——亚硝基-R-盐光度法
任务描述
矿石中钴的含量一般较低，经常应用光度法进行测定。钴的光度法很多，最常用的有亚硝基-R-盐（亚硝基红盐）和2 -亚硝基-1 -萘酚萃取光度法。亚硝基-R-盐（亚硝基红盐）光度法的优点是：在一般情况下不需分离铁、铜、镍等元素而直接进行测定；简便、快速，准确度也较高。本任务旨在通过实际操作训练，学会光度法测定低含量钴的原理和适用范围，掌握分光光度计的正确操作。熟练工作曲线的制作方法，通过工作曲线查找测定样品中钴的含量，并正确计算测定结果。
任务实施
一、试剂
（1）硫酸溶液（1＋4）。
（2）硝酸溶液（1＋1）。
（3）氨水溶液（1＋1）。
（4）三氯化铁溶液（2%，硫酸酸化）。
（5）亚硝基-R-盐溶液（0.2%），过滤备用。
（6）醋酸钠溶液（50%，m/V）。
（7）钴标准溶液：称取0.5000g 金属钴（99.95%），溶于10mL 硝酸（1 ＋1）中，加10mL硫酸（1＋1），加热至冒三氧化硫浓烟，取下，冷却，用水吹洗表面皿和杯壁，加30mL水，煮沸，冷却后移入1 L容量瓶中，用水定容。此溶液含钴0.5mg/mL。吸取50mL上述溶液于500mL容量瓶中，用水定容。此溶液含钴50 ug/mL。
二、分析步骤
称取0.2000～0.5000 g试样于250mL烧杯中，加15mL盐酸，加热溶解数分钟，再加10mL硝酸（若硅酸盐含量高时，应加2 g左右的氟化铵），继续加热分解，加5mL浓硫酸，加热蒸至冒大量三氧化硫浓烟，取下冷却。用水吹洗表皿及杯壁，加50mL水，煮沸溶解盐类，冷却后移入100mL容量瓶中，以水定容。
吸取部分溶液（5～20mL）于100mL烧杯中，加水至20mL，加入2～3滴三氯化铁溶液，滴加氨水至铁开始出现沉淀，立即滴加硫酸溶液（1 ＋4）至沉淀刚好溶解，加水稀释至30mL，加10mL醋酸钠溶液，煮沸，准确加入10mL亚硝基-R-盐溶液，继续煮沸2min，加10mL硝酸（1＋1），再煮沸1min，冷却后移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，与分析样品同时做空白试验。用空白溶液为参比液，用10 mm比色皿在波长530 nm处测定溶液的吸光度。
工作曲线绘制：分别取钴标准溶液0、50μg、100μg、150μg、200μg、250μg、300μg于100mL烧杯中，用水调整至20mL，加入2～3 滴三氯化铁溶液，滴加氨水至铁开始出现沉淀，立即滴加硫酸溶液（1＋4）至沉淀刚好溶解，加水稀释至30mL，加10mL醋酸钠溶液，煮沸，准确加入10mL亚硝基-R-盐溶液，继续煮沸2min，加10mL硝酸（1＋1），再煮沸1min，冷却后移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用空白溶液为参比液，用10 mm比色皿在波长530 nm处测定溶液的吸光度。
三、分析结果计算
测定结果按下式计算：
岩石矿物分析
式中：w（Co）为钴的质量分数，%；m为称取试样的质量，g；m1为从工作曲线上查得分取试液溶液中钴的质量，μg；m0为从工作曲线上查得空白溶液中钴的质量，μg；V1为分取试液溶液的体积，mL；V为试液溶液的总体积，mL。
四、质量表格填写
任务完成后，填写附录一质量表格3、4、8。
任务分析
亚硝基-R-盐测定钴的原理：在 pH ＝5.5～7.0 的醋酸盐缓冲溶液中，钴与亚硝基-R-盐（1-亚硝基-2 萘酚-3，6 -二磺酸钠）形成可溶性红色配合物。Cu、Ni、Fe（Ⅱ）均能与亚硝基-R-盐形成有色配合物，但这些配合物在加硝酸煮沸时即被分解。当测定0.01～0.1mg 时，可允许单独存在2mg Ni、5mg Cu、8mg Fe（Ⅱ）、0.5mg Cr（Ⅲ）、1mg Cr（Ⅵ）。本法可测定0.001%～1.00% 的Co。
实验指南与安全提示
对于铜、铅、锌矿的试样可用盐酸、硝酸分解，并加盐酸蒸干。对于硅含量高的试样亦可用硝酸-硫酸-氢氟酸在铂皿中低温加热溶解，待冒尽三氧化硫浓烟后，加少量盐酸和水溶解盐类。
当试样中铜含量高时，可在2%（体积分数）的硫酸酸度下，加10mL 100g/L硫代硫酸钠，放在电炉上加热煮沸形成海绵状铜，使溶液清亮，冷却，加水定容至100mL。吸取部分澄清溶液。
当存在少量铬时可加高氯酸蒸发至冒白烟，使Cr（Ⅲ）氧化为Cr（Ⅵ），然后分次加入少量已研细的氯化钠或盐酸，使铬呈氯乙酰（CrO2Cl2）气体状态除去。
当测定溶液中的含镍量为5～15mg时，应加入10mL 4g/L亚硝基-R-盐溶液；当含镍量为15～30mg时，应加入15mL 4g/L亚硝基-R-盐溶液。
显色溶液放置24h，其吸光度仍无变化。
案例分析
赣州某钴冶金企业化验员在检验报废钴渣时使用亚硝基-R-盐光度法测定含钴量，前面的操作过程完全符合操作规程的要求，在进行光度测量时，没有用试剂空白做对比，而是用蒸馏水做参比，请问测定结果与实际结果有什么差别？
