直接氧化吸收法

直接氧化吸收法（精选7篇）

直接氧化吸收法 篇1

摘要：目的建立一种直接测定酱油中铅的石墨炉原子吸收法。方法样品直接用1%硝酸稀释加入磷酸二氢铵溶液与硝酸镁溶液作基体改进剂, 提高灰化温度和原子化温度后, 采用仪器提供的标准加入法消除基体干扰后测定。结果磷酸二氢铵与硝酸镁混合液作基体改进剂能降低样品的基体对测定结果的影响。加标的回收率为93%～104%, 线性检测范围为0～50μg/L。相关系数为0.9992～0.9997, 方法检出限为0.16μg/L, 相对标准偏差为1.0%。结论采用磷酸二氢铵与硝酸镁混合液作基体改进剂, 用石墨炉原子吸收法, 仪器提供的标准加入法直接测定酱油中的铅, 方法简单、快速、灵敏度高、检出限低, 结果可靠, 适合酱油中铅的检测分析。

关键词：石墨炉原子吸收,酱油,铅,基体改进剂,标准加入法

铅是一种对人体极为有害的重金属元素, 国家食品卫生标准严格规定酱油中铅的含量≤1.0 mg/kg。目前, 铅的测定实验室常采用样品消化后有比色法和火焰原子吸收法, 无火焰原子吸收法[1]。由于酱油基体较复杂, 氯化钠的含量高, 消化完全无法消除氯离子的干扰。国标方法用磷酸铵作为基体改进剂, 灰化温度低, 不能有效消除氯离子的干扰。本方法采用软件提供标准加入法, 加入基体改进剂磷酸二氢铵与硝酸镁混合液, 提高灰化温度和原子化温度, 增加铅信号的稳定性, 减少灰化阶段中铅的损失。样品直接稀释后石墨炉原子吸收测定, 并且与微波消解后的样品比较, 结果令人满意, 可用于日常检测。

1 实验部分

1.1 原理

样品直接稀释注入原子吸收石墨炉中, 电热原子化吸收283.3 nm的共振线, 在一定浓度范围, 其吸收与铅含量成正比, 与标准系列比较定量。

1.2 仪器

火焰原子吸收分光光度仪SOLAAR, M5带自动进样器F95/90, ELC石墨管, 赛默飞歇尔公司生产;微波消解仪CEM;可调式电热板;电子天平。

1.3 试剂

1.3.1 硝酸

MOS级;

1.3.2 磷酸二氢铵分析纯 (20 g/L)

称取2.0 g磷酸二氢铵, 以水稀释至100 ml;

1.3.3 硝酸镁分析纯 (10 g/L)

称取1.0 g硝酸镁, 以水稀释至100 ml;

1.3.4 1%硝酸溶液

取1 ml硝酸溶液稀释到100 ml;

1.3.5 铅标准溶液

水中铅标准溶液为上海市计量测试技术研究院国家二级标准物质 (编号:GBW (E) 080278, 定值为1.000 g/L) 。

1.3.6 铅标准使用液

取1.000 g/L的铅标准溶液用1%HNO3溶液逐级稀释配制成Pb (100 μg/L) 标准工作溶液, (现用现配) , 标准系列由仪器自动智能稀释 (0, 5.0, 10.0, 25.0, 50.0 μg/L) 。

1.4 操作步骤

1.4.1 样品处理

取1.0 ml样品用1%的硝酸稀释定容至100 ml。

1.4.2 样品消化[2]

取0.25 ml试样于消解罐中加硝酸8.00 ml, 放置过夜, 盖好安全阀后, 将消解罐放入微波炉, 根据样品数量设置微波炉消解最佳条件, 见表1, 至消解完全, 冷却后100 ℃赶酸近干, 同时做试剂空白。定容至25 ml容量瓶中测定。

1.4.3 样品测定

分别吸取样液和试剂空白液20 μl, 加入基体改进剂注入石墨炉, 利用仪器的标准加入法, 测得其吸光度值 (峰面积) 并求得吸光度值与浓度关系的线性回归方程测得其吸光度值, 代入标准系列的线性回归方程中求得样液中铅含量 (仪器软件自动求得) 。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件的优化

根据仪器性能调至最佳状态:参考条件为波长283.3 nm, 狭缝0.5 nm, 灯电流10 mA;干燥温度95 ℃ 5.0 s, 10 ℃/s;110 ℃ 35 s, 10 ℃/s;灰化温度300 ℃ 10 s, 10 ℃/s;950 ℃ 20 s, 150 ℃/s;原子化温度1900 ℃, 持续3 s, 净化温度2500 ℃, 背景校正为氘灯。

2.2 基体改进剂的使用

在样品与标准中单独加入基体改进剂磷酸二氢铵溶液 (20 g/L) 铅的信号低, 加入硝酸镁 (10 g/L) 后测定铅的灵敏度提高, 通过实验以加入4 μl磷酸二氢铵溶液 (20 g/L) , 2 μl硝酸镁 (10 g/L) 时最佳, 铅的信号高, 峰形尖锐。

2.3 石墨管类型

使用ELC石墨管比普通石墨管的灵敏度高且使用寿命长。所以选择ELC石墨管。

2.4 多步斜坡升温

样品干燥阶段分为两步, 干燥温度95和110 ℃, 干燥阶段不直接进入沸点状态, 防止液体暴溅。灰化温度300和950 ℃, 使基体改进剂与铅充分反应, 有利于在950 ℃去除Cl干扰, 更好地保护铅, 使铅的原子化信号高, 峰形尖锐。

