痕量金属

痕量金属（精选3篇）

痕量金属 篇1

镍(Ni)在地壳中的含量相当丰富,一般以+2价稳定存在,被广泛应用于军工制造业、民用工业、化工产业和原子能工业等领域[1]。金属镍单质几乎没有毒性,接触或摄入过量的镍盐,会对人体的健康造成极大的危害。镍盐对动物或人具有明显的发育毒性[2]和生殖毒性[3]。它能抑制胚胎的发育,同时会引起胎儿的流产。镍元素的开发利用改善了人类的生产生活水平,但也给人类的生存环境带来了很多的危害。因此,对镍元素含量的检测方法的研究得到了人们的重视。

目前已报道的测定镍含量的方法主要有原子吸收光谱法[4]、分光光度法[5]、电化学分析方法[6]、流动注射法[7]、高效液相色谱法[8]、荧光法[9]等。在这些方法中,分光光度法是最常用的方法。本文利用小分子双水相体系与分光光度法相结合,以丁二酮肟为显色剂,碘为氧化剂,对痕量镍进行测定。它能在常温常压下进行,条件温和,能有效地降低检测成本,实验结果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

UV-2450紫外可见分光光度计,马弗炉。

镍(Ⅱ)标准贮备液(1000μg·mL-1)的配制:将硫酸镍在120℃条件下烘2h。准确称量2.6384g硫酸镍,用少量的超纯水使其溶解,转入1000m L容量瓶中并定容至刻度,摇匀,作为储备液,用时稀释制得10μg·mL-1的标准溶液。

丁二酮肟(5g·L-1)的配制:称取丁二酮肟0.5g,加入50mL氨水溶解,加水稀释至100mL,摇匀。

碘溶液(12.7g·L-1)的配制:称取单质碘12.7g溶于含有25g碘化钾的少量水中,并用水稀释至100mL,摇匀。

1.2 实验方法

在10mL比色管中依次加入一定浓度的Ni2+标准溶液2m L,12.7g·L-1碘溶液0.5mL,5g·L-1丁二酮肟溶液0.6m L和分析纯的丙酮溶液4.5m L。用去离子水定容至10mL。分别向比色管中加入1.1g固体盐硫酸铵,振荡3~4min,使固体盐完全溶解。吸取上层相溶液,以空白试剂作为参比,在449nm处测定其吸光度。

2 结果与讨论

2.1 无机盐的成相能力

无机盐与小分子有机溶剂的成相原理:盐相与有机相对水分子的缔合竞争在一定温度压力条件下,对于组分固定的双水相体系,体系的一些参数都是固定不变的,因此可以通过固定有机相来考察不同盐的成相能力的差别[10]。通过实验比较,发现硫酸铵加入双水相体系中的效果最佳。因此本实验选择硫酸铵为无机盐。

2.2 吸收曲线

根据实验方法配制参比溶液和待测溶液,使用UV-2450紫外分光光度计测定Ni2+与丁二酮肟显色后的吸收曲线,结果如图1所示。由图1可以看出,Ni2+与丁二酮肟的最大吸收波长为449nm。因此,本实验选用449nm作为测定波长。

2.3 固体盐的使用量的影响

在选定硫酸铵作为双水相体系的无机盐的条件下,按照1.2的实验方法进行实验,研究固体盐硫酸铵在0.4~1.4g内,吸光度A的变化。实验结果如图2所示。从图2中可以看出,盐的加入量对双水相萃取效果影响较大。当盐的质量小于0.5g时体系无法实现分相;当质量大于0.5g时吸光度明显提高。当盐质量达到1.1g时,吸光度达到最大,萃取效果最佳。当盐质量超过1.1g时,吸光度逐渐减小,并逐渐出现没有溶解的硫酸铵固体盐。综合考虑,盐的使用量为1.1g。

2.4 丙酮用量的影响

按照1.2的实验方法进行实验,研究丙酮体积在3.9~5.4mL范围内,丙酮对双水相体系的影响,实验的结果如图3所示。从图3中可以看出,在3.9~4.8mL范围内,随着丙酮的体积增大,吸光度也逐渐增加,在丙酮的体积为4.5mL时,吸光度出现了最大值。接下来随着丙酮体积的增加,它的富集效果却降低了,因而吸光度逐渐减小。故选择丙酮的最佳用量为4.5mL。

