锰可以以多种价态存在,如2价、3价、4价、6价和7价.Mn(OH)2不具有两性,在pH8.5左右开始沉淀,白色的氢氧化锰易被空气中的氧氧化而成棕色的水合二氧化锰——MnO2·H2O.紫色的高锰酸根离子MnO4-为一强氧化剂,由于它在528和548毫微米处各存在一最大吸收峰,因此常常借此作为比色测定锰的重要方法.该方法选择性极高但灵敏度较差,灵敏度较高的应用有机试剂光度测定锰的方法较实用的有甲醛肟法和PAN法,以及4-(2-吡啶基偶氮)-间苯二酚及茜素法等.
甲醛肟法
在碱性溶液中,甲醛肟能与两价锰形成无色的络合物,后者在空气中氧的作用下变成四价锰的棕红色络合物,此化合物的络合比经证实为Mn:CH2NOH=1:6,其溶液的吸收曲线在455毫微米处有一最大的吸收峰.在此条件下的摩尔吸收系数为1.12×104.因此应用本方法光度测定锰的灵敏度要比高锰酸钾比色法高4倍.
除锰外,甲醛肟亦能与Ce、Cu、Fe、V、Ni和Co形成有色络合物.为此必须加入掩蔽剂(如氰化物等)及选择合理的比色条件.本方法曾用来测定天然水、海水、植物及作多生物材料、食品、锡、镍合金、玻璃及硅酸盐等物质中的含锰量,采用DDTC-甲基异丁基甲酮萃取分离干扰元素,甲醛肟法曾用来测定三氧化钼和金属钼中的微量锰.
试剂和溶液:
1.甲醛肟 1M溶液(约5%).取7.9克甲醛(38%CH2O溶液)与2.0克NH2OH·HCl溶液混合后用水稀释至100毫升,此溶液呈酸性(相当1N HCl),稳定;2.晶体(CH2NOH)3HCl 溶解105克 NH2OH·HCl于110毫升水中,加入45克三聚甲醛并充分混和之,在25毫米汞柱的减压下,约40℃加热溶液,大量晶形沉淀析出时停止加热.加入80毫升无水乙醇井搅拌之,放置后用布氏漏斗吸滤并用无水乙醇洗涤,产品再用无水乙醇重结晶一次,放置在多孔瓷碟上干燥之;3.锰标准溶液 含锰1毫克/毫升.称取2.7490克无水 MnSO4溶于加有1毫升浓硫酸的少量水中,在1升容量瓶中加水稀释至刻度,使用时根据需要再进行稀释;4.酒石酸钾钠 20%溶液;5.Zn(oH)2悬浊液 称取2克硫酸锌溶于50毫升水中,加入5毫克镧(用硝酸镧)作为载体,再加入少量过氧化氢溶液和过量的氨水,使铁、锰和其他金属与氢氧化镧一同析出并过滤之,滤液加热除去过量的氨后用稀盐酸酸化,再用NaOH溶液调节pH至8-9使Zn(OH)2沉淀.将沉淀过滤并用水洗至检不出Cl-离子为止,将沉淀与100毫升水混合之.
测定步骤:取含锰不大于100微克的微酸性分析溶液一份,加入酒石酸钾钠溶液以掩蔽Al、Tl、Cr和U;20毫克抗坏血酸以还原Fe(Ⅲ)和50毫克氰化钾以掩蔽Ni、Co、Fe(Ⅱ)和Cu.然后加入2毫升1M甲醛肟溶液并很快加入1N NaOH溶液至中性后,再多加2毫升NaOH溶液,全部溶液在50毫升容量瓶中加水到刻度,摇匀后放置10分钟再在455毫微米处(或用蓝色滤光片)进行光度测定.用水或空白溶液作为比较液.
注意事项:如试样中铁含量大于锰时,则铁需用萃取法分离,或加入Zn(OH)2悬浊液进行沉淀分离.在加Zn(OH)2溶液前应用NaOH溶液调节pH至2-3,加入Zn(OH)2溶液后在70℃加热15分钟,然后过滤并用热水洗涤沉淀.
PAN法
在弱碱性溶液(pH8-10)中,试剂与锰形成Mn(PAN)2形式的不溶于水的螯合物,后者能被氯仿等有机溶剂所萃取,可用来比色测定锰.在氯仿溶渡中,试剂与锰的螯合物的吸收曲线如图Ⅷ-23.
锰的这一萃取光度方法有很高的灵敏度,在564毫微米(λ最大)处其摩尔吸收系数值为5.8×104.方法的选择性亦好,当有酒石酸及氰化物存在时,含有1毫克的Ni、Cu、Cd,Cr、V、Al、Fe、In、Ti、Sn、Sb及50微克的Zn、100微克的Pb、500微克Co均不干扰测定.
试剂和溶液:
1.PAN 0.1%乙醇溶液;2.锰(Ⅱ)标准溶液 同前法;3.酒石酸钾钠 10%溶液:4.盐酸羟胺 20%溶液.用时新配制;5.氰化物缓冲溶液 称取10克氯化铵溶解在少量水中,加入100毫升浓氨水,加入1.20克氰化钾,用水稀释至200毫升,保存在聚乙烯容器中;6.氯仿.
测定步骤:取含锰不超过30微克的弱酸性分析试液一份于分液漏斗中,加入1毫升酒石酸盐溶液,5毫升盐酸轻胺溶液,必要时再加水到30毫升,然后加入5毫升缓冲溶液和2毫升试剂,在每种试剂加入后均小心摇匀,然后用氯仿萃取1分钟,萃取液移入50毫升容量瓶中,用溶剂稀至刻度,摇匀后在564毫微米处(或用黄色滤光片)进行光度测定.以空白液为比较液.