原子吸收法对退锡废水中锡含量的测试
摘要
通过分析对比碘酸钾氧化还原滴定和原子吸收法对退锡废水中锡含量测试效果，为印制板退锡废水测试监控提供简单、准确，可靠的分析方法。
废退锡水是印制电路板行业常见的废液，对环境污染与危害很大，为促进回收利用废退锡水，准确的选择有效的分析方法,对废退锡水中锡含量测定技术有很重要的现实意义。
通过探索锡含量测试的改善与优化方法，主要对比氧化还原滴定和原子吸收法测量废退锡水中锡的含量，给出了简单易行的操作方法，能够准确测定锡含量，为生产厂家处理废液提供有力的测试依据，减少误差带来的成本损耗。
1 退锡废水取样前处理
1.1 退锡废水取样前处理流程
戴好防护工具→用搅拌工具充分搅拌容器10分钟→立即用吸管立即取底部样品→取样到实验室分析
1.2 退洗废水取样前处理注意事项
不管选择氧化还原滴定或是原子吸收法，废退锡水样品前处理必须要注意以下细节：
（1）因为在废退锡水中，锡主要是以水不溶性的偏锡酸胶体（H2SnO3），即不溶性二氧化锡水合物的形式存在，整体表现为半胶体半沉淀的混合物状态，长时间静置会产生分层现象，上层为溶液，中间层为a-偏锡酸胶体，底层为b-偏锡酸沉淀，如图1所示；
图1 废退锡水静置会产生分层现象
（2）取样时要充分搅拌摇匀以后立即用吸管管插入到容器，底部采样，测试时也要对样品充分摇匀以后立即进行测试；
（3）避免取样不均所产生的误差导致不能准确分析废退锡水锡含量，对回收锡含量失去数据支持。
2 两种测试方法介绍
2.1 碘酸钾氧化还原滴定法
碘酸钾氧化还原滴定法所用仪器设备如图2所示。
图2 碘酸钾氧化还原滴定法仪器图
2.1.1 工作原理
在盐酸溶液中Sn4+被铝片还原成Sn2+，用碘酸钾标液滴定，以淀粉为指示剂，反应式如式（1）~式（2）。
2.1.2 干扰及消除
由于Sn2+不稳定与空气接触容易氧化成Sn4+，所以在还原与滴定过程中要避免于空气的接触。（第一，盖氏漏斗就是杜绝空气的进入；第二，滴定操作时要尽量快速滴定，保证每秒5滴的速度，接近终点时降低滴定速度）
2.1.3 试验准备
（1）仪器设备：分析天平（感量0.1 mg）；电热板（3.6 kW）；50 mL酸碱滴定管，500 mL锥形瓶及其他化学实验常用玻璃器皿；
（2）淀粉溶液（5 g/L）：称取2.5 g可溶性淀粉，置于50 mL烧杯中，称取1 g氢氧化钠置于盛有50 mL蒸馏水的300 mL烧杯中，摇动溶解后，立即用少量水将可溶性淀粉移入氢氧化钠溶液中，摇动至试液清亮，用水稀释至50 0mL，混匀；
（3）取50 mL淀粉溶液（3.2.3.2），置于250 mL烧杯中，加入3 g碘化钾，摇动至溶解；
（4）铝片（Al）（质量分数不小于99.5%），厚0.1 mm，宽约100 mm，使用时折成2 g ~ 2.5 g的铝块；
（5）金属锡（Sn）（质量分数99.9%以上）；
（6）盐酸（HCl）：分析纯和盐酸（1+1）；
（7）饱和碳酸氢钠（NaHCO3）：20 ℃水100 mL水能溶解9.5 g碳酸氢钠；一般混均后能见白色沉淀；
（8）锥形瓶：500 mL；
（9）盖式漏斗：250 mL；
（10）碘酸钾标准溶液[C(1/6KIO3)0.05mol/L]：
①配制：称取1.81 g碘酸钾溶500mL水中，加入9 g碘化钾和0.3 g氢氧化钠溶解，用水稀释至1 L，摇均；