阅读材料
钴
钴的拉丁文原意就是“地下恶魔”。数百年前，德国萨克森州有一个规模很大的银铜多金属矿床开采中心，矿工们发现一种外表似银的矿石，并试验炼出有价金属，结果十分糟糕，不但未能提炼出值钱的金属，而且使工人二氧化硫等毒气中毒。人们把这件事说成是“地下恶魔”作祟。在教堂里诵读祈祷文，为工人解脱“地下恶魔”迫害。这个“地下恶魔”其实是辉钴矿。1753 年，瑞典化学家格·波朗特（G.Brandt ）从辉钴矿中分离出浅玫瑰色的灰色金属，制出金属钴。1780 年瑞典化学家伯格曼（T.Bergman）确定钴为元素。
自然界已知含钴矿物近百种，但没有单独的钴矿物，大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌、银、锰等硫化物矿床中，且含钴量较低。全世界已探明钴金属储量148 万吨，中国已探明钴金属储量仅47万吨。分布于全国24个省（区），其中主要有甘肃、青海、山东、云南、湖北、青海、河北和山西。这七个省的合计储量占全国总保有储量的71%，其中以甘肃储量最多，占全国的28%。此外，安徽、四川、新疆等省（区）也有一定的储量。
钴矿物的赋存状态复杂，矿石品位低，所以提取方法很多而且工艺复杂，回收率较低。钴矿的选矿一般是将钴矿石通过手选、重选、泡沫浮选可提取到含钴15%～25% 的钴精矿。钴的冶炼一般先用火法将钴精矿、砷钴精矿、含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿中的钴富集或转化为可溶性状态，然后再用湿法冶炼方法制成氯化钴溶液或硫酸钴溶液，再用化学沉淀和萃取等方法进一步使钴富集和提纯，最后得到钴化合物或金属钴。
金属钴主要用于制取合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称。含有一定量钴的刀具钢可以显著地提高钢的耐磨性和切削性能。含钴50% 以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度，如今这种硬质合金已成为含金切削工具和铝间用的最重要材料。钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下，失去磁性的温度叫居里点，铁的居里点为769℃，镍为358℃，钴可达1150℃。含有60% 钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。在振动下，一般磁性钢失去差不多1/3的磁性，而钴钢仅失去2%～3.5% 的磁性。因而钴在磁性材料上的优势就很明显。钴金属在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛应用。用碳酸锂与氧化钴制成的钴酸锂是现代应用最普遍的高能电池正极材料。钴还可能用来制造核武器，一种理论上的原子弹或氢弹，装于钴壳内，爆炸后可使钴变成致命的放射性尘埃。
拓展提高
钴的物相分析
钴矿石物相分析，通常只测定硫化物钴、氧化物钴以及难溶矿脉中的钴。用溴溶液分解黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等硫化矿物，以测定硫化物钴。再采用盐酸-盐酸羟胺溶液分解赤铁矿、锰矿、针铁矿等氧化矿物，以测定氧化物钴。用王水溶解残渣，以测定难溶脉石中的钴。
钴矿石物相分析流程
一、试剂
（1）溴溶液：称取溴化钠50g，溶于800mL水中，移入1000mL容量瓶中。加入液体溴，剧烈摇动至有少量溴不溶为止，用水稀释至刻度。再剧烈摇动至有少量溴不溶为止。
（2）盐酸-盐酸羟胺溶液：取盐酸羟胺25g，溶于少量水中。加盐酸300mL，用水稀释至1000mL。
二、分析手续
硫化物钴的测定：称取0.5g试样，置于150mL锥形瓶中。加溴溶液50mL，加盖，在80～100℃水浴上保温2 h。取下盖子，将锥形瓶移到电热板上煮沸数分钟，赶去剩余溴。取下，稍冷后用双层定性滤纸过滤，用水洗涤锥瓶及残渣4～5次，滤纸及残渣放回原锥瓶中留待测定氧化物钴和难溶脉石中的钴。
视钴的含量：取部分或全部滤液，加磷酸数毫升，置电热板上加热蒸发至剩有0.5～1mL溶液，以下用亚硝基-R-盐光度法进行显色，测定。
氧化物钴的测定：将浸取硫化物钴后的残渣及滤纸置于原锥形瓶中，加入盐酸-盐酸羟胺溶液70mL，加盖，在沸水浴上保温2 h。取下过滤，用水洗涤锥瓶及残渣6～8次。
视钴的含量：取部分或全部滤液，加硝酸数毫升，置电热板上加热蒸发至剩有0.5～1mL溶液，以下用亚硝基-R-盐光度法进行显色，测定。
难溶脉石中钴的测定：将浸取氧化物钴后的残渣及滤纸移入瓷坩埚内，低温灰化后，移入150mL烧杯中，加氟化铵少许，用王水分解。按亚硝基红盐比色法测定难溶脉石中的钴。