2.5 方法的精密度与准确度

2.5.1 精密度试验

样品直接稀释与微波消化后测定, 每个样品平行测定6次, 计算其相对标准偏差, 结果比较见表2。

2.5.2 准确度试验

在酱油样品中加入1.0 μg/L的铅标准, 通过样品微波消化与直接稀释测定其含量并计算回收率。结果见表3。同时根据比对均值结果t检验, t=0.317, P>0.05, 说明样品微波消化与直接稀释的结果差异无统计学意义。

2.6 线性范围、检出限及特征量

实验测得铅在0～50 μg/L之间呈良好的线性, 相关系数为0.9992～0.9997;利用仪器的向导软件[2], 对试剂空白进行21次测定计算检出限及特征量, (仪器根据3倍的标准差自动给出) 。

2.7 样品直接稀释与微波消化完全后测定的结果

其结果经t检验差异无统计学意义 (表3) 。利用仪器的标准加入法可消除酱油中基体的干扰。

3 小结

本实验利用磷酸二氢铵溶液与硝酸镁溶液作基体改进剂, 提高灰化温度和原子化温度后, 采用仪器提供的标准加入法消除基体干扰后测定结果均较好, 适用于酱油中铅的测定, 利用此法参加实验室CNAL能力验证的考核样品, 测定酱油中的铅效果较好。可用于日常检测。

参考文献

[1]GB/T5009.12-2003.食品卫生检验方法理化部分.

[2]赛默飞歇尔公司.SOLAAR M5仪器软件操作指南, 2002.

直接氧化吸收法 篇2

目前, 粗铜中银的测定一般是采用火法试金法[1], 火试金法稳定、准确可靠, 但运行成本高, 测定周期长, 劳动强度大且实验过程中产生的有毒气体对人体伤害较大和严重污染环境。有报道用原子吸收测定粗铜中的银的分析方法[2,3,4], 但需要对样品中的铜与银进行分离或者用有机试剂富集银后测定, 样品处理繁琐, 实验时间较长, 尚无用原子吸收直接测定粗铜中银的分析方法的报道。

本文建立了在盐酸介质中用火焰原子吸收法直接测定粗铜中银的分析方法, 考察了测定液中铜离子含量、酸度对测定的影响, 优化测定条件, 对多个粗铜样品进行测定, 其结果与国家标准分析方法进行对比。

2 实验部分

2.1 主要仪器

WFX-120 B型原子吸收分光光度计 (北京瑞利分析仪器公司) ;银空心阴极灯 (北京浩天晖科贸有限公司) 。

2.2 主要试剂

银标准贮存溶液:称取高纯银 (99.999%) 0.1000 g, 置于250 m L烧杯中, 加入1+1硝酸10 m L, 加热完全溶解, 移入100 m L棕色容量瓶中, 用无氯去离子水定容至刻度, 摇匀。此溶液1 m L含1000μg银。

银标准溶液:移取10m L标准贮存溶液于100m L容量瓶中, 用硝酸 (1+99) 稀释至刻度, 摇匀。此液1 m L含100μg银。

配银标准溶液所用硝酸为优级纯, 其他试剂均为分析纯, 所用水为二次水。

2.3 仪器测定条件

3 分析步骤

3.1 试样

按表2称取试样, 精确至0.0001 g。

独立进行两次测定, 取两次结果的平均值。

3.2 样品测定

将试样 (3.1) 置于250 m L烧杯中, 加入少量水润湿, 加入8~15 m L硝酸 (1+1) , 盖上表面皿, 待剧烈反应结束后, 低温加热继续溶解, 蒸发至3~5 m L, 冷却。按表2加入盐酸, 用水吹洗表面皿和杯壁, 加热使盐类溶解, 冷却至室温。按表2将溶液移入容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀。按表1测定条件进行测定。

3.3 标准曲线制作

吸取0、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 m L 100μg/m L银标准溶液, 分别置于一组100 m L容量瓶中, 加入15 m L盐酸, 用水稀释至刻度, 摇匀。在与测定样品的相同条件下, 以“零”浓度溶液调零对银标准系列溶液进行测定, 绘制成标准曲线。

4 结果与讨论

4.1 铜含量对测定的影响

粗铜中铜含量一般在97.5%~99.7%[5]之间, 测定溶液中铜含量达到多少时会对银的测定有影响, 因此, 在不同铜含量下对银含量就行测定。

称取0.5000 g、1.0000 g、1.5000 g和2.0000 g阴极铜 (银含量小于0.5 g/t) 于250 m L烧杯中, 分别加入1 m L100μg/m L银标准溶液, 按3.2进行溶解, 加入15 m L盐酸, 用水吹洗表面皿和杯壁, 加热溶解, 冷却至室温, 移入100 m L容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀, 然后在与测定样品的相同条件进行测定。所得结果如表3所示。

实验结果表明, 在铜含量≤150 mg/m L时, 加标回收率在97.5~99.5%之间。因此按表2进行称样, 铜含量对测定无影响。

4.2 盐酸用量的影响

银在盐酸介质中的溶液是以银络合离子形式存在的, 为了考察盐酸用量对测定的影响, 进行以下实验。

分别称取5份0.5000 g试样于250 m L烧杯中, 加入1 m L100μg/m L, 按3.2步骤进行溶解, 分别加入5 m L、10 m L、15 m L、20 m L、和25 m L盐酸。稀释至100 m L, 摇匀进行测定, 结果见表4。