②标定：称取0.1000 g金属锡（99.99%）置于500 mL锥形瓶中，80 mL盐酸（1+1），低温加热至锡溶解，加20 mL水，加入已折叠好的铝片2 g ~ 2.5 g，连续摇动锥形瓶，待反应接近终点时用水冲洗瓶壁上残留的反应后产物，再迅速盖上盛有30 mL ~ 40 mL饱和碳酸氢钠的盖式漏斗，加热煮沸，使铝片完全溶解。待上述锥形瓶中的液体澄清并不再冒小泡时，将锥形瓶放入冷水槽中迅速冷却至室温。取下盖式漏斗，用水冲洗盖式漏斗下方和锥形瓶壁。立即加入5 mL淀粉溶液（5 g/L）用碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝色为终点（V1），同时做空白实验（V2）。
（11）计算：按下式计算碘酸钾标准滴定溶液的实际，见式（3）。
C（1/6KIO3）=M0×W(Sn)×1000/[59.34×(V1-V0)]
式（3）中：C（1/6KIO3）——碘酸钾标准滴定溶液的实际浓度，（mol/L）；
M0——金属锡量，（g）；
W(Sn)——锡的质量分数，%；
V1——滴定锡标准所消耗的碘酸钾标准滴定溶液的体积，mL；
VO——滴定空白试液所消耗的碘酸钾标准滴定溶液的体积，mL；
59.34——1/2锡的摩尔质量，（g/mol）。
平行标定三份其极差值不大于1.5×0.0004 mol/L时，取其平均值，否则重新标定。
2.1.4 检测步骤
（1）样品要求：取样前将样品翻转摇动6次以上混合均匀；
（2）取样：用滴管吸取样品0.8 g ~ 1.5 g（精确到0.1 mg）于500 mL锥形瓶中；
（3）样品消解：若样品中不含有机物，取样后先加入20 mL盐酸，消解至不冒小泡酸液澄清后待近干后取下冷却。反复加入20 mL盐酸至近干两次，将硝酸赶尽；
（4）还原过程：样品消解完全后加入35 mL盐酸、70 mL ~ 80 mL水摇匀，放入已折叠好的铝片2 g ~ 2.5 g，盖上盖式漏斗待其自然反应。待反应接近终点时迅速取下盖式漏斗用水冲洗瓶壁上残留的反应后产物，迅速盖上盖式漏斗并加入30 mL ~ 40 mL饱和碳酸氢钠，待盖式漏斗中的碳酸氢钠由于降温的负压自动滴下去2~3滴后，迅速将锥形瓶放置到电热板上加热至铝片反应完全，试液清亮；
（5）样品测定：待上述锥形瓶中的液体澄清并不再冒小泡时，取下迅速流水冷却，少量多次的加入碳酸氢钠，总量最好不超过45 mL。冷却后取下盖式漏斗，用水冲洗盖式漏斗下方和锥形瓶壁，加入淀粉指示剂5 mL，用碘酸钾标液滴定由无色转为浅蓝即为终点。测试过程中带上两个空白，空白样消解及还原过程和样品保持一致即可。
备注：使用高纯锡做质控样，用盐酸溶解锡片，质控样随试样全程操作，测定锡其含量≥99.0%。
2.1.5 计算公式
Sn（%）=C1/2I2×59.34(V-V0)×100/（M×1000）（4）
式（4）中：C（1/6KIO3）——1/6碘酸钾标准溶液的浓度，moL/L；
V——滴定中试样消耗碘标准溶液的体积，mL；
V0——滴定中空白消耗碘标准溶液的体积，mL；
M——样品的质量，g；
59.34——1/2锡的摩尔质量，g/moL。
2.2 原子吸收法
2.2.1 测试原理
退锡废水经微波消解后制成试样溶液，导入原子吸收分光光度计，在原子化阶段的高温下离解为基态原子蒸汽，从光源辐射出锡的特征波长的电磁3辐射（光）通过火焰原子化系统产生的样品蒸汽时，被蒸汽中锡的基态原子吸收，在一定的测定条件下可测的锡的吸光度并通过工作曲线法定量，如图3所示。
图3 原子吸收光谱仪工作原理图
2.2.1 试验试剂和材料
（1）试剂：AR级的盐酸、1:1盐酸、锡标准溶液1 mg/mL。
（2）仪器：原子吸收光谱仪（AA机）：配有锡（Sn）元素空心阴极灯、微波消解仪。
-
仪器推荐
-
仪器推荐
-
仪器推荐
-
仪器推荐
-
仪器推荐
