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掩蔽离子的三种方法


化学家 / 2018-06-12

    在分析过程中,对干扰离子不采用异相分离的办法,而是利用加入某种试剂后,使它仅与干扰离子作用,以达到消除干扰,而又不影响被测离子的测定。这种消除于扰的方法称为掩蔽。能起掩蔽作用的物质称为拖蔽剂。

    在分析中应用最多的掩蔽法,是络合物掩蔽法,氧化还原掩蔽法和沉淀掩蔽法。

   (-)络合物掩蔽法

    络合物掩蔽法是利用掩蔽剂与干扰物质形成稳定的络合物,其化学反应如下

A+MS<=掩蔽(破蔽)=>AMS

    式中A为干扰物质,Ms为掩蔽剂。破蔽是掩蔽作用的逆反应。

    要使于扰物质完全被掩蔽,必需注意控制反应时的条件,根据化学平衡移动规律,一要使掩蔽作用进行完全,必需加入过量的掩蔽剂;另一个条件是控制溶液的pH值。

    一般所采用的络合掩蔽剂,绝大多数是属于弱酸盐,而起掩蔽作用的是弱酸阴离子。弱酸阴离子的浓度与溶液的pH值有关。

HR<=>H++R-

    H+浓度愈小时HR解离愈大,R的浓度相应增大。因此,当溶液的pH值增高时,掩蔽效力也增大。但当pH值过高时,由于产生氢氧化物沉淀而失掉了掩蔽剂的作用。由上可知,根据反应时的具体情况,控制一定的pH值是达到掩蔽作用的重要因素。

    如果二价铜、三价铁两元素共存时,以以EDTA滴定二价铜,则三价铁同时被滴定。采用氟化物掩蔽三价铁时,必需控制pH=1~3范围内,氟化物与三价铁可以生成较为稳定的络合物(Na3FeF6)y;如果pH<1时,三价铁掩蔽不完全y而pH>4时,三价铁又生成Fe(OH)3沉淀,加氟化物后便不能与三价铁作用,故将pH值控制在1~3范围内,这时氟化物可以将三价铁完全掩蔽。最后,将溶液调节至pH值约为5,并以PAN或苏木精为指示剂,用EDTA滴定二价铜即可得到良好的结果。

    另外,在测定铜合金或钢铁中的铝时所采用的络天菁S比色法,其中铁、铜都产生严重干扰。采用离子交换,萃取分离,电解分离等方法,虽然可以得到正确的结果,但需时较长。如果在pH=5~7介质中以硫代甘醇酸为掩蔽剂,将铜、铁完全掩蔽后,再以络天菁S比色测定铝,可以得到满意的结果。

   (二)氧化还原掩蔽法

    利用改变金属离子的原子价的办法可以消除金属的干,从而达到掩蔽的目的。如Bi3+、Fes+,共存时,在pH=2~3时,并同以EDTA所滴定,若加入还原剂抗坏血酸或盐酸羟胺将Fe3+还原成Fe2+后,则只有BI3+被EDTA滴定。又如采用DDTC或BCO测定钢铁中的铜,Cr在碱性溶液中生成Cr(OH)3沉淀而有干扰,但将Cr3+氧化成Cr6+后即消除了干扰。

    氧化还原掩蔽法;虽然没有络合掩蔽法广泛,但在定量分析中亦占有相当位置。

   (三)沉淀掩蔽法

    在溶液中加入掩蔽剂使干扰离子生成成沉淀(沉淀淀不需分离)以消除干扰。如CA2+、mg2+共存时,加NaOH或KOH调节pH=12,使镁呈Mg(OH)2沉淀;掩蔽镁后以EDTA滴定钙。又如Ag+,Hg2+、Zn2+、Bi3+,Fe2+、Mn2+、NI2+、Co2+、Cd2+、Cu2+和Pb2+共存时,在微酸性溶液中,以亚铁氰化钾沉淀上述元素,而铅则留在溶液中可以直接以EDTA滴定。另外,如铜合金中含Cu2+、Pb2+、Fe3+、Zn2+等元素时,在微酸性溶液中,以硫脲掩蔽铜、氟化钠与铁生成 Nas FEF。沉淀,氯化银和能酸钾与铅离子作用生成硫酸铅钡混晶沉淀,PH5~6,可用EDTA直接滴定锌。

    沉淀掩蔽法由于在溶液中产生大量沉淀,只适用于容量分析,如果沉淀不是无色或白色时,由于终点的判定困难难,它的应用价值就更小了


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