从表4可知, 盐酸酸度在5%~20%时, 实验结果稳定, 本法采用15%盐酸的酸度。

4.3 精密度分析

称取3个粗铜样品, 记作1、2、3号样品, 按分析步骤进行分别进行五次分析测定, 结果如表4。

4.4 准确度分析

取4.3中的3个粗铜样品按分析步骤进行分析, 与国家标准分析方法测定的结果进行比较, 结果见表5。

实验结果表明, 本法分析结果与国家标准方法分析结果在国家标准方法的允差范围, 说明本方法有较高的准确度。

5 结论

本文建立了一种火焰原子吸收法直接测定粗铜中银含量的分析方法。通过实验和实践表明, 该方法能快速准确分析粗铜中的银含量。本方法具有稳定性好、准确度高和操作简便等优点, 对实际样品粗铜中的银含量分析有重要的意义, 可以替代繁琐的火试金法分析。同时可以用于铜及铜合金相关产品中银的分析。

参考文献

[1]YS/T 521.2-2009.粗铜化学分析方法_金和银量的测定[S].

[2]GB/3884.2-200.铜精矿化学分析方法金和银量的测定[S].

[3]马红岩.原子吸收光谱法测定粗铜中金和银[J].现代商检科技, 1993, 3 (5) :36-38.

[4]陶明.火焰原子吸收法测定粗铜中银的应用研究[J].西昌学院学报·自然科学版, 2005, 19 (3) :67-68.

[5]蒋丽娟, 盛建林, 李普超.原子吸收分光光度法测定粗铜中的金银[J].湖南有色金属, 1997, 13 (6) :47-49.

直接氧化吸收法 篇3

用甲醛缓冲液采集空气中的二氧化硫, 生成稳定的羧甲基磺酸, 加入氢氧化钠后释放二氧化硫, 和盐酸副玫瑰苯胺反应形成红色化合物, 在波长577 nm下测量吸光度并进行定量。

2 实验方法

2.1 氨基磺酸溶液最佳浓度选择

取14支25 ml干净比色管加入5 ml浓度为1 g/ml的二氧化硫标准溶液, 同时加入35 g氮氧化物, 然后吸收液加至10 ml, 先分别加入浓度为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%氨基磺酸0.5 ml混匀放置10 min, 然后再分别加人0.5 ml浓度为1.5 mol/L的氢氧化钠溶液, 迅速将此溶液倒人装有1.0 ml盐酸副玫瑰苯胺溶液的具塞比色管中, 塞好塞子, 混匀, 在 (25±2) ℃水浴中反应15 min。取出, 于577 nm波长下, 以水作参比测量吸光度, 结果见表1。

从表1可以看出随着氨基磺酸溶液的浓度增加其相对应的吸光度值逐渐在增加, 当浓度在0.5%~0.8%之间时吸光度A—A0值趋于稳定, 其中当氨基磺酸浓度为0.6%时吸光度值达到最大, 说明在这一浓度范围内其消除氮氧化物的能力最强。所以本方法选用0.6%氨基磺酸溶液来消除氮氧化物干扰。

2.2 两种溶液消除干扰的比较

取25支25 ml比色管分为A、B、C三组, 其中先在A、B两组试管中加入5 ml二氧化硫标准溶液 (1 g/ml) , 然后分别加入浓度为0、5、10、15、20、30、40g氮氧化物, 用将吸收液定溶至10 ml。A组按标准方法加入0.8%氨基磺酸钠溶液0.5 ml混匀, B组则加入0.6%氨基磺酸溶液0.5 ml混匀;放置10 min后, 再分别加入0.5 ml浓度为1.5 mol/L的氢氧化钠溶液充分混匀, 最后迅速将此溶液倒人C组装有1 ml盐酸副玫瑰苯胺溶液的具塞比色管中, 立即塞盖颠倒混匀, 放入恒温水浴中显色, 测定吸光度。测定结果见表2。

根据表2所显示的数据可以看出当溶液中氮氧化物的含量达到40 g时, 0.6%氨基磺酸溶液对其仍具有消除作用, 且消除氮氧化物干扰后所测得的吸光度A—A0值与使用0.6%氨基磺酸钠溶液消除干扰后的值相比明显要高于后者。

2.3 氨基磺酸溶液的稳定性

标准方法中氨基磺酸钠溶液的保存时间较短配制后要低温保存, 而且保存时间为10天, 超过保存时间试剂会发生变质产生絮状沉淀。取5 ml浓度为1.00 g/ml二氧化硫标准溶液, 加入30 g氮氧化物, 然后加入0.5 ml的0.6%氨基磺酸溶液放置10 min, 再加入0.5 ml Na OH (1.5 mol/L) , 迅速将此溶液倒入装有1.0 ml盐酸副玫瑰苯胺溶液的具塞比色管中, 立即塞盖颠倒混匀, 放入恒温水浴中显色, 然后测定其在不同时间点的吸光度结果见表3。

根据表3所显示的数据, 可以看出氨基磺酸溶液消除氮氧化物的能力随着存放的时间增加逐渐下降, 但比氨基磺酸钠溶液稳定的时间要稍长, 在冰箱可以保存3周时间, 解决了氨基磺酸钠溶液存放时间短的问题, 节约了试剂。

2.4 盐酸副玫瑰苯胺配制中Hc1的用量选择

按照标准方法来配制盐酸副玫瑰苯胺试剂进行样品的测定时, 往往会发现这样一种情况, 试剂的空白值偏低, 以25℃恒温水浴时的空白值为例吸光度通常在0.032~0.038, 但根据以往的实际经验认为空白值偏低了。通过研究及试验发现影响盐酸副玫瑰苯胺显色剂空白值吸光度偏小的根本原因是显色剂中盐酸的使用量, 由于盐酸的用量对试剂的空白值的影响较大为此对显色剂中加入的HCI的用量进行了比较试验见表4。

