试验报告 粗锌中砷量的测定.docx
- 文档编号:18451684
- 上传时间:2023-08-18
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:27.10KB
试验报告 粗锌中砷量的测定.docx
《试验报告 粗锌中砷量的测定.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《试验报告 粗锌中砷量的测定.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
试验报告粗锌中砷量的测定
粗锌化学分析方法
砷量的测定原子荧光光谱法
实验报告
一实验部分:
1 范围
本部分规定了粗锌中砷含量的测定方法。
本部分适用于粗锌中砷含量的测定。
测定范围(质量分数):
0.0050%~0.50%。
2 方法提要
试料用硝酸溶解,在盐酸介质中,以抗坏血酸进行预还原,以硫脲掩蔽铜、铁、银等杂质元素,在氢化物发生器中,砷被硼氢化钾还原为氢化物,用氩气导入原子化器中,于原子荧光光谱仪上测量砷的荧光强度,按工作曲线法计算砷的含量。
3 试剂
除非另有说明,在分析中仅使用确认的分析纯试剂;所用水为符合GB/T6682规定的一级水。
3.1 盐酸(ρ1.19g/mL)。
3.2 硝酸(ρ1.42g/mL)。
3.3 盐酸(1+9)。
3.4 硝酸(1+1)。
3.5 硫脲一抗坏血酸溶液(50g/L):
称取硫脲抗坏血酸各25g溶解于500mL.水中。
用时现配。
3.6 氢氧化钾溶液(10g/L):
称取氢氧化钾10g溶解于1000 mL水中,过滤备用,用时现配。
3.7 硼氢化钾溶液(10g/L):
称取5g硼氢化钾溶解于500mL氢氧化钾溶液(3.6)中,过滤备用,用时现配。
3.8 砷标准贮存溶液:
准确称取0.1320g三氧化二砷(>99.95%)于300mL.烧杯中,盖上表皿,加人20mL氢氧化钾溶液(3.6),加热溶解完全,用盐酸中和至微酸性,稍冷,移人1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
此溶液1mL含l00μg砷,或使用有证的国家标准溶液。
3.9 砷标准溶液:
移取5.00ml.砷标准贮存溶液(3.8)于500mL.容量瓶中,加人50mL盐酸(3.1),用水稀释至刻度,混匀。
此溶液1mL含1μg砷。
3.10 氩气(≥99.99%)。
4 仪器
原子荧光光谱仪,附砷特种空心阴极灯。
在仪器最佳工作条件下,凡能达到下列指标者均可使用:
—检出限:
不大于0.4×10-9g/mL。
—精密度:
用0.1μg/mL的砷标准溶液测量荧光强度10次,其标准偏差应不超过平均荧光强度的3.0%。
5 分析步骤
独立地进行两次测定,取其平均值。
5.1 试料
按表1称取试样,精确至0.0001g。
表1试料质量、试液总体积、分取体积、测定体积、补加盐酸体积和补加硫脲—抗坏血酸溶液体积
砷质量分数
%
试料质量
g
试液总体积
mL
分取试液体积
mL
测定溶液体积
mL
补加盐酸体积
mL
补加硫脲—抗坏血酸溶液体积
mL
0.0050~0.050
1.00
100
2.00
100
10
10
>0.050~0.20
1.00
1.00
200
20
20
>0.20~0.50
0.50
5.2 空白试验
随同试料做空白试验。
5.3 测定
5.3.1 将试料(5.1)置于100mL烧杯中,用少量水润湿,盖上表皿,缓慢加入10mL硝酸(3.4),低温溶解完全,加入10mL盐酸(3.1),低温加热体积至10mL,冷却后移人100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
5.3.2 按表1分取试液于相应的容量瓶中,按表1加入盐酸(3.1)和硫脲—抗坏血酸溶液(3.5),用水稀释至刻度,混匀。
室温(20℃)放置30min。
5.3.3 在原子荧光光谱仪上,以盐酸(3.3)为载流剂,硼氢化钾溶液(3.7)为还原剂,以砷特种空心阴极灯为激发光源,测量试料溶液砷的荧光强度,减去试料空白溶液的荧光强度,从工作曲线上查出砷的浓度。
5.4 工作曲线的绘制
5.4.1 移取0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00、12.00、14.00mL砷标准溶液(3.9)于一组100mL容量瓶中,分别加人10mL盐酸(3.1)和10mL硫脲—抗坏血酸溶液(3.5),用水稀释至刻度,混匀,室温(20℃)放置25min。