2.5 显色剂用量的影响

按照1.2的实验方法进行实验测定,实验结果如图4。结果表明,随着显色剂用量的增加,体系的吸光度也随之增加;当显色剂体积增加到0.6mL时,体系的吸光度达到最大,萃取效果最好。因此显色剂的使用量应该选择0.6mL。

2.6 碘的加入量的影响

碘溶液在本实验中作为镍的氧化剂,将镍从+2价氧化到+4价,再与丁二酮肟发生显色反应。此时生成的红色配合物具有较强的稳定性,便于实验中的检测。按照1.2的实验方法,研究碘溶液用量在0.2~0.7mL范围内,对吸光度的影响。实验的结果如图5所示。从图中可以看出,在实验范围内,随着碘溶液用量的增大,吸光度也逐渐增加。当用量达到0.4mL时吸光度达到最大。而随着碘溶液体积的增加,吸光度的变化不大。综上所述,碘溶液用量在0.4mL时最佳。

2.7 酸度的影响

按照1.2的实验方法,研究pH值在8~12范围内,对配合物的稳定性和体系对配合物萃取能力的影响,结果如图6所示。结果表明,在一定条件下,pH值在8~12范围内呈现上升趋势。当pH值为10时,被萃取到丙酮相中的配合物的吸光度最大。因此,本体系选择pH值为10。

2.8 标准曲线

在最佳实验条件下,取10μg·mL-1的镍标准液配成一系列工作溶液,测其吸光度。镍的质量浓度在0.5~3.5μg·(10m L)-1的范围内其线性回归方程为A=0.2233ρ(Ni2+)+0.0201,其相关系数R2=0.9996。

2.9 共存离子的影响

以相对误差≤5%为限,实验发现大量的Cl-、NO3-、Na+、K+、Mg2+、Pb3+、Ba2+、Cr6+对镍(Ⅱ)的测定基本无干扰,500倍的Al3+,50倍的Zn2+、Mn2+不干扰测定。当1倍以上的Cu2+存在时,需要加入硫脲作为铜(Ⅱ)离子的掩蔽剂[11]。在比色管中加入2.50g·L-1的硫脲溶液1mL,可以将铜离子的干扰倍数提高到10倍,从而提高了测定结果的准确度。

2.10 分析特性

在0.50~25μg·(10mL)-1范围内对其进行标准曲线的测定。镍(Ⅱ)的标准曲线的线性方程为:A=0.2233ρ(Ni2+)+0.0201(R2=0.9996)。

平行测定11次空白溶液,求得其标准偏差为0.21%,按CL=3S/k求得本方法的检出限为0.028μg·(10mL)-1。以0.5μg·(10mL)-1的镍标液为低浓度,3.5μg·(10mL)-1为高浓度,分别平行测定6次,测得该方法的精密度为2.1%~3.0%。

2.11 样品中镍(Ⅱ)的检测

2.11.1 样品预处理

准确称取干燥的铁观音和绿茶各5g于2个干燥的坩埚中,在马弗炉中800~900℃下灼烧,灰化1.5h后取出冷却至室温。各加入6mol·L-1的硝酸19mL,用电炉加热煮沸至近干,再加入6mol·L-1硝酸19mL。将溶解液分别转移至2个50m L的容量瓶中,用二次蒸馏水定容至刻度,待用[12]。

准确称取2种大豆、玉米粉各9g于3个坩埚中,在电炉上低温碳化至无烟,移入马弗炉中550℃下灼烧,灰化完全。取出冷却至室温后,滴加1∶1的HNO3 10mL,置于电炉上加热,使之溶解。移入50mL容量瓶中,加水定容至刻度,摇匀待用[13]。

2.11.2 样品的检验

在2支比色管中,分别加入5g·L-1的丁二酮肟0.6mL,分析纯的丙酮溶液4.5mL和碘溶液0.4mL。其中1支比色管中加入1.00mL样品,并加入1.00mL硫脲,用去离子水定容至刻度并充分振荡。分别向比色管中加入1.1g固体盐(NH4)2SO4摇匀,pH控制在10左右。用胶头滴管吸取上层相溶液移入比色管中,以空白试剂作为参比,在449nm处测定其吸光度,结果见表1。

