镁合金中高含量铈组稀土总量的测定

2020年第11期轻金属-40--轻合金及其加工-
镁合金中高含量铈组稀土总量的测定
胡璇
(国家轻金属质量监督检验中心，河南郑州450041)
摘要：在盐酸介质中，铈组稀土与三溴偶氮肿发生高灵敏的显色反应，形成稳定的蓝紫色络合物。

实验研究分析波
长、显色酸用量、显色剂用量、显色时间和共存元素的影响等因素，确定了最佳的实验条件。

结果表明：铈组稀土含量
在0〜22w/mL区间时其浓度与吸光度呈线性关系，稀土校准曲线的线性相关系数为0.9999,检出限为0.51円/
mL；标准样品测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.50%〜0.72%，与定值结果非常吻合。

关键词:镁合金;铈组稀土;三溴偶氮肿
中图分类号：TG115.335文献标识码：A文章编号：202-252(2020)2-0045-03
DOn：2.13622/j.akU qjs.2025.12612
Determination of high一chntept cerium RE in magnesium alloy
Hu Xuap
(China NaUouai Quality Supervisioo and Inspechou Center for Light Metal,Zhengzhou452041,China/ Abstrrct:N the hyprocylorie aciU medium,a highly-sensitive coleu reaction happenen^!///the ceUum rare eaUh(cerium RE/ank the tribromoazo to oftain a staPie componuk with blue ank purpie coleu The optimum expeymentai conkitioxs were determined Up studying the wavelength,the amonut cf cymmovenic aciU ank cymmovenic agent,coloration time ank influence cf coexisting elements.The results sUow that the mass coxcentratiox cf cerium RE in the range cf0〜26w/mL has a goof lineau relatioxsUin with its corresponking aPsorbance,he lineau cou'elatiox coe/icient is0.9999feu he rare eaUh calibration curve,ank the detection limit is0.61w/m L；the relative standarb deviation of sankarb samples(RSD,n-11)b0.60%〜0.74%, whicy is in goof agmement with the fixed values.
Key words：magnesium/lep；ceUum RE；tribromoaza
镁是比较重要的轻金属，镁合金以其高强度和高刚性广泛应用于航空、航天、交通运输、化工、火箭等工业部门。

稀土元素由于具有独特的核外电子结构,作为一种重要的合金化元素，在镁合金领域，尤其是在耐热镁合金领域［1-2］，在净化合金熔体、细化合金组织、提高合金力学性能和耐腐蚀性能等方面发挥着重要作用卩一4。

稀土镁合金的研究已逐渐成为各国研究的热点。

稀土被认为是镁合金中最具使用价值和发展潜力的合金化元素,准确定量镁合金中稀土含量显得十分重要。

目前测定稀土总量的方法有重量法A2］、容量法「2］、光度法等，GB/T1370&8-2013《镁及镁合金化学分析方法第0部分:稀土含量的测定重量法》中的测定范围为2.22%~20.02%。

由于重量法均需沉淀过夜，耗时较长,相比较而言,光度法具有简单、快速、灵敏度高、设备简单等优点。

本项目采用盐酸（1+2溶解试样，加入适量的三漠偶氮肿显色剂与肺组稀土元素形成络合物,在特定的分析波长下测定，建立了三漠偶氮肿分光光度法测定镁合金中高含量肺组稀土总量的方法。

1实验
12仪器与试剂
He/iosa型紫外/可见分光光度计（美国热电仪器公司制造），AE-220型电子分析天平（瑞士梅特勒公司制造）。

三漠偶氮肿溶液：0.5g/L。

稀土标准贮存溶液：称取2.2105g氧化肺:2（CeO2）$99.99%,预先在852C灼烧1h,置于干燥器中冷却］放于102mL烧杯中，加入20mL硝酸（1+1）和几滴过氧化氢，盖上表面皿，置于电炉上缓慢加热，反复滴加过氧化氢4次~5次直至完全溶解，然后煮沸数分钟，冷却，用少量水吹洗表面皿，移入100mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1mL含1mg稀土（肺和肺组稀土元素与三漠偶氮肿所生成络合物的吸光度一致，故用肺代替肺组稀土元素总量）。

基金项目：中国铝业股份有限公司技术标准项目（ZY202GZC01/
作者简介:胡璇（287-/，女，硕士，高级工程师，主要从事湿法分析研究。

E-mail：hux2932003@ 收稿日期：202-12-2
-42-胡璇:镁合金中高含量铈组稀土总量的测定2022年第11期
稀土标准溶液:移取1.00mL稀土标准贮存溶
液放于10mL容量瓶中，加入1mL盐酸(1+1)
溶液，用水稀释至刻度，混匀，重复此步骤一次。

此
溶液1mL含1»y稀土。

盐酸、硝酸、过氧化氢均为分析纯试剂,实验用
水为二次蒸馏水。

1.2实验方法
92.1试样的溶解
称取(0.2±0.0002)a试样置于360mL烧杯中，加入22mL水和1mL盐酸(1+1)溶液，盖上表面皿，低温加热至完全溶解，滴加1~2滴过氧化氢溶液，煮沸5miu,冷却,如有不溶物，过滤除去，移入250mL容量瓶，以水稀释至刻度，混匀。

分取1.00mL试液于10mL容量瓶中，以水稀释至刻度,混匀;再次分取10-00mL试液于50mL容量瓶中,待测。

随同试料做空白试验。

92.2试样的显色和测定
加入5mL盐酸(1+1)溶液,加水至体积为44mL 左右，摇匀，再加入5mL三漠偶氮肿溶液，以水稀释至刻度,混匀。

将待测液移入1cm吸收池中，以试剂空白溶液为参比，于分光光度计625nm波长处测量吸光度。

92.3校准曲线的绘制
取6个59mL容量瓶，分别加入0.00mL、1.00 mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL稀土标准溶液，显色和测定步骤同22.0o系列标准溶液中稀土的质量浓度分别为0、a2、0.4、46、0.8、20憾/mL,以稀土的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校准曲线。