该标准溶液对应的砷的浓度为0、0.010、0.020、0.040、0.060、0.080、0.100、0.120、0.140μg/mL。
5.4.2 在与试料测定相同条件下测量标准溶液的荧光强度,减去试剂空白溶液的荧光强度。
以砷浓度为横坐标,荧光强度值为纵坐标,绘制工作曲线。
6 分析结果的计算
按下式计算砷含量W(As):
式中:
ρ—自工作曲线上查得砷的浓度,单位为微克每毫升(μg/mL);
Vo—试液总体积,单位为毫升(mL);
V1—分取试液体积,单位为毫升(mL);
V2—测定试液体积,单位为毫升(mL);
m0—试料的质量,单位为克(g),
所得结果表示至三位小数;当砷含量小于0.010%时;表示至四位小数。
二结果与讨论:
1.原子荧光光谱仪工作条件选择
原子荧光光谱仪工作条件的选择以仪器说明书推荐的条件为前提,再通过实验进行优化,本实验最终确定的条件如表2。
表2原子荧光光谱仪工作条件
PMT电压
280V
原子化方式
火焰法
灯电流
60mA
采样时间
8s
载气
500mL/min
读数时间
18s
辅助气
300mL/min
延时时间
4s
原子化器温度
300℃
注入泵速
100r/min
测量方式
标准曲线法
分析信号
峰面积
工作曲线测定结果
荧光强度/IF
0.000μg/mL
102.3、100.6、105.6、101.8、106.6、100.7、102.5、103.5、104.8、102.8、104.3
0.010μg/mL
3460.2、3462.8、3470.5、3468.4、3464.7、3471.2、3473.5、3465.9、3467.1、3463.5、3472.7
0.020μg/mL
6912.3、6903.5、6908.1、6915.4、6917.2、6910.7、6912.5、6912.7、6901.8、6918.4、6911.5
0.040μg/mL
13853.8、13848.2、13845.5、13860.7、13859.1、13862.4、13848.8、13864.5、13855.7、13861.4、13848.9
0.060μg/mL
20637.5、20621.9、20629.7、20631.5、20635.4、20640.8、20635.4、20626.8、20639.1、20643.5、20645.8
0.080μg/mL
27583.6、27575.1、27571.6、27580.4、27588.4、27593.2、27573.5、27579.4、27583.4、27589.7、27590.3
0.100μg/mL
34362.1、34351.4、34359.4、34355.2、34362.7、34368.2、34370.9、34367.8、34365.1、34366.3、36370.1
0.120μg/mL
41352.7、41365.1、41363.2、41359.3、41360.7、41350.4、41345.2、41348.8、41363.1、41368.8、41369.5
0.140μg/mL
48189.5、48198.5、48194.2、48185.3、48180.4、48191.2、48195.2、48190.4、48189.7、48199.1、48181.6
2.还原剂浓度的影响
在原子荧光法中,还原剂的用量对样品以及空白值得影响较大。
高浓度硼氢化钾产生大量的氢气稀释了待测元素氢化物,因此硼氢化钾浓度不宜超过3.0%。
表3硼氢化钠浓度对砷测定影响
序列
还原剂(KBH-NaOH)
A道荧光强度
砷标样(0.110±0.007μg/mL)
1
0.5%KBH-
0.5%NaOH
3565.9
3568.2
3566.1
0.102
2
1.0%KBH-
0.5%NaOH
3845.6
3851.2
3852.4
0.110
3
2.0%KBH-
0.5%NaOH
3705.8
3710.2
3709.4
0.106
4
3.0%KBH-
0.5%NaOH
3513.9
3510.7
3508.5
0.101
5
4.0%KBH-
0.5%NaOH
3463.4
3461.0
3448.2
0.099
从表3中可以看出,还原剂硼氢化钾浓度对砷测定有影响,还原剂浓度并非越大越好,在保证测量样品用量的情况下,还原剂浓度小一些为宜。
实验表明,当硼氢化钾浓度为1%时,仪器灵敏度和测定结果的准确度都较高,并且能有效消除干扰。
3.载流酸度的影响