从表中数据可以看出,铁观音样品镍含量为0.44μg·g-1,加标后回收率为93.1%~102.4%;绿茶样品镍含量为0.41μg·g-1,加标后回收率为91.4%~100.3%;大豆样品镍含量为0.33μg·g-1,加标后回收率为92.6%~96.7%;玉米粉样品镍含量为0.24μg·g-1,加标后回收率为92.0%~103.1%。表明该方法测定结果令人满意。

摘要：利用双水相的分相原理对痕量镍(Ⅱ)进行分相萃取,建立了丙酮-硫酸铵的新型小分子双水相体系,同时选取丁二酮肟作为镍的显色剂,建立了测定痕量镍(Ⅱ)的新方法。并通过单因素实验,确定最佳分析条件,在0.53.5μg.(10mL)-1范围内,镍(Ⅱ)的浓度与吸光度呈线性关系,其线性回归方程为:A=0.2233ρ(Ni2+)+0.0201,相关系数R2=0.9996,检出限为0.0281μg.(10mL)-1,相对标准偏差RSD为2.1%3.0%。将建立的分析方法应用于实际样品中镍(Ⅱ)离子的测定,同时对样品进行加标回收试验。实验的回收率为91.1%103.1%,结果令人满意。

关键词：痕量镍(Ⅱ),双水相萃取,分光光度法,丁二酮肟

痕量金属 篇2

纯棉纺织品中八种痕量重金属元素ICP-AES分析方法研究(Ⅰ)

以硝酸镁为助剂干法灰化、浓硝酸浸取残渣分解纯棉样品.ICP-AES全谱直读光谱仪为检测手段.优化选择ICP-AES工作参数,考查了样品灰化温度,助剂用量及基体元素的干扰行为.准确测定了棉纺织品中的As、Cd、Co、cr、Cu、Ni、Pb和Sb8种痕量重金属元素总量.杂质元素分析结果RSD%皆小于4.样品加标回收率在90%～98.2%之间.元素检出限在0.4～10.2μg・L-1之间.

作 者：王彦芬 张绪宏 傅惠敏 富玉 刘金霞 黄志荣 Wang Yanfen Zhang Xuhong Fu Huimin Fu Yu Liu Jinxian Huang Zhirong  作者单位：王彦芬,张绪宏,傅惠敏,富玉,黄志荣,Wang Yanfen,Zhang Xuhong,Fu Huimin,Fu Yu,Huang Zhirong(南开大学化学系,天津,300071)

刘金霞,Liu Jinxian(郑州大学化学系,河南,郑州,450001)

刊 名：南开大学学报（自然科学版）  ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS NANKAIENSIS 年，卷(期)： 40(5) 分类号：O657.3 关键词：棉纺织品   重金属   ICP-AES  

痕量金属 篇3

1 实验部分

1.1实验原理

水中的铜、镉在适当的支持电解质溶液中, 以汞膜电极作为工作电极, 加以适当的预电解电位, 经过一定时间的预电解富集, 还原到汞膜电极上, 与汞生成汞齐。然后在较短的时间内作反向溶出扫描, 记录其溶出伏安曲线。根据溶出峰电位和峰高, 用标准加入法定量测定每个金属的含量。

1.2仪器与试剂

便携式痕量金属测定仪 (美国TD微测公司) :工作电极、电极连接线、电极打磨垫、标准电极搅拌台、特氟龙磁力搅拌子。

汞电镀液, ρ=300mg/L:准备1% 硝酸溶液 (用优级硝酸和去离子水配成) , 加入0.5% 一水合硝酸汞 (Ⅱ) (纯度99.99%) , 混合均匀。20ppm铜、镉混合使用溶液。pH=4.5 缓冲溶液:稀释14.6g无水醋酸钠到约300mL水中, 加入18.4mL冰醋酸, 混合, 加水定容至500mL。

1.3仪器准备步骤

1.3.1工作电极的清洗

用去离子水润湿打磨垫;

用打磨垫打磨电极60s, 用八字型动作轻轻打磨即可;

