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碱式碳酸铜组成测定的研究

2017/4/21 3:00:01
【摘要】   摘要:碱式碳酸铜的组成随产生条件的不同而不同,准确、便捷地测定其具体成分含量对农业生产有着重要的实际意义。试验运用重量分析法测定了碱式碳酸铜的组成,并用热重分析法(TGA)进行了验证。结果表明...

  摘要:碱式碳酸铜的组成随产生条件的不同而不同,准确、便捷地测定其具体成分含量对农业生产有着重要的实际意义。试验运用重量分析法测定了碱式碳酸铜的组成,并用热重分析法(TGA)进行了验证。结果表明,重量分析法测定碱式碳酸铜的组成具有简便、经济、反应条件容易控制和测定结果准确等优点。

  关键词:碱式碳酸铜;组成成分;测定;重量分析法;热重分析法
  中图分类号:O614.12 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)14-3007-02
  The Composition Determination of Basic Cupric Carbonate
  LIAO Yu-xian1,WANG Duo1,WANG Ju-ping1,YANG Shui-bin1,QU Yu-rong2
  (1.Huanggang Normal University,Huangzhou 438000,Hubei,China;2. Huanggang Forestry School,Huangzhou 438000,Hubei,China)
  Abstract: The composition of basic cupric carbonate varies from sample to sample because of different conditions. The accurate, quick determination of the exact composition of the sample has practical significance in agriculture research and applications. The gravimetry was used to determine the composition of basic cupric carbonate. Moreover, the result was further confirmed by the thermogravimetric analysis(TGA). The results showed that gravimetric method for determining the composition of basic cupric carbonate, exhibited many advantages, such as simple, low cost, easy control of the reaction conditions and accurate results.
  Key words: basic cupric carbonate; composition; determination; gravimetry; thermogravimetric analysis
  碱式碳酸铜[1]常见以绿锈(俗称铜绿)形式存在于被氧化的铜器表面,也以矿物的形式存在于自然界中(如孔雀石)。碱式碳酸铜被广泛用于制备各种铜化合物[2],以及农业科研与农业生产中。碱式碳酸铜作为一种绿色环保农药产品,在种植业上用作黑穗病的防治剂、杀虫剂和磷中毒解毒剂、种子杀菌剂,与沥青混合后涂刷树木可防止牲畜和野鼠啃咬[3]。在水产方面,用于防治海水和淡水鱼虾的体表寄生真菌病和某些原虫病,已成为一种常用的有效药物[4]。在畜牧业中作饲料的铜元素添加剂,可显著影响仔猪预混料中作为反映维生素的稳定性指标的总抗氧化能力(T-AOC)和过氧化值(POV)[5,6]。铜也是动物和人体必需的微量元素,微量铜对生物的生长发育有促进作用[7]。
  碱式碳酸铜中的氢氧化铜[Cu(OH)2]和碳酸铜(CuCO3)的含量比并不固定。碱式碳酸铜无论是以矿物的形式存在于自然界中,还是在工业生产和实验室中制备,因其生成条件不同,其颜色和组成也不尽相同,碱式碳酸铜中的氢氧化铜和碳酸铜的比例不尽相同。即使是以Cu(OH)2CuCO3形式标明的商品用分析纯的碱式碳酸铜,所标注的含铜量也只是一个大致的数值范围,通常为52.5%~56.5%[8,9]。
  事实上,用Cu(OH)2CuCO3表达碱式碳酸铜是不准确的,较为准确、科学的表达式应该是mCu(OH)2·nCuCO3,不同来源的碱式碳酸铜,其m值、n值是需要具体测定的。为了得到不同碱式碳酸铜准确的m和n的数值,试验通过加热碱式碳酸铜测定其分解的量(即测定失重率)以确定碱式碳酸铜的组成[10-12],并以热重分析法验证测定结果。
  1 材料与方法
  1.1 仪器与试剂
  NETZSH TG 209C热分析仪(德国耐驰仪器制造有限公司);碱式碳酸铜(AR,含铜量52.5%~56.5%,天津市凯通化学试剂有限公司);分析天平、坩埚、干燥器、高温马弗炉。
  1.2 试验方法
  1.2.1 重量分析法测定 取3只洁净的带盖的坩埚,置于马弗炉中500 ℃下灼烧约1 h,冷却后称量,继续置于马弗炉中灼烧约1 h后称重,直至前后2次差值不大于0.2 mg。分别向3只坩埚中加入准确称量的碱式碳酸铜,置于马弗炉中在500 ℃下灼烧约2 h直至恒重,冷却后分别对残留物进行称重,得到3组数据,进行数据分析。
  1.2.2 热重分析法验证 碱式碳酸铜的热重和差热分析于静态空气热分析仪上进行。样品质量约为10 mg;升温速率15 ℃/min;升温范围从室温至600 ℃。
  2 结果与分析
  2.1 重量分析法测定
  重量分析法是以质量为测量值的分析方法,优点是操作简便。通过测定碱式碳酸铜在灼烧后转换为氧化铜的质量,计算碱式碳酸铜中碳酸铜和氢氧化铜的含量,求出组成系数m与n的比值。分解反应化学方程式如下:
  mCu(OH)2·nCuCO3 (m+n)CuO+mH2O+nCO2

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