分别使用盐酸浓度为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的载流,以砷标准溶液0.010μg/mL为例,测得荧光强度见表4。
表4载流浓度与荧光强度
载流浓度%
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15
砷标准溶液0.010
μg/mL强度
1502.6
2823.0
3400.2
3465.8
3461.2
3466.5
3462.8
3468.1
3465.3
3462.2
3467.1
实验证明较高的酸度能增强砷荧光信号并消除一些金属离子的干扰。
当盐酸体积分数低于4%时砷荧光强度显著降低,因此宜选用体积分数不小于4%的盐酸为载流溶液,但载流浓度不能超过10%,否则会对仪器造成腐蚀。
另外考虑到,载流中的酸浓度要不大于标准空白、标准样、待测样中的酸浓度(后三者酸浓度应是一致的),故选择10%的盐酸作为载流溶液。
4.硫脲一抗坏血酸溶液加入量的影响
分别向50mL容量瓶中加入2,3,4,5,10,15,20mL的硫脲一抗坏血酸溶液(50g/L),以砷标准溶液0.010μg/mL为例,测得荧光强度见表5。
表5硫脲一抗坏血酸溶液与荧光强度
硫脲一抗坏血酸溶液加入量/mL
2
3
4
5
10
15
20
砷标准溶液荧光强度
1530.6
2103.6
3011.2
3460.9
3466.3
3465.9
3465.7
从表5可看出,50mL容量瓶中硫脲一抗坏血酸混合液(50g/L)的加入量不小于5mL时荧光强度较高。
本方法选择100mL容量瓶中加入10mL硫脲一抗坏血酸混合液(50g/L)。
5.硫脲一抗坏血酸溶液加入后稳定时间对砷荧光强度的影响
标准样与待测样均需用硫脲一抗坏血酸混合液预还原五价砷至三价砷,因此硫脲一抗坏血酸混合液加入后的稳定时间也会影响荧光强度值并影响标准曲线的相关系数。
在室温20±2℃下,以砷标准溶液0.010μg/mL为例,通过实验研究了稳定时间与荧光强度值以及标准曲线相关系数r的关系,见表6。
表6稳定时间与荧光强度值及标准曲线相关系数r值关系
稳定时间/min
荧光强度值(均值)
曲线相关系数r(均值)
10
1703.2
0.9878
12
2165.9
0.9983
20
3023.1
0.9990
30
3466.9
0.9996
40
3452.4
0.9998
由表6可以看出,室温下加入硫脲一抗坏血酸混合液后还原时间在30min以上为宜,但还原速度受温度影响也很大,如室温低于15℃或水样、试剂等温度很低时,应延长稳定时间或置于60℃以上的水浴中适当保温,以加速还原。
另外,加入硫脲一抗坏血酸混和液后,可消除Cu、Ni、Co等30种共存元素的干扰。
本方法选择常温下稳定时间为30min。
6.干扰元素及浓度影响实验
6.1干扰元素的确定:
选取铜、铅、锌、镉、镍、铁、锰、铬、钴等9种常见且在粗锌中相对砷
含量较高,可能对砷的测定产生干扰的元素作为干扰物质的备选项。
含干扰元素的砷样品的配制:
于50mL比色管中加入1000.0μg/mL的干扰元
素溶液0.50mL,用0.010μg/mL的砷标准使用液稀释定容,此溶液含砷0.010μg/mL、干扰元素10.0μg/mL。
在另一支50mL比色管中加入0.50mL流动相代替干扰元素,以0.010μg/mL的砷标准使用液稀释定容,此溶液含砷0.010μg/mL、不含干扰元素,作为干扰判别的参比,配制时为消除干扰元素的加入引起体积和浓度的变化,不同干扰元素的加入体积不超过总体积的1%,并使加入体积一致,通过实验筛选出对砷的测定有干扰的元素。
见表7
表7常见干扰元素的判别
项目
0.010μg/mL砷标准液
铜
铅
锌
镉
镍
铁
锰
铬
钴
测定值/(μg/mL)
0.0101
0.0094
0.0125
0.0121
0.0097
0.0033
0.0106
0.0104
0.0087
0.0086
干扰判别
负干扰
正干扰
正干扰
无干扰
负干扰
无干扰
无干扰
负干扰
负干扰
由表7可见,镉、铁、锰在测试条件下对砷的测定没有干扰或干扰可以忽略;铅、锌对砷的测定产生正干扰;铜、镍、铬、钴对砷的测定产生负干扰。
6.2干扰元素干扰浓度的确定
不同浓度含干扰元素的砷样品的配制:
在0.010μg/mL的砷标准使用液中加入不同浓度的干扰元素,使干扰元素质量浓度分别为0、0.1、0.5、1.0、5.0、10.0μg/mL,分别为砷浓度的0、10、50、100、500、1000倍。