从表4明显可见配制盐酸副玫瑰苯胺显色剂时随着HCl加入量的增加, 吸收液的空白值直线下降, 盐酸含量多, 空白的吸光度低, 样品颜色也低, 盐酸含量少, 样品颜色深, 吸光度也相应增大。虽然标准方法中要求吸收液在25~ (2时的空白值要低于0.050, 但在实际分析过程中发现如果一味的追求低空白值, 则会使试剂的灵敏度也随之下降。

3 结语

本方法用氨基磺酸代替氨基磺酸钠来消除氮氧化物干扰, 同时通过改变盐酸副玫瑰苯胺试剂中盐酸的用量, 提高了反应的灵敏度。本方法与使用标准方法测定的结果要求一致, 校准曲线的线性、准确度、回收率均符合监测分析技术要求。

摘要：针对甲醛吸收法测定环境空气中二氧化硫的含量方面提出了改进, 利用氨基磺酸溶液代替氨基磺酸钠溶液来消除空气中氮氧化物的干扰, 其目的是为了提高反应灵敏度, 通过副玫瑰苯胺制备方法进行了讨论。结果表明, 改进的方法具有更好的稳定性、重现性和准确性, 满足标准方法的要求。

关键词：二氧化硫,氨基磺酸,盐酸,盐酸副玫瑰苯胺

参考文献

[1]方伟德.空气和废气监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社, 2012.

[2]赵琳.水和废水检测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社, 2011.

直接氧化吸收法 篇4

环境监测结果的质量如何, 测量不确定度是一个重要的衡量标准, 它弥补了准确度、误差等参数的缺陷。

本文结合实际, 对原子吸收火焰法测定水质中铜的不确定度进行了评定与表示。

1 材料与方法

1.1 仪器

原子吸收分光光度计 (WFX-1E3) ;

1.2 试剂

硝酸 (优级纯) ;

铜标准物质编号GSB07-1257-2000 (100504) , 浓度1000mg/L (国家环境保护部标准样品研究所) ;

1000m L容量瓶;10m L移液管。

1.3 分析方法

按照《水和废水分析方法》 (第四版, GB/T 7475-1987) 中原子吸收分光光度火焰法进行测定[2]。

1.4 分析条件

检测环境条件温度为220C, 湿度为55%。

1.5 标准系列和样品制备

标准溶液配制:以1000mg/L铜标准溶液配制标准系列:0.00, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25mg/L待用。

样品处理:水样需加适量硝酸 (优级纯) , 使其在p H<2环境下保存。

2 不确定度的主要来源 (Uc)

2.1 样品重复测定相对标准不确定度Uc1

对一标样进行6次重复测定, 通过计算后可得Uc1。

2.2 校准曲线拟合的相对标准不确定度Uc2

样品中铜的浓度X= (Y-a) /b, 式中:Y-吸光度;a-截矩;b-斜率。

Uc2=;U曲=×

2.3 准溶液相对标准不确定度Uc3

标准溶液相对标准不确定度Uc3是由标准物质的相对标准不确定度Uc3 (1) ;移液过程中引入的相对标准不确定度Uc3 (2) 以及定容过程中引入的相对标准不确定度Uc3 (3) 共同贡献的, 因此:Uc3=

2.4 仪器引入的相对标准不确定度Uc4

仪器检定书提供的扩展不确定度是1%, 据此可计算出Uc4

2.5 相对合成不确定度

根据A类不确定度重复性、曲线拟合及B类不确定度仪器、标准溶液合成相对合成不确定度。

3 相对不确定度的评定

3.1 样品重复测定相对标准不确定度Uc1

样品重复测定6次的测定分别为0.180mg/m L、0.183mg/m L、0.184mg/m L、0.187mg/m L、0.185mg/m L、0.185mg/m L, 据贝尔公式:

得单次测量不确定度SA==0.0024, 6次测量不确定度为

3.2 校准曲线拟合的相对标准不确定度Uc2根据工作曲线

曲线的残差标准偏差S曲==0.0007U曲=×=0.0053

其相对标准不确定度为:

3.3 标准溶液相对标准不确定度Uc3

3.3.1标准溶液相对标准不确定度Uc3是由标准物质的相对标准不确定度Uc3 (1) ;移液过程中引入的相对标准不确定度Uc3 (2) 以及定容过程中引入的相对标准不确定度Uc3 (3) 共同贡献的, 因此:Uc3=

3.3.1.1标准物质的相对标准不确定度Ua

标准物质证书上查得铜相对扩展不确定度是1% (k=2) 。按正态分布计算:Uc3 (1) =0.005

3.3.1.2移液过程中引入的相对标准不确定度Uc3 (2)

使用A级10m L移液管, 按矩形分布计算[3]:

吸取液体至移液管刻度的变动性, 通过10次重复测量, 计算其标准偏差为:U (10-2) =0.005m L=0.000005L

水的温差效应引入的标准不确定度:实验室 (下转第62页) (上接第60页) 温度控制在250C±50C, 水的膨胀系数为0.000210C, 体积变化为10×2×0.00021=0.0043m L=0.0000043L

