镓为无色离子,在溶液中均为三价,它的化学性质相似于铝和锌、氢氧化镓在pH~3时沉淀而在pH8-9时又溶解.镓不具有生色作用,因此只能与有色试剂形成呈色化合物.比色测定镓的最经典的方法是应用罗丹明的萃取光度法,其灵敏度及选择性均好,缺点是反应产物在有机相中的分配系数较低.本方法是生产实践中普遍应用的方法之一.有人曾研究了16种镓的比色试剂,得出以二苯基卡巴腙,二甲酚橙及邻苯二酚紫为最好.此外尚有单乙胺基-3-羟基苯(4-偶氮-1')-2'-萘酚-4'-磺酸及二乙胺基-3-羟基苯(4-偶氮-1')-2'-萘酚-4'-磺酸、连苯三酚红、溴连苯三酚红等.采用胶束增敏法如铬天蓝S-溴化十六烷基三甲基铵法(ε640=1.14×105)测定镓也有应用.
镓试剂法
镓试剂早在1958年开始合成,为暗红色粉末,其结构为:
在酸性介质中能与镓形成青色的络合物,常选择pH2.4-3.4时来测定镓,此时反应产物在600毫微米处有一最大吸收.试剂的灵敏度较高,达0.2微克镓/5毫升溶液.且试剂与镓的反应产物的颜色极稳定,在40小时内可保持不变.虽然在不同pH时试剂能与许多金属离于形成有色产物,这些离子如下表:
表Ⅷ-15 镓试剂与金属离子反应的pH及其产物颜色
离子 | pH | 试剂颜色 | 产物颜色 | 离子 | pH | 试剂颜色 | 产物颜色 |
Co | 4.2-5.6 | 玫瑰紫 | 紫 | Cr3+ | 9.2-11 | 紫蓝 | 蓝紫 |
Ni | 4.2-5.6 | 玫瑰紫 | 蓝紫 | Th | 2.4-3.6 | 紫红 | 紫 |
Al | 3.2-5.6 | 玫瑰紫 | 蓝 | In | 3.2-4.4 | 玫瑰紫 | 蓝 |
Mn | 3.4-6.3 | 玫瑰紫 | 紫 | Ce | 2.4-3.8 | 玫瑰紫 | 蓝 |
Ti | 2.0-4.6 | 玫瑰紫 | 蓝紫 | Cu | 2.2-5.6 | 玫瑰紫 | 紫 |
Fe3+ | 2.2-5.6 | 玫瑰紫 | 蓝紫 | Sc | 2.2-4.2 | 玫瑰紫 | 蓝 |
Bi |
8.5-11 | 紫蓝 | 蓝紫 | Ga | 2.2-4.8 | 玫瑰紫 | 青 |
但由于试剂与Ge、La、Pr、Rh、Te、Tl、Pt、Zn、Hg2+、Ir、Be、Cd、Pb、Ca、Mg等不能形成有色络合物,这些元素的存在不干扰测定.Al和In在pH~3.2时才能形成有色络合物,故在酸度更高的介质中测定镓时便可测定比这些元素的含量要低50倍量的镓.Fe3+和Cu2+有干扰应加掩蔽剂来消除.
试剂和溶液:
1.镓试剂 0.01%水溶液;2.镓标准溶液 1毫克/毫升镓,溶解0.1000克金属镓于5毫升1:1HCl中,移入100毫升容量瓶后,用1:1HCl稀释至刻度,使用时根据需要再稀释;3.缓冲溶液 pH~3.2,量取25毫升0.2M邻苯二甲酸氢钾溶液,7.35毫升0.2MHCl及67.65毫升水混和之;4.盐酸羟胺 20%溶液.使用时配制;5.硫代硫酸钠 0.1N溶液;6.氨水 0.25%溶液;7.盐酸 比重1.18-1.19;8.异戊醇.
测定步骤:取含镓量不超过60微克的分析试液一份放于分液漏斗中,加入3毫升盐酸羟胺溶液,0.25毫升硫代硫酸钠溶液,3.25毫升浓盐酸,再加入5-8毫升异戊醇,萃取2分钟后将有机相移入另一分液漏斗,其水相每次用5毫升异戊醇再反复萃取数次.合并有机相,用每份含1毫升盐酸羟胺溶液、0.25毫升硫代硫酸溶液及1.25毫升浓盐酸的1:1盐酸洗3次,经洗涤后的有机相在分液漏斗中用氨水中和,并过量1至2毫升.剧烈摇动2分钟,将水相移入50毫升容量瓶中,有机相再用氨水重复上述操作一次,使镓完全转入水相,然后用1:1盐酸在容量瓶中调节pH至中性(可用甲基橙检查)后,加入pH~3.2的缓冲溶液至总体积45毫升,再加入镓试剂溶液5毫升(若总体积不足50毫升则补加缓冲溶液至刻度).在60-80℃水浴上加热1.5-2分钟后,在600毫微米处(或选用橙色滤光片)进行光度测定.