配制时为消除干扰元素的加入引起体积和浓度的变化,应配制不同浓度的干扰元素使用液,使干扰元素的加入体积不超过总体积的1%,并使加入体积一致。
通过实验确定干扰元素产生干扰的最小浓度或倍数。
见表8。
表8干扰元素对砷的测定值的影响
干扰元素
砷的测定值/(μg/mL)
0μg/mL
(0倍)
0.1μg/mL
10倍)
0.5μg/mL
(50倍)
1.0μg/mL
(100倍)
5.0μg/mL
(500倍)
10.0μg/mL
(1000倍)
铜
0.0101
0.0104
0.0099
0.0093
0.0092
0.0094
铅
0.0102
0.0114
0.0115
0.0127
0.0125
锌
0.0105
0.0115
0.0115
0.0118
0.0121
镍
0.0088
0.0082
0.0065
0.0040
0.0033
铬
0.0100
0.0101
0.0092
0.0089
0.0087
钴
0.0102
0.0098
0.0091
0.0084
0.0087
由表8表明,不小于砷50倍浓度的铅、锌对砷的测定产生正干扰;不小于砷10倍浓度的镍以及不小于砷100倍浓度的铜、铬、钴对砷的测定产生负干扰。
各元素对砷的干扰强度都随干扰元素浓度的增加而总体增大,但干扰元素浓度的增加与干扰强度的增加不成线性。
原子荧光法测砷最主要的干扰元素是镍、铅、锌。
相对砷100倍浓度的铅、锌可对砷的测定产生约10%的正干扰,相对砷1000倍浓度时可对砷的测定产生约20%的正干扰;镍对砷的负干扰非常明显,干扰强度很大,即使是相对砷10倍浓度也可对砷的测定产生严重的干扰,相对砷500倍浓度时可对砷的测定产生60%以上的负干扰。
6.3掩蔽剂对砷测定的影响
本次实验选用硫脲、抗坏血酸、硫脲-抗坏血酸、硫氰化钾、铁氰化钾、柠檬酸钠、酒石酸钾钠、1,10-邻菲罗琳等8种常用的掩蔽剂作为备选掩蔽剂。
将掩蔽剂配成10%(质量分数)的溶液待用。
在定容50mL的0.010μg/mL砷标准使用液中加入5.0mL掩蔽剂;用0.50mL流动相代替掩蔽剂加入到定容50mL的0.010μg/mL砷标准使用液中,此溶液不含掩蔽剂,以此作参比,通过实验观察掩蔽剂对砷的干扰,弃用有干扰的掩蔽剂。
见表9。
表9掩蔽剂对砷的影响
项目
0.010μg/mL砷标准溶液
硫脲
抗坏血酸
硫脲-抗坏血酸
硫氰化钾
铁氰化钾
柠檬酸钠
酒石酸钾钠
1,10-邻菲罗琳
测定值/(μg/mL)
0.0101
0.0101
0.0097
0.0100
0.0099
0.0099
0.0097
0.0115
0.0098
干扰
判别
无干扰
无干扰
无干扰
无干扰
无干扰
无干扰
无干扰
正干扰
无干扰
由表9可知,酒石酸钾钠对砷的测定可产生正干扰,不适合用做砷测定的掩蔽剂,其余掩蔽剂对砷的测定不产生干扰,可作为砷测定的备选掩蔽剂。
6.4掩蔽剂性能及选用
在定容50mL的含0.010μg/mL砷和10.00μg/mL干扰元素的溶液中加入5.0mL掩蔽剂;用5.0mL流动相代替掩蔽剂加入定容50mL的含0.010μg/mL砷和10.00μg/mL干扰元素的溶液中,此溶液不含掩蔽剂,以此作参比,通过实验观察掩蔽剂对干扰元素的掩蔽性能,筛选出适合于多数元素元素的通用掩蔽剂和不同元素元素的特征掩蔽剂。
见表10
表10加入掩蔽剂砷的测定结果
干扰元素
铜
钴
铬
镍
铅
锌
0.010μg/mL砷标准溶液
0.0089
0.0081
0.0084
0.0030
0.0127
0.0119
硫脲
0.0090
0.0087
0.0094
0.0064
0.0120
0.0115
硫脲-抗坏血酸
0.0101
0.0098
0.0098
0.0095
0.0103
0.0101
硫氰化钾
0.0100
0.0094
0.0096
0.0096
0.0126
0.0131
铁氰化钾
0.0099
0.0094
0.0098
0.0095
0.0124
0.0128
柠檬酸钠
0.0094
0.0083
0.0091
0.0054
0.0108
0.0110
1,10-邻菲罗琳
0.0094
0.0081
0.0094
0.0036
0.0124
0.0114
抗坏血酸
0.0086
0.0080
0.0083
0.0031
0.0124
0.0120
由表10可知,抗坏血酸对干扰元素均无掩蔽作用,不能作为抗干扰掩蔽剂;硫脲单独使用时并无好的掩蔽效果,仅能掩蔽铬的干扰,部分掩蔽铜、钴、镍的干扰,对铅、锌的干扰基本没有掩蔽性能;硫脲-抗坏血酸的掩蔽效果很好,能掩蔽大多数的金属产生的干扰,对铅、锌的干扰也有较好掩蔽效果;硫氰化钾和铁氰化钾对多数金属形成的干扰都有满意的掩蔽效果但对铅锌的干扰没有掩蔽效果。
