钯钌合金中钌的测定

摘要：研究了钯钌合金中钌的测定方法，在强酸性溶液中(CHCl=0.5mol／L)和在有乙醇作稳定剂时，钌(Ⅲ)可与硫脲形成温度的蓝绿色配合物；在最大吸收波长(入max=620nm)处测定，50ug/50ml~250ug/50ml的钌(Ⅲ)符合比尔定律。大量的钯不干扰钌的测定。对钌含量为0.5%的钯钌合金8次测定，相对标准偏差为5.1%，加料回收率为95%~104%。该方法可用于含钌0.5%~2.5%的钯钌合金中钌的准确测定。

关键词：钯钌合金；钌；硫脲；分光光度法

1前 言

作为透氢材料，钯合金在原子能工业中具有重要的用途。添加钌的钯合金，能够显著地改善钯的透氢性能及工作条件。钌含量对钯钌合金性能影响极大，本研究的目的就是建立一个准确、简便的钯合金中钌的测定方法。钌的测定，最常用的方法仍是硫脲分光光度法。本文作者通过研究认为：在适当的工作条件下，硫脲显色分光光度法测定钌，钯的允许量至少可以达到钌量的100倍，从而可以准确测定钯合金中的钌。

2实验部分

2．1主要试剂及仪器

主要试剂：盐酸一乙醇(A)，浓盐酸与无水乙醇等体积混合；盐酸一乙醇(B)，盐酸(1+1)与无水乙醇等体积混合；硫脲溶液(100g／L)；钯标准溶液，含钯25mg／ml的2mol／L盐酸溶液；钌标准溶液，含钌100ug／ml的2mol／L盐酸溶液。

主要仪器：721型分光光度计。

2．2试验方法

取适量钌标准溶液于50ml容量瓶中，补加盐酸(1+5)到5ml，加10ml浓盐酸和20ml盐酸-乙醇(A)，混匀，再加10ml硫腮溶液(100g／L)，混匀，用盐酸-乙醇(B)稀释到刻度，摇匀并放置1h。以试剂空白为参比，于波长620nm处，用3cm比色皿测量吸光度。

3实验结果和讨论

3．1吸收曲线

取10mg钯(Ⅱ)和100ug钌(Ⅲ)及10mg钯(I)+100ug钌(I)，按试验方法进行，以试剂空白为参比，在不同波长处测量吸光度，绘制吸收曲线如图1所示。

由吸收曲线可看出：波长在610nm~700nm之间时，10mgPd(I)的吸光度几乎为零；10mgPd(Ⅱ)+0．1mg Ru(Ⅲ)的吸收曲线与0．1mg Ru(Ⅲ)的吸收曲线重叠。由此说明此时钯对钌的测定无干扰，选最大吸收波长620nm进行测定。

3．2显色条件的选择

3．2．1盐酸酸度对钌显色的影响

取100ug钌(Ⅱ)，按试验方法进行(硫脲用量改用5．0ml)，加不同量的浓盐酸并以对应的试剂空白进行实验，其结果列于表1。

结果表明：硫脲与钌(Ⅱ)显色的适宜酸度为CHCL=4．7mol／L~6．1mol／L；此时盐酸的加入量为8ml～14ml。选定显色时盐酸的加入量为10ml，即盐酸乙醇(A)20ml。

3．2．2乙醇用量选择

取100ug钌(Ⅲ)按试验方法进行，只是改变乙醇用量(并以对应的试剂空白为参比)，在620nm波长处测吸光度，其结果列于表2。

结果表明：乙醇的加入有利于钌硫脲显色；在50ml显色液中，乙醇用量在8ml～20ml，吸光度稳定。选定乙醇使用量12ml。

另外还用盐酸一乙醇(A)进行了试验。结果表明，其用量在16ml～24ml之间，吸光度稳定。显然与上述实验结果相符，故选定使用盐酸一乙醇(A)20ml。

3．2．3硫脲用量的确定

分别用0．2mg的钌(Ⅲ)以及10mg的钯(Ⅰ)+0．2mg的钌(I)进行硫脲用量实验，将其试验结果列于表3。

结果表明：有钯存在时，由于硫脲与钯(Ⅱ)的络合，要适当增加硫原用量，才能使钌(Ⅲ)与硫脲显色达到最大，且吸光度稳定。由实验确定硫脲(100g／L)用量为10ml。

钯(Ⅰ)为10mg时的吸光度仅为0．002，由此更进一步确信钯对钌的测定无干扰。

3．2．4温度、发色时间厦络合糖稳定性实验

据文献报道，钌(Ⅲ)与硫脲显色要在80℃～85℃水浴中加热15min才可能显色完全。我们通过对比实验证明：显色后室温放置1h与水浴加热15min的吸光度基本上一致；显色放置24h以内，吸光度稳定。

3．3干扰实验

取一定量干扰离子溶液与0．1mg钌(I)同条件显色，结果表明：金(I)1mg，铂(Ⅳ)1mg，铑(I)1mg，以及1mg的Bi^3+，A1^3+，Cu^2+，Mg^2+，Ce^4+，Y^3+，Fe^3+，Ni^3+等对0．1mg钌的测定无干扰；1mgCo^2+产生轻微的颜色干扰(Co^2+水合离子有色，1mgCo^2+吸光度为0．020)；过氧化氢0．2ml～0．5ml对显色无干扰，硝酸产生明显的干扰。

3．4工作曲线

取10mg钯(Ⅰ)6份于一组50m1容量瓶中，另再取一组6只50m1容量瓶，分别加人钌(Ⅲ)标准溶液(钌量)0，50，100，150，200，250g Ru(Ⅲ)，按试验方法显色，以工作曲线零点溶液为参比测绘工作曲线，结果以数值形式列于表4。

含钯与不含钯的两条工作曲线重合，为此可以直接用纯钌溶液制作工作曲线而无需钯打底。结果还表明，50m1显色液体积内0～250ug Ru符合比尔定律，线性回归系数，r=0．9997，摩尔吸收系数约为2．8×10^3mol^-1·cm^-1·L。

4试样分析

将0.200g钯合金置于聚四氟乙烯高压密封罐中，加人20ml盐酸及3．5ml过氧化氢，封闭后于140℃烘箱内加热8h，冷却。开封后溶液穆入100ml容量瓶，用水稀释到刻度，摇匀。

吸取500ml试样溶液进行显色，测量吸光度，以钌标准溶液绘制工作曲线。对实际试样的测定结果列于表5。

又称取上述试样0．200g，分别加入Ru(Ⅲ)1．0mg，2．0mg，即相当于加入钌0．5%和1．0%，按上述方法溶样和测定。结果分别8次测定的加料回收率

在95%～104%之间。

另外，对多元钯钌合成试样的分析结果，与合成试样值十分吻合，结果很好。

5结论

1)硫脲显色测定钯钌合金中的钌，显色时可在水浴加热15min，也可以在室温下放置1h以上，两者效果相同，显色液稳定24h。

2)大量的钯不干扰钌的测定，其他贵、贱金属均没有明显的干扰。

3)本方法可不经分离直接用于含钌0．5%～2．5%的钯合金中钌的准确测定。

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