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摘要:电解液的酸度和铜通常分别测定，不仅耗时，且操作繁琐。实验采用氢氧化钠标准溶液和硫代硫酸钠标准溶液连续滴定法实现了铜电解液的酸度和铜的快速分析测定。以甲基橙作为指示剂，氢氧化钠测定酸度;测定完酸度的试液中加入2mL氟化氢铵饱和溶液掩蔽铁，碘量法测定铜。该方法测定结果的相对标准偏差为0．12%～0．61%，加入标准物质回收率为100．3%～100．5%，准确度和精密度良好，且方法耗时短、操作简单，适合铜电解液的酸度和铜的测定。
关键词:铜电解液;连续滴定;快速测定;酸度;铜
引言
火法冶炼铜过程中，铜精矿经侧吹炉、转炉、阳极炉熔炼后浇筑成阳极板，阳极板经电解提纯后生成阴极铜。电解系统中的铜电解液是由硫酸和硫酸铜组成的水溶液。电解液中铜含量过低时，会使阴极铜疏松，表面易长粒子，严重时甚至呈粉末状，并有杂质析出，如砷、锑、铋等;铜含量过高时，阴极沉积物的结晶粗糙，电解液的密度和黏度增大，阴极长粒子的机率增加，导致阴极板外观不合格。电解液的电阻随酸度的增加而降低，但酸度过高，设备防腐性能也要相应的提高，从而导致成本增加。因此，电解液中的铜、酸度需分别控制在40～50g/L、150～180g/L。目前，电解液酸度的测定主要有酸碱滴定法和自动库伦滴定法［1］;铜的测定主要有光度法［2－4］、碘量法［5］及离子选择电极法。这些方法大部分是单独测定酸度和铜，不能进行连续测定;极少文献［6－7］采用连续滴定法测定酸度和铜，但需要添加溴氧化杂质，处理过程较长。本文采用氢氧化钠标准溶液滴定酸度，之后直接用碘量法测定铜，实现铜电解液的酸度和铜的连续测定。该方法操作简便、快捷，精密度好，满足快速分析要求。
1实验部分
1．1仪器与试剂PHS－3CpH计，pH复合电极。纯铜(w(Cu)≥99．999%):将纯铜放入微沸的乙酸(1+3)中，保持1min，取出后用水和无水乙醇分别冲洗2次以上，在100℃烘干箱中烘干4min，冷却，置于磨口瓶中，备用。0．1%甲基橙:称取0．1g甲基橙，溶于100mL水中。乙酸－乙酸铵缓冲溶液(300g/L):称取90g乙酸铵置于400mL烧杯中，加入150mL水、100mL冰乙酸，溶解后用水稀释至300mL，混匀。碘化钾溶液(400g/L):称取400g碘化钾，加水溶解，并稀释至1000mL。淀粉溶液(5g/L):称取0．5g可溶性淀粉置于200mL烧杯中，用少量水调成糊状，将100mL沸水缓慢倒入其中，继续煮沸至溶液透明，取下冷却。现用现配。硫氰酸钾溶液(200g/L):称取500g硫氰酸钾溶于2500mL水中，加入70mL碘化钾溶液、35mL淀粉溶液，滴加碘溶液(0．1mol/L)至溶液变为蓝色，并放置数小时。若溶液颜色仍未褪去，则用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚好消失。氢氧化钠饱和溶液:称取1100g氢氧化钠溶于1000mL无二氧化碳的水中，摇匀，转移到聚乙烯容器中，密闭放置至溶液澄清。氢氧化钠标准溶液(0．5mol/L):取278mL氢氧化钠饱和溶液上清液，用无二氧化碳的水稀释至10L，摇匀。硫代硫酸钠标准溶液(0．04mol/L):称取10g五水硫代硫酸钠(Na2S2O3•5H2O)置于300mL烧杯中，用蒸馏水溶解，加入0．1g碳酸钠，溶解后移入1000mL容量瓶中，定容。于暗处放置2周后标定。铜标准溶液(30g/L):称取3．0000g纯铜于500mL三角烧杯中，加入50mL硝酸(1+2)，盖上表面皿，于电热板低温加热至完全溶解，取下，用水冲洗表面皿及杯壁，加入1mL饱和溴水，低温加热蒸至近干，吹水约20mL，煮沸，取下冷却至室温，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。氟化氢铵饱和溶液，酚酞(10g/L)，三氯化铁，碘化钾，实验用水为纯水。
1．2标准溶液的标定1)氢氧化钠标准溶液的标定。称取3．6g(精确至0．00001g)于105℃～110℃烘干箱中干燥至恒重的基准试剂邻苯二甲酸氢钾，加入80mL无二氧化碳的水溶解，加入2滴酚酞指示剂(10g/L)，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈粉红色，并保持30s。同时做空白实验。2)硫代硫酸钠标准溶液的标定。称取0．08g(精确至0．00001g)处理过的纯铜，置于500mL三角烧杯中，加入10mL硝酸(1+1)，盖上表面皿，于电热板低温加热至完全溶解，取下，用水冲洗表面皿及杯壁，加入1mL三氯化铁溶液(100g/L)，混匀，蒸至近干，吹水约20mL，煮沸，取下冷却至室温。向溶液中滴加乙酸－乙酸铵缓冲溶液至红色不再加深，并过量3～5mL，再滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失，并过量1mL，摇匀，沿杯壁吹少量水。向溶液中加入5mL碘化钾溶液，轻微晃动摇匀，迅速用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色，再加入2mL硫氰酸钾溶液，剧烈振荡至蓝色加深，继续滴定至蓝色恰好消失。