2结果与讨论
2.1分析波长的选择
为了研究稀土-三漠偶氮肿的最大吸收波长，实验移取20mL稀土标准溶液于5mL容量瓶中，显色和测定步骤同10.2,同时做空白实验。

从图1可知,稀土-三漠偶氮肿络合物有2个吸收峰，分别位于525nm和625nm。

在525nm处稀土-三漠偶氮肿络合物的最大吸收波长与空白试剂的最大吸收波长重合,而在625nm处稀土-三漠偶氮肿络合物的吸光度大，且空白试剂的干扰最小，所以选择分析波长为625nm。

图9不同分析波长下的吸光度值
2.2显色用酸的选择
为了研究不同的显色用酸对吸光度的影响，实验考察了当pH=1时,分别加入盐酸、硝酸和硫酸介质，显色和测定步骤同12.2。

结果表明：加入盐酸、硝酸和硫酸时，稀土-三漠偶氮肿络合物的吸光度值基本一致，说明不同的酸介质对稀土-三漠偶氮肿络合物的吸光度影响不大，为了与溶样酸保持一致,实验选用盐酸作为显色用酸。

2.3显色酸的用量
为了研究显色酸合适的用量，实验移取2.2mL 稀土标准溶液于50mL容量瓶中，显色和测定步骤同10202考察了不同的盐酸用量对吸光度的影响。

结果表明:当盐酸用量在4.0~7.0mL区间时吸光度值基本不变，为了节省试剂用量，选择盐酸用量为5.0mL o
2.2显色剂的用量
为了研究显色剂合适的用量，实验移取2.00mL 稀土标准溶液于59mL容量瓶中，显色和测定步骤同22.2,考察了不同的显色剂用量对吸光度的影响。

结果表明:当三漠偶氮肿用量在4.5-6.0mL区间时吸光度值基本不变，实验选择三漠偶氮肿的用量为5.0mL o 2.2显色时间的选择
为了研究合适的显色时间，实验移取2.00mL 稀土标准溶液于50mL容量瓶中，显色和测定步骤同12.2,考察了稀土-三漠偶氮肿络合物的吸光度值在2h内的变化情况。

结果表明：稀土-三漠偶氮肿络合物的吸光度值在1min内可达到最大，之后基本保持不变,实验选择显色时间为1mi/o 2.6共存离子的影响
为了研究基体镁对肺组稀土元素的干扰，在59mL 容量瓶中加入2.00mL稀土标准溶液，分别加入0»y、
2020年第11期轻金属-69•
100憾、200憾、300憾、和40憾的镁基体，显色和测定步骤同1.2.2,考察其对肺组稀土元素的干扰因子,干扰因子越小，表明基体镁对稀土的干扰越小。

干扰因子-(U_10)/10,其中U为待测溶液中加入一定量的镁基体时稀土-三漠偶氮肿络合物的吸光度值,10为待测溶液中不加镁基体时稀土-三漠偶氮肿络合物的吸光度值。

从表1可知，镁基体对稀土的干扰因子较小,可忽略不计。

表1镁对稀土的干扰因子
Mg基体加入量/i g干扰因子
4-81
104-4.39
200 4.299
304 4.12
400 4.14
镁合金中的杂质元素，如Fe、Cu、Mn、Zn和A 等，质量分数不超过7%，在待测液中的含量不超过40隅。

为了研究这些元素对肺组稀土元素的干扰，在50mL容量瓶中加入0.00mL稀土标准溶液,分别考察40陆的Fe、Cu、Mn、Zn和At对肺组稀土元素干扰因子，从表0可知，各共存元素对稀土的干扰因子较小,可忽略不计。

镁合金中的其它元素，如TOSmNOZmBe、Pb 等，其质量分数不超过1%，经分取后的待测液中含量较小,对肺组稀土元素的干扰可忽略不计。

表0共存元素对稀土的干扰因子
共存元素加入量/i g干扰因子
Fc40-822
Cu40-4.38
M u40-4.29
Z u4-4.085
At4 4.097
2.2校准曲线与检出限
依照步骤1.2.2,对系列标准溶液中的稀土进行测定。

结果表明:稀土的质量浓度在0~1.2jig/mL区间时与其对应的吸光度值呈良好的线性关系;校准曲线的线性回归方程为I=0.8464e+0.2509(e为稀土的质量浓度,ig/mL；为吸光度),相关系数R9=0.2999；在同样条件下连续测定空白溶液5次，由9倍标准偏差除以校准曲线斜率计算得到检出限为0.21i g/mL。

2.8精密度和回收率实验
本实验选取两个不同稀土含量的镁合金标准样品GFC01和GFC00,考察精密度和回收率，其分析结果与标准样品的定值结果非常相符，相对标准偏差为0.50%~0.74%,回收率为97%-101%,说明该方法准确可靠,具有可行性。

表3样品中铈组稀土总量的测定结果样品编号
平均值相对标准偏差平均值加标量
mg
测定总量
mg
回收率
%
%%mg
1#8.92 4.748.92 5.04138197
2#11.88 4.5011.88 5.0419.04141
3结论
为了测定镁合金中高含量的肺组稀土总量，本项目对镁合金中肺组稀土总量的测定条件进行了研究，确定了最适合的分析波长、显色酸用量、显色剂用量和显色时间等条件，样品测定的精密度和回收率结果均令人满意。

该方法简单、准确、可靠，重复性好,满足实验室快速检测的要求。

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(责任编辑武红林)。