《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华
司卫华
第七单元 有色金属及其合金
二、分析方法
2.碘量法 碘量法测定铜具有快速、简便的特点，在条件掌握合适的情况下可获得较准确的结果。 该方法的基本反应为铜(Ⅱ)与I-定量反应生成碘化亚铜和游离碘，随即用硫代硫酸钠标准 溶液滴定所释出的碘，即可间接计算得试样中铜的含量。
CH 3CSNH 2 2H 2 O

CH 3COONH4 H 2 S
沉淀可在3mol/L以下的硫酸或2mol/L以下的盐酸或0.5mol/L以下的硝酸 溶液中进行。
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一、铜及铜合金溶解与分离方法
2．DDTC沉淀分离法 用酒石酸从EDTA掩蔽铁、铬、镍等离子，在pH=10左右的氨性溶液中 铜离子与DDTC定量地生成沉淀。利用此法可分离钢铁等合金中0.1％以上的 铜。 3．二苯硫腙萃取分离法 在0.1mol/L的酸性溶液中，铜(Ⅱ)离子与二苯硫腙形成能被三氯甲烷、四 氯化碳等有机溶液剂萃取的螯合物。利用此法可使微量铜与钴、镍、钼、铅、 锌、镉等元素分离，但铋、汞、钯、金、银、铂也被萃取。加入适量 0.1mol/L溴化物或碘化物，可掩蔽少量汞、银和铋。也可用等体积2％碘化
钾和0.01mol/L盐酸混合液洗涤有机相以除去已被萃取入的有机相的汞、银 及铋。大量铁(Ⅲ)离子共存时则先用甲基异丁酮在盐酸介质中萃取除去。
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二、分析方法
1.电解重量法 电解重量法适用于测定试样中作为主要组分存在的铜，具有操作简便、结 果很确等优点。目前常用的有恒电流电解法和控制阴极电位电解法两种。 恒电流电解法测定铜，通常在硝酸或硫硝混合酸介质中进行电解，也可在 氨性介质中或以铜(Ⅱ)的氰化络合物状态进行电解。但不宜在盐酸介质中进行 电解，因为在盐酸介质中电解析出的铜呈海绵状，极易脱落,而且盐酸对铂电 极有—定的腐蚀作用，使电极受损。电解的电流密度一般控制在1～2A/dm2， 配以适当搅拌。砷、锑、锡、铋、钼、金、银、汞、硒、碲等元素在电解时 能与铜一起在阴极上还原，因而干扰铜的测定。当上述各元素的共存量较大 时应预先分离除去；而共存量很少时可采取掩蔽、氧化等不同的方法消除其 干扰。 控制阴极电位电解法测定铜具有更好的选择性，与铜的分解电势相差较大 的元素不与铜析出。例如,分析锡青铜时可不分离锡直接进行铜的电解。 无论用恒电流法或控制电位法测定铜。电解后的溶液中一般还残留有痕量铜， 可采用光度法或原子吸收光谱法测定其含量,并加到电解重量法的结果之中。
模块二 铜及铜合金分析
一、铜及铜合金溶解与分离方法 二、分析方法 三、铜及铜合金中其他元素测定