用去离子水清洗电极。

1.3.2工作电极的镀膜

将电极放入电极支架上;

调低电极进入汞电镀溶液中;

确定已将搅拌子放入电镀溶液中, 电镀时打开搅拌器低速搅拌;

立刻进行薄层电镀, 电镀时间为240s。在电镀开始前或者电镀已经完成以后, 不要将电极放在电镀溶液中, 这样会降低电镀质量。

1.4样品的测定

1.4.1样品的制备

采样时用经3 级洗涤方法洗涤处理的聚乙烯塑料瓶盛放, 且水样体积不得小于250mL;

取45mL水样或取适量水样稀释至45mL, 加入5mL pH=4.5 缓冲溶液作为支持电解质溶液, 待用;

用蒸馏水或去离子水稀释5mL的pH=4.5 缓冲溶液到最终体积为50mL, 即为空白溶液;

1.4.2样品分析步骤

将工作电极浸入到样品溶液中;

保证磁力搅拌器以恒定的速率对样品进行搅拌;

沉积电位:-1000mV, 扫描电位:-850 mV ~ -50mV, 电镀时间:铜、铅、镉的测试在此方法中采用标准加入法。将电镀时间调到0.5 ~ 60s之间, 直到测得的金属峰高为20 ~ 40n A, 理想值为30n A。测定多种金属, 数值较大的峰高为理想值即可;

在样品中至少做3 次添加, 依据待测水样峰高向水样中适量添加20ppm铜、铅、镉混合使用液, 以3 次添加后目标峰高为待测水样峰高的2 倍左右为宜, 以标准溶液添加量为横轴, 标准溶液添加后相对应的峰高为纵轴作图, 绘制曲线, 该曲线的反向延长线与横轴的交点横坐标的绝对值, 即为待测样品的浓度。

2 结果与讨论

2.1结果计算及表示

采用标准加入法, 即以加入标准样品的量m1、m2、m3为横坐标, 以其相应峰高为纵坐标绘图, 外推与横坐标的相交点mx即为水样中样品的量, 其与取样体积的比值即为水样浓度, 结果以ug/L表示。

式中:C——水样中铜、镉的浓度, ug/L;

mx——从曲线中外推被测水样中铜、镉的质量, ug;

V——水样体积, mL;

2.2方法检出限、测定下限

本方法的最低检测限采用下述方法得出:取8 个空白溶液进行平行测定, 计算出标准偏差 (S) , 则方法检测限为t倍的标准偏差 (t值为2.998) , 即MDL (ug/L) =2.998S。以4 倍方法检出限作为测定下限。方法检出限和测定下限见表1。

2.3方法精密度

在所选定的操作条件下, 对不同浓度铜、镉空白加标水样平行测定6 次, 铜、镉的相对标准偏差结果见下表。从表2 的测定结果看, 本方法的RSD在4% 以内。

2.4方法准确度

按照样品分析的全部步骤, 对某一实际水样进行测试6次并做加标回收率试验。实验结果见表3。

2.5国家标准方法实验结果对比[5]

取实际水样, 采用便携式痕量金属分析仪进行测试, 对比国家标准方法 (GB7475-1987) 。并对以上2 种方法所测定的数据结果进行t检验。试验结果见表4。

3 结论

采用便携式痕量金属分析仪测试水质中铜、镉含量, 测试结果与国家标准方法相比较无明显偏差, 满足铜、镉于水质监测分析方法中的限值要求。

便携式痕量金属分析仪体积小便于携带, 可使用车载充电电源, 极大的满足了野外应急监测的要求。

参考文献

[1]金玉梅.对浸入式便携分光光谱仪测定地表水中氟化物含量的准确性评价[J].中国西部科技, 2010 (09) :31-32.

[2]王龄松.浸入式便携分光光谱仪测定水质甲醛含量方法研究[J].中国西部科技, 2010 (09) :17-18.

[3]祝琳琳.便携式分光光度计快速测定水中氨氮方法研究[J].农业与技术, 2012, 32 (07) :15-18.

[4]祝琳琳.分光光度法快速测定水质中6价铬含量[J].科技创新导报, 2012 (31) 135-136.