柠檬酸钠和1,10-邻菲罗琳只对铜和铬有较好的掩蔽效果,对其他元素的干扰均无好的掩蔽性能。
本方法选择硫脲-抗坏血酸溶液作为抗干扰掩蔽剂。
6.5锌基体对砷测定的影响
在定容50mL的分别含0.010μg/mL、0.040μg/mL、0.08μg/mL、0.100μg/mL砷的溶液中加入5.0mL硫脲-抗坏血酸溶液,并1000.0μg/mL的锌标准溶液10mL;用10mL流动相代替锌标准溶液加入定容50mL的含0.01μg/mL、0.040μg/mL、0.080μg/mL、0.100μg/mL砷并加入5.0mL硫脲-抗坏血酸溶液的溶液,此溶液不含锌基体,以此作参比,通过实验观察锌基体对砷的干扰。
见表11
表11基体对砷的影响
加入1000.0μg/ml的锌标准溶液10mL
砷标准溶液
0.010μg/mL
0.040μg/mL
0.080μg/mL
0.100μg/mL
砷测定值/(μg/mL)
0.0101
0.0402
0.0808
0.1013
不加锌基体
砷标准溶液
0.010μg/mL
0.040μg/mL
0.080μg/mL
0.100μg/mL
砷测定值/(μg/mL)
0.0100
0.0400
0.0803
0.1006
由表11可知,砷标准溶液中加入锌基体后,在掩蔽剂硫脲-抗坏血酸溶液作用下较好的掩蔽锌基体产生的干扰。
6.6样品处理过程中补加盐酸对砷测定的影响
经过对粗锌中杂质干扰实验发现锗元素对砷的测定有较大的负干扰,在之前的干扰实验中在砷标准溶液直接加入锗标准溶液对砷的测定并没有影响,样品中杂质锗在经过处理后才会显示对砷的负干扰。
对于杂质锗对砷的干扰,经过试验在原样品处理(硝酸处理)的基础上补加10mL盐酸溶液,对排除样品中的锗元素有明显作用。
在分别加入砷标准溶液和锗标准溶液后经过试验所述的样品处理过程后定容,使0.010μg/mL的砷标准使用液中加入干扰元素的质量浓度分别为0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、25.0、50.0、100.0μg/mL,分别为砷浓度的0、10、20、50、100、250、500、1000、2500、5000、10000倍。
见表12。
表12锗元素对砷的测定值的影响
浓度测定值/(μg/mL)
干扰元素加入量
0μg/mL
(0倍)
0.1μg/mL
(10倍)
0.2μg/mL
(20倍)
0.5μg/mL
(50倍)
1.0μg/mL
(100倍)
2.5μg/mL
(250倍)
砷浓度测定值/(μg/mL)
0.0100
0.0101
0.0102
0.0103
0.0099
0.0100
锗浓度测定值/(μg/mL)
0.00424
0.00540
0.00344
0.00539
0.00326
干扰元素加入量
5.0μg/mL
(500倍)
10.0μg/mL
(1000倍)
25.0μg/mL
(2500倍)
50.0μg/mL
(5000倍)
100.0μg/mL
(10000倍)
砷浓度测定值/(μg/mL)
0.0099
0.0098
0.0101
0.0102
0.0099
锗浓度测定值/(μg/mL)
0.00503
0.00386
0.00495
0.00492
0.00433
由表12表明,在使用硝酸(1+1)处理样品后补加盐酸,在低温下加热至溶液体积约10mL后定容,能够有效地排除溶液中的锗元素,从而消除了锗元素对砷的测定的干扰。
7.精密度实验
选取5个试验样品,每个样品独立分析11次,结果见表13。
表13精密度实验数据
编号
砷的质量分数/%
平均值
标准偏差
RSD(%)
1#
0.012、0.0096、0.0102、0.0095、0.0100、0.0098、0.0101、0.0111、0.0108、0.0106、0.0110
0.0103
0.00075
7.30
2#
0.0073、0.0073、0.0078、0.0071、0.0075、0.0080、0.0081、0.0076、0.0078、0.0081、0.0079
0.0076
0.00035
4.54
3#
0.107、0.107、0.108、0.110、0.108、0.109、0.106、0.106、0.114、0.115、0.11
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 试验报告 粗锌中砷量的测定 粗锌中砷量 测定