按矩形分布计算:U (10-3) =0.0000043/=0.0000025L

因此移液过程引入的标准不确定度:U10==0.000013L其相对标准不确定度Uc3 (2) =U10/10 m L=0.00133.3.1.3定容过程中引入的相对标准不确定度Uc3 (3)

使用A级1000m L容量瓶, 按矩形分布计算:U (1000-1) =

充满液体至容量瓶刻度的变动性, 通过10次重复测量, 计算其标准偏差为:U (1000-2) =0.0034m L=0.0000034L

水的温差效应引入的标准不确定度:实验室温度控制在250C±50C, 水的膨胀系数为0.000210C, 体积变化为10×2×

按矩形分布计算:U (10-3) =0.0000043/=0.0000025L

因此移液过程引入的标准不确定度:U10==0.00023L

其相对标准不确定度Uc3 (3) =U10/1000m L=0.000233.3.2标准溶液相对标准不确定度Uc3

3.4 仪器引入的相对标准不确定度Uc4

仪器检定证书提供的扩展不确定度是1%, 置信水平P=95% (K=1.960) , 则其相对标准不确定度为:Uc4=0.01/1.960=0.0051

4 不确定度分量列表

直接吸入原子吸收火焰法测定水质中铜不确定度分量表分量类别来源评定方法Uc

Uc1重复性A 0.00098Uc2曲线拟合A 0.029Uc3标准溶液B 0.0052

Uc4仪器B 0.0051

*A:代表A类不确定度;B:代表B类不确定度。

5相对合成标准不确定度为:

6 相对扩展不确定度及扩展不确定度

按正态分布处理[4], 取包含因子K=2 (近似95%置信区间) , 则相对扩展不确定度Uc=K×Uc=0.060, 扩展不确定度

7 测量结果表述

直接吸入原子吸收火焰法测定水质中铜的含量为 (0.184±

8 结论

直接氧化吸收法 篇5

随着社会科技的发展, 我国钒渣的生产量和进口量不断增加, 以及钢铁冶炼工艺的精益求精, 对微量元素的含量控制提出了新的要求。微量钙对各种高性能精密合金钢的冶炼有不良影响, 在钢的冶炼过程中属于严格控制元素。普通的湿法分析无法对含量在2.00%以下的微量氧化钙进行准确、快速的分析测定, 运用原子吸收光谱法测定钒渣中微量氧化钙, 较快捷有效的解决了这个问题, 并且经济费用低, 无污染。

2 实验部分

2.1 方法原理:

试样以盐酸、硝酸分解, 在一定酸度介质下以镧盐为释放剂, 用钙空心阴极灯做光源, 将试样溶液吸喷入空气-乙炔火焰中, 于原子吸收分光光度计上波长422.7nm处, 测其吸光度, 用标准曲线法确定氧化钙含量。

2.2 主要试剂及设备

2.2.1 碳酸钠 (无水) ;

2.2.2盐酸: (1.19g/m L) ;2.2.3盐酸: (1+1) ;2.2.4盐酸: (5+95) ;2.2.5硝酸: (1.42g/m L) ;2.2.6高氯酸: (1.67g/m L) ;2.2.7氢氟酸: (1.15g/m L) ;2.2.8三氯化镧溶液 (20mg La/m L) :称取54.6g三氯化镧 (La Cl3·7H2O) , 用水溶解后定溶于1000m L容量瓶中;2.2.9氧化钙标准液:称取0.4661g预先在105±2℃烘1h, 并冷至室温的碳酸钙 (高纯试剂) , 置于300m L烧杯中, 加入5m L盐酸 (2.2) 溶解, 冷却后移入250m L容量瓶中, 以水稀至刻度, 混匀, 此溶液1m L含1.00mg氧化钙, 作为储备液;2.2.10移取50.0m L氧化钙标准液于500m L容量瓶中, 以水稀至刻度, 混匀, 此溶液1m L含0.10mg氧化钙。2.2.11背景溶液:2.2.11.1五氧化二钒溶液: (5.0mg/m L) ;2.2.11.2二氧化钛溶液 (1.0mg/m L) ;2.2.11.3三氧化二铝溶液: (1.0mg/m L) ;2.2.11.4铁溶液 (10mg/m L) ;2.2.11.5钠溶液: (1m L含碳酸钠100mg) ;北京普析通用TAS-990原子吸收分光光谱仪;KJ-B无油空压机。超纯水:本方法所用的水全部为超纯水, 电导率大于18M.Ω;乙炔: (>99.9%) 。

