碱式碳酸铜组成测定的研究

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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