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一、铜及铜合金溶解与分离方法
纯铜中铜含量为98%～99.99%,铜合金中铜是主体元素,一般均不低于50%, 不超过98%。 纯铜外观呈紫红色，故又称紫铜，其密度为8.9g/cm3，熔 点为1083℃， 具有很好的化学稳定性，在大气、淡水及冷凝水中均有优良的耐蚀性。在海水 中的耐蚀性较差，易被腐蚀。 纯铜在含有CO2的潮湿空气中，表面将产生碱性碳酸盐的绿色薄膜，又称 为铜绿。工业纯铜的力学性能较低，为满足结构件的要求，需对纯铜进行合金 化，形成铜合金。铜合金化原理类似于铝合金，主要通过合金化元素的作用， 实现固溶强化、时效强化和过剩相强化，提高合金的力学性能。 铜合金是机械工业的常用材料，铜在其他有色金属材料(如铝合金、锌合 金、铅基合金、锡基合金等)中是主要的合金成分。在钢中加入少量铜能提高 其屈服点和疲劳强度，改善冲击韧性和抗大气腐蚀性能等，但铜在钢中通常是 有害杂质，使钢的机械性能降低，当加热时导致金属表面氧化，有时会引起钢 在锻轧热加工时发生热脆现象，出现鱼鳞状开裂并影响焊接性能。
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一、铜及铜合金溶解与分离方法
1.硫化物沉淀分离法 在0.3mol/L的盐酸或0.15mol/L的硫酸溶液中通入硫化氢气体可使铜生成 硫化铜沉淀，从而使铜与铁、镍、钴、锰、锌等元素分离，但砷、锑、锡、 钼、硒、碲、金、铂、钯、汞、铅、铋、镉等元素与铜同时生成硫化物沉淀。 如果在氢氧化钠碱性溶液中加人硫化钠使铜生成硫化铜沉淀，砷、锑、锡等 元素以硫代酸盐状态保留在#43;作为载体可使微克量的铜以硫化物状态定量析出，沉淀物放置较长的 时间(最好放置过夜)后才能过滤。溶液中氯化物盐类浓度太大会使铜的沉淀 不完全。 也可用硫代乙酰胺代替硫化氢作为铜的沉淀剂，因在酸性溶液中硫代 乙酰胺水解而产生硫化氢：
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二、分析方法
3.EDTA滴定法 铜(Ⅱ)与EDTA形成稳定的蓝色螯合物，所以，在pH=2.5～10的酸度范围内进 行螯合滴定。由于铜-EDTA螯合物呈较深的蓝色，采用目视滴定指示剂时试样中 铜的绝对量不宜太多，以免铜-EDTA螯合物的色泽影响对指示剂变色的辨认。 EDTA滴定法测定铜的滴定方式有直接滴定和返滴定两类。在不存在于扰元 素或共存干扰元素可用一定的方法掩蔽时才可采用直接滴定法，否则以用返滴定 法为宜。在应用于实样分析时常采用如下方法来提高测定的选择性： （1）硫脲掩蔽差减滴定法：取相同量的试液两份，于一份试液中加入硫脲将 铜掩蔽而另一份试液中不加硫脲，分别在pH=5～6的条件下用EDTA标准溶液滴 定试液中金属离子的总量，两份试液滴定所耗EDTA标准溶液毫升数的差值即相 当于试样中铜的含量。此方法的滴定方式属直接滴定。 （2）硫脲置换解蔽返滴定法：于试液中加入过量的EDTA溶液，将包括铜在内 的所有可被螯合的金属离子螯合，在pH=5～6的条件下用标标准溶液滴定过量的 EDTA。然后加入硫脲、抗坏血酸和1，10—菲啰啉将铜(Ⅱ)从EDTA螯合物中置 换并掩蔽，再用铅标准溶液滴定置换释出的EDTA，从而计算试样的含量，此方 法属返滴定方式。
2Cu 2 4 I 2CuI I 2
2 2S 2O3 I2

2 S 4 O6 2I
上述反应的适宜酸度范围为pH=3～5，砷、锑、铁、钼、钒等元素干扰铜的测定。 当溶液的酸度较高(pH＜3)时，砷、锑也参与反应会使测量结果偏高，由于空气的氧化作 用使滴定终点反复。当溶液的pH>5时，有沉淀生成使结果偏低。加入适量氟化氢铵作为 缓冲剂可使溶液的酸度控制在pH=3.4～4.0之间，而且还能络合共存的铁(Ⅲ)而避免其干 扰。 碘化钾的加入量与最终溶液的体积有关，一般应为铜量的20倍，如滴定40mg铜，溶 液体积50ml时，碘化钾的加入量为0.6～1.0 g，约为铜量的15～25倍。如溶液体积增至 100ml时，碘化钾的加入量应为3～5g，相当于铜量的75～125倍。