2.3. 操作步骤

2.3.1 测试液的制备。

称取试样0.2000g于500m L烧杯中, 以水润湿摇散, 加入20m L盐酸 (2.2.2) , 低温溶解试样, 待溶解作用停止后加入2m L硝酸 (2.2.5) 微热溶解至反应停止, 继续蒸发至干涸, 取下, 稍冷, 以水冲洗杯壁再次蒸发冒烟至干涸。稍冷, 加入12m L盐酸 (2.2.3) 以约10~20m L热水冲洗烧杯, 煮沸溶盐, 取下, 以中速滤纸过滤于500m L烧杯中, 以檫棒檫净杯中残渣, 并以热盐酸 (2.2.4) 洗净烧杯, 洗沉淀及滤纸3~4次, 再以水洗净。滤液浓缩至约50~80m L, 作为主液保留。将残渣及滤纸置于铂坩埚中, 灰化, 在约900℃灼烧10min, 冷却后加入几滴水润湿, 加入1m L高氯酸 (2.2.6) , 5m L氢氟酸 (2.2.7) , 慢慢加热至白烟冒尽, 冷却, 加入1.0g碳酸钠 (2.2.1) , 在马弗炉中于950~1000℃进行熔融, 后取出, 洗净锅底, 置于主液中以温水浸取, 冷却后, 移入100m L容量瓶中, 以水稀至刻度, 混匀。移取试液10.0m L于50m L容量瓶中, 加入10.0m L三氯化镧溶液 (2.2.8) , 4.0m L盐酸溶液 (2.2.3) , 以水稀释至刻度, 混匀。随同试样做空白试验。2.3.2光谱测定。调波长至422.7nm, 调好燃烧器, 点燃火焰、预热10~15min后, 喷入最高浓度校准溶液, 调节火焰状态、溶液提升量和燃烧器位置, 以获得最大吸光度, 反复以最高校准溶液与水确认读数无漂移后, 以水调零。然后分别测定空白试液、待测试液和校准曲线系列溶液的吸光度。在标准曲线上查得氧化钙含量。2.3.3标准曲线的绘制。取50m L容量瓶五个, 分别加入0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00m L钙标液 (2.2.9.2) , 加入与待测液相同的背景溶液 (2.2.10) 各一定量, 加入5.0m L盐酸 (2.2.3) , 加入10.0m L三氯化镧溶液 (2.2.8) , 以水稀释至刻度, 混匀。以校准系列氧化钙的浓度为横坐标, 以吸光度为纵坐标, 绘制标准曲线。

3 实验结果与讨论

3.1 溶样酸对测钙的干扰

钒渣的分析中, 试样的处理一般都采用盐酸、硝酸分解。但有资料指出由于硝酸的强氧化性将试料中大量的铁离子氧化成三价, 大量的Fe3+对钙的测定产生负干扰, 针对该问题, 本文采取加硝酸助熔后煮沸, 冒烟至干涸, 取下, 稍冷, 以水冲洗杯壁再次蒸发冒烟至干涸, 加盐酸溶解盐类。用盐酸溶解样品, 并加硝酸助熔后煮沸, 两次冒烟至干涸, 加盐酸溶解盐类, 能有效消除大量的Fe3+对原子吸收测定钒渣中微量钙的干扰。另外, 实验还发现, 当样品难溶时, 滴加双氧水即可起到破坏碳化物的作用, 又可起到助溶的作用, 并且, 双氧水加热易挥发除去, 效果更优于滴加硝酸。

3.2 钒渣中各组分对测钙的干扰

钙是一个比较典型的多干扰元素, 有资料指出[1]:测试液中低于100μg/m L的五氧化二钒、20μg/m L的三氧化二铝、40μg/m L的二氧化钛、160μg/m L的铁基、40μg/m L的氧化锰、20μg/m L的三氧化二铬对氧化钙的测定均无影响。P4O3-、Si4O2-、Al3+、高浓度的Cu2+, Fe3+对钙的测定产生负干扰;Mg2+对钙的测定产生正干扰。采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法直接测定钒渣中微量钙, 但试料中往往大量共存的Si、Al、P对钙的测定有严重的负干扰[2]。

3.2.1 硅、磷干扰的消除:

原子吸收光谱法 (AAS) 在442.7nm波长处测定钙时受到大于0.10mg/L硅、磷共存的干扰, 使钙的测定结果偏低, 而且此负偏差降低的幅度随磷、硅浓度的增加而增大。当共存磷的量在0.1~6.0mg/L之间时, 钙测量值的负偏差幅度与磷浓度之间存在明显的相关性[2]。本文研究了用火焰原子吸收光谱法测钙时P4O3-、Si4O2-对钙的测定的干扰情况以及用有关方法消除P4O3-对钙干扰的效果。用Sr Cl2、La Cl3和EDTA单独消除硅、磷的干扰进行了实验研究。

3.2.2 三价铁干扰的消除:

由于钒渣里铁元素的含量颇高, 在试样的处理过程中易生成大量的三价铁离子, 对钙的测定产生严重的负干扰。消除的方法一是采用含钙量<0.0001%的高纯铁基, 进行机体消除;另外就是在试样的处理过程中避免产生三价铁离子, 所以采用盐酸溶解, 硝酸或者双氧水助溶, 之后加热挥发除去硝酸或双氧水。

4 结论

火焰原子吸收法测定中钒渣中微量钙具有灵敏度高、重复性好、经济有效等特点。但由于测定微量钙的干扰多, 机体效应大, 所以实际运用困难大, 本文针对这些问题进行实验研究, 基本有效的解决了这些问题。

摘要：本文进行了运用火焰原子吸收光谱法测定钒渣中氧化钙含量的各项实验条件的实际实验研究, 并通过对实验数据及结果的分析总结, 提出了实际的实验方法过程。

关键词：原子吸收光谱法,三氯化镧溶液,钙含量,钒渣

参考文献

[1]中华人民共和国冶金工业部批准, 中华人民共和国黑色冶金行业标准-钒渣化学分析方法-火焰原子吸收光谱法测定氧化钙量.[1]中华人民共和国冶金工业部批准, 中华人民共和国黑色冶金行业标准-钒渣化学分析方法-火焰原子吸收光谱法测定氧化钙量.