1．3实验方法准确移取2mL铜电解液于250mL三角烧杯中，加水至20mL左右，滴加2滴甲基橙指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至橙黄色，记录消耗的体积，计算酸度;在试液中加入2mL氟化氢铵饱和溶液、5mL碘化钾溶液，轻微晃动摇匀，迅速用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，加入2mL淀粉溶液，滴定至浅蓝色，再加入2mL硫氰酸钾溶液，剧烈振荡至蓝色加深，继续滴定至蓝色恰好消失，记录消耗的体积，计算铜含量。
2结果与讨论
2．1指示剂的选择根据GB437—1993《硫酸铜》中对酸度的测定可知，酸度滴定终点的pH值为4．00。实验选用甲基橙作为指示剂，其变色pH值范围3．1～4．4，滴定指数为4．0，终点颜色变化明显，易于观察。选取5份电解液，按照实验方法测定酸度，并用pH计测定溶液pH。实验结果见表1。从表1可以看出，选用甲基橙作为指示剂测定电解液的酸度，滴定终点pH值均在4．00左右，符合酸度滴定终点pH的要求。
2．2氟化氢铵饱和溶液用量在滴定铜的过程中Fe3+会氧化I－，对测定过程存在干扰。实验采用加入氟化氢铵饱和溶液进行掩蔽，同时氟化氢铵作为一种酸碱缓冲剂，能控制溶液的pH值在3．0～4．0，防止铜盐的水解。在滴定完酸度的试液中分别加入0，1，2，3，4和5mL氟化氢铵饱和溶液，按照实验方法进行处理，考察氟化氢铵饱和溶液用量对铜测定结果的影响。实验结果见表2。从表2可以看出:未加入氟化氢铵饱和溶液时，Fe3+的干扰导致铜测定结果偏低，且滴定终点颜色不稳定，容易返色。氟化氢铵饱和溶液用量为1～5mL时，铜测定结果无显著差异。综合考虑，实验选择加入2mL氟化氢铵饱和溶液。
2．3方法的精密度按照实验方法对2份铜电解液进行5次平行测定，实验结果见表3。从表3可以看出，该方法酸度测定结果的相对标准偏差为0．15%～0．19%，铜测定结果的相对标准偏差为0．12%～0．61%，表明方法的精密度良好。
2．4加入标准物质回收率实验移取2mL铜电解液，分别加入2mL、3mL、4mL铜标准溶液，按照实验方法进行处理，在滴定完酸度后测定试液的pH，之后进行铜加入标准物质回收率实验，结果见表4。从表4可以看出，滴定完酸度后，pH值均在4．00左右。酸度测定之前加入铜标准溶液，因为其呈酸性，在测定铜之前先用氢氧化钠标准溶液中和部分酸，使试液的pH值为3．00～4．00，满足碘量法测定铜对pH的要求，同时考察了以甲基橙作为指示剂测定酸度时，终点pH不受铜含量增加的影响。铜加入标准物质回收率在100．3%～100．5%，方法的准确度符合要求。
3结语
建立直接滴定法连续测定铜电解液的酸度和铜的方法，利用氢氧化钠标准溶液滴定酸度后，碘量法测定铜。实验确定了甲基橙作为指示剂及氟化氢铵饱和溶液用量。该方法精密度和准确度良好，大大缩短了分析周期，提高了分析效率，适用于铜电解液酸度和铜的快速分析测定。
［参考文献］
［1］郝电，关胜，马天，等．自动库伦滴定法用于酸度测定的研究［J］．化学传感器，2002，22(3):27－32．
［2］范健，朱菊迎．BCO分光光度法测定铜电解液中铜［J］．湖南有色金属，1992，8(5):314－316．
［3］李庆成．差示光度法测定铜电解液中高含量铜［J］．理化检验(化学分册)，1994，30(6):334．
［4］罗重庆，贾宏武．分光光度法测定铜电解液中高含量铜［J］．江西有色金属，1995，9(2):44－46．
［5］佡云，白小叶．快速碘量法测定湿法冶炼电解液中的铜［J］．黄金，2015，36(11):81－83．
［6］郭志英，萧仙梅．电位滴定中和法连续滴定电解液中酸、铁和铜［J］．冶金分析，1995，15(1):51－52．
［7］刘达发．铜电解液中硫酸、铜、铁的快速测定［J］．化学世界，1982(3):76－77．
作者：戴秋香 陈宇 于鲲 刘玉玲 单位：吉林紫金铜业有限公司