖勻.加水至刻度后再重新?lián)u勻,放置10分鐘后在535毫微米處(或用黃綠色濾光片)進行光度測定.以空白溶液作比較液.
SATP法
氨基水楊縮醛-2-硫酚,簡稱SATP.它不溶于水,溶于酮及醇類.常配成乙醇溶液并添加抗壞血酸以防止氧化變質(zhì).試劑與Sn(Ⅱ)的反應(yīng),適宜酸度為pH1.8-2.2,為防止該條件下Sn(Ⅱ)的水解,顯色介質(zhì)中應(yīng)有輔助絡(luò)合劑乳酸存在.絡(luò)合物呈黃色,為苯萃取后最大吸收波長位于415毫微米處,色澤穩(wěn)定,ε=1.61×104.錫量在70微克以下遵守Beer定律,校正曲線為直線.Mn(Ⅱ)、P(Ⅴ)、Ni、Cr(Ⅲ)、Mo(Ⅳ)、V(Ⅴ)、Co(Ⅱ),W(Ⅳ),As(Ⅲ)對測定無干擾;而Nb在0.02毫克、Ti在0.03毫克、Cu和Fe連0.5毫克以上時對發(fā)色有影響.當SATP法用于鋼鐵中Sn的測定時,F(xiàn)e(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)可分別用抗壞血酸和硫代硫酸鹽掩蔽,Nb和Ti則需用碘化物-苯萃取分離.
試劑和溶液:
1.SATP溶液 0.1%.稱 SATP 0.10克和抗壞血酸1克溶于熱乙醇中,冷卻后用乙醇稀釋至100毫升,盛于棕色瓶中置冷暗處保存;2.錫標準溶液 10微克/毫升.稱100毫克純錫(99.999%),用5毫升硫酸加熱溶解冷卻后用6N鹽酸稀釋至1升作為原液.使用時分取一部分,用6N HCl稀釋10倍(10微克/毫升);3.2,4-二硝基酚溶液 0.2%的乙醇溶液;4.乳酸 20%;5.抗壞血酸 10%.
測定步驟:鋼鐵中錫的測定 稱取試樣0.5克于200毫升燒杯中,加鹽酸20毫升,30%過氧化氫5毫升,加熱溶解.(難溶試樣可加20毫升王水溶解,加高氯酸10毫升蒸發(fā)至冒濃白煙;含鉻8%以上時可加鹽酸使鉻變成氯化鉻酰逸去,蒸至近干,冷后加1:3鹽酸30毫升溶解鹽類,過濾于50毫升容量瓶中,用2:98HCl洗凈.)煮沸,分解過量的過氧化氫,冷至室溫,移入50毫升容量瓶中,用水稀釋至刻度.吸取試液10毫升于100毫升分液漏斗中,加10%抗壞血酸溶液5毫升,加0.2%2,4-二硝基酚指示劑3-4滴,用10%NaOH中和后,依次加入20%乳酸、1%硫代硫酸鈉各2毫升,0.1%SATP溶液5毫升,放置5分鐘,準確加入10毫升苯,振蕩1分鐘,靜置分層后棄去水相,把有機相通過脫脂棉過濾于比色皿中.以苯作比較液,于415毫微米處測定吸光度,從校正曲線查出錫的含量.
若含鈮0.02毫克,鈦0.03毫克以上時,發(fā)色按以下操作進行:稱樣0.5克,加1:9H2SO420毫升及30%H2O25毫升,加熱溶解,煮沸分解過量的H2O2,冷至室溫,移入50毫升容量瓶中,加3:1H2SO45毫升,78%碘化鉀溶液5毫升,苯5毫升,振蕩2分鐘,棄去水相,于有機相里加入1:70H2SO45毫升,振蕩1分鐘反萃取錫,取水相于另一分液漏斗中,滴加1%硫代硫酸鈉至碘的顏色消失,用0.2%2,4-二硝基酚溶液作指示劑,以10%NaOH溶液中和,以下操作同前.