直接氧化吸收法 篇6

超细氧化锌微晶的制备方法有水热法、固相法、气相沉积法及溶胶-凝胶法等[9,10,11,12],其中以水热法最为常见。本实验采用直接沉淀法(该法操作简便易行,对设备要求不高)成功制备了针状球形、珊瑚状、管状和棒状的氧化锌微晶,研究了碳酸氢铵的浓度对氧化锌微晶形貌的影响,并比较了不同形貌的氧化锌微晶对紫外-可见光的吸收性能。

1 实验

1.1 试剂与仪器

氯化锌(分析纯,上海精化科技研究所),碳酸氢铵(分析纯,上海四赫维化工有限公司),十二烷基硫酸钠(化学纯,湘中地质实验研究所),无水乙醇(分析纯,中国上海试剂总厂);JJ-1型定时电动搅拌器(郑州杜甫仪器厂);高温炉(上海新苗医疗器械制造有限公司)。

1.2 氧化锌微晶的制备

在不同浓度的碳酸氢铵溶液(0.50mol/L、1.25mol/L、1.87mol/L和2.00mol/L)中分别加入适量的5×10-4mol/L十二烷基硫酸钠溶液,常温下搅拌均匀,将2.5mol/L的氯化锌溶液缓慢滴加到上述溶液中,反应制得碱式碳酸锌前驱体。过滤,用去离子水洗涤至无氯离子为止(用3% AgNO3检测),再用无水乙醇洗3次,80℃干燥3h,500℃灼烧1h,分解得到氧化锌微晶。

1.3 氧化锌微晶的表征

采用日本日立公司的S800型扫描电镜(SEM)观察氧化锌微晶的形貌;采用英国Bede公司的D1 SYSTEM X射线衍射仪(XRD,电压为40kV,电流为40mA,辐射波长为0.15405nm)测定氧化锌的晶体结构;采用日本岛津紫外-可见分光光度计(UV-VIS 2501)测定氧化锌的光谱特性。

2 结果与讨论

2.1 碳酸氢铵浓度对氧化锌形貌的影响

固定氯化锌的浓度为2.5mol/L,碳酸氢铵浓度分别为0.50mol/L、1.25mol/L、1.87mol/L、2.00mol/L,按1.2方法制备分别得到针状球形、珊瑚状、管状和棒状的氧化锌微晶。图1是氧化锌的扫描电镜图谱,其中针状球形和珊瑚状氧化锌形态较均一,而管状和棒状氧化锌分布不均。实验结果表明,随着碳酸氢铵浓度的增加,氧化锌的粒径逐渐变大,这与晶体的形成过程有关。

晶体的形成可分为两个阶段[13]:第一个阶段是形成晶核;第二个阶段是晶体(晶核)的成长。晶核的生成速度v1和晶体(晶核)的成长速度v2分别可用式(1)、(2)表示:

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v2=k2D(c-s) (2)

式中:dn/dt为单位时间生成晶核的数目,c为析出物质的浓度即过饱和浓度,s为其溶解度,(c-s)为过饱和度,k1、k2分别为式(1)、(2)的比例常数,D为溶质分子的扩散系数。

由式(1)和式(2)可知,成核速度与晶核的成长速度都与过饱和度成正比,但v2受过饱和度(c-s)影响较小。在凝聚过程中,v1、v2是相互联系的,当v1≥v2时溶液中会生成大量晶核,故晶粒较小;当v1≤v2时所得晶核较少,故晶粒较大。由于沉淀法制备超微粒样品时沉淀物的溶解度s很小,使v1>v2,故得到的样品粒度较小。

由上述理论可知,在反应物浓度较低时,由于此浓度对形成晶核已经有足够的过饱和度而生成大量晶核,且晶核的成长速度及成长过程较短,从而制得的氧化锌粒径较小,随着碳酸氢铵浓度的增加,反应更激烈,过饱和度加大、前驱体晶核生成速度及晶核成长速度有所加快,但由于成长过程变长,使颗粒多易发生团聚,从而使制得的氧化锌粒度增大。

2.2 X射线衍射分析

图2是不同形貌的氧化锌微晶的X射线粉末衍射图谱。从图2中可以看出,4种微晶氧化锌的衍射峰都比较尖锐,说明结晶性能良好,可指标化为ZnO晶体的(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)、(200)、(112)、(201)、(004)、(202)衍射晶面,为结晶性良好的六方纤锌矿结构,空间群为P63mc,没有杂相峰。

2.3 氧化锌微晶对光的吸收性能

分别称取0.15g不同形貌氧化锌微晶于100mL烧杯中,加入5mL的10g/L六偏磷酸钠作分散剂,再加入45mL蒸馏水,超声3min后进行紫外-可见光谱扫描,结果如图3所示。

由图3可看出,4种氧化锌微晶对200~800nm的光都有吸收,而且以针状球形氧化锌吸收最强。针状球形、珊瑚状和管状都有1个峰值吸收,吸收波长均在375nm左右,将峰值吸收波长处的吸光度(A1)减去起始扫描处(λ=800nm)的吸光度值(A2),得差值为ΔA,4种形貌的ΔA分别为0.2044、0.1751、0.1600、0.0592。

4种形貌的氧化锌微晶中,针状球形的粒度最小,峰值吸光度最大,其ΔA也比其它3种微晶的大。可以看出粒度越小、比表面积越大,则对紫外-可见光的吸收就越强烈。珊瑚状与管状的直径相当,但是珊瑚状氧化锌的比表面积要比管状的比表面积大,所以对紫外-可见光的吸收较强烈。棒状的氧化锌微晶虽然直径小,但是它的比表面积不大,且结成一块,对紫外-可见光的吸收也相对较弱。

3 结论

直接氧化吸收法 篇7

GB 175 - 2007《通用硅酸盐水泥》对水泥中氧化镁含量进行了规定, 如表1 所示。

目前, 水泥中氧化镁含量的测定方法主要依据GB / T 176 - 2008《水泥化学分析方法》:

( 1) EDTA滴定差减法 ( 代用法) 。此方法操作简单, 是应用广泛的传统化学分析方法, 但其所需试剂种类繁多, 溶液配制及标定过程复杂, 试验前期准备时间长, 试验结果受多种因素影响而易出现误差, 如检测人员试验基本功的强弱、试验操作环节的控制、滴定终点的确定因人而异等等。

( 2) 原子吸收光谱法 ( 基准法) 。此方法测定简便准确, 分析周期短, 测量进程快; 灵敏度高, 火焰原子吸收光谱法的灵敏度可达ppm到ppb级; 灵敏度高, 相对误差小于1% ; 适合批量测定, 是目前仪器分析应用广泛的一种方法。

本文采用原子吸收光谱法测定水泥中氧化镁含量, 并对其回收率、重复性和检出限进行了研究。研究结果表明, 该方法测定水泥氧化镁含量加标回收率为91% ~ 104% , 方法的相对标准偏差小于3% , 检出限可达0. 008ug /ml。

1 实验部分

1. 1 仪器及工作条件

TAS - 986 原子吸收分光光度计 ( 北京普析通用仪器有限公司) ; 分析天平 ( 万分之一) ; 镁空心阴极灯 ( 美国Perkin Elmer) ; 电热鼓风干燥箱; 银坩埚等。仪器最佳工作条件如表2 。

1. 2 试剂和标准物质

实验所用氢氧化钠、盐酸、氯化锶为优级纯, 水为纯净水。氧化镁为基准试剂 ( 国家标准物质研究中心) 。

1. 3样品来源

实验所用的水泥样品为阳泉冀东水泥有限公司生产的P·O42·5 普通硅酸盐水泥。

1. 4 样品处理

取约200g水泥样品用孔径为80um的方孔筛进行筛析, 将筛余物中的金属铁用磁铁吸去后再次研磨, 直至所有样品通过80um的方孔筛, 将样品混合均匀后用四分法取约100g装入样品密封袋中待用。

用万分之一天平称取上述样品约0. 1000g并置于银坩埚中, 加入约3. 5g氢氧化钠后盖上五分之四左右的坩埚盖, 待高温炉的温度升到750℃时, 将此坩埚放入其中熔融约10min, 取出冷却至室温。准备一盛有约100ml沸水的250ml烧杯, 将冷却后的坩埚放入其中并在烧杯上盖一表面皿, 将此烧杯放入通风橱内的低温电热板上, 加热至熔块浸出, 用干净镊子取出坩埚, 将坩埚及坩埚盖用纯净水冲洗干净后再用热盐酸 ( 1 +9) 进行冲洗, 然后用玻璃棒轻轻搅拌烧杯中的溶液并一次性加入35ml盐酸 ( 1 +1) 。将上述溶液加热煮沸后冷却至室温, 随后转移到250ml容量瓶中, 用纯净水稀释至标线, 摇匀静置待用。

1. 5标准曲线的绘制

将氧化镁基准试剂放入950℃ 的高温炉中灼烧约1h, 取出放入干燥器中冷却至室温。

用万分之一天平称取1. 0000g ( 精确至0. 0001g) 上述氧化镁, 置于250ml烧杯后加入50ml纯净水浸润, 再加入20ml盐酸 ( 1 + 1) 。将烧杯移入通风橱的电热板上进行低温加热, 直至溶液澄清, 此时氧化镁已完全溶解。取下烧杯待溶液冷却至室温后将其转移到1000ml容量瓶中, 加纯净水稀释至刻度标线, 摇匀。此标准溶液氧化镁的浓度为1. 0mg/ml。

将上述1. 0mg /ml的标准溶液稀释20 倍: 准确吸取50. 00ml、1. 0mg /ml氧化镁标准溶液加入到1000ml容量瓶中, 加纯净水稀释至标线, 摇匀, 此时得到氧化镁标准溶液的浓度为0. 05mg /ml, 将其作为氧化镁标准溶液的母液。

吸取上述氧化镁标准溶液母液0. 00ml、1. 00ml、2. 00ml、3. 00ml、4. 00ml、5. 00ml、6. 00ml, 分别加入到250ml容量瓶中, 依次加入15ml盐酸、5ml氯化锶 ( 锶50mg /ml) 溶液, 加纯净水稀释至标线, 摇匀, 此时得到氧化镁浓度为0. 000ug /ml、0. 200ug / ml、0. 400ug / ml、0. 600ug / ml、0. 800ug / ml、1. 000ug / ml、1. 200ug / ml系列标准溶液。按照表2中仪器工作条件测定Mg O系列标准溶液的吸光度, 根据数据计算对应的回归方程以及相关系数, 在工作曲线范围内, 线性关系良好, 结果如图1、表3。

2结果与讨论

2. 1干扰与消除

在测定Mg元素时, 水泥样品中存在硅、铝、钛等能与镁形成稳定的耐热化合物, 导致溶液中镁的原子化率降低, 原子吸收率下降, 测定结果偏低。因此需在标准溶液及样品溶液中加入“释放剂”氯化锶溶液, 由于锶和铝形成更稳定的化合物, 且加入的锶的量大, 极易取代镁铝化合物中的镁, 使得镁的原子化率得以恢复。同时, 由于Mg在原子吸收测定过程中非常灵敏, 水、试剂、容器等的污染均会对实验结果造成很大的影响, 应在实验过程中严格注意。

2. 2样品测定

从处理好的样品溶液中吸取5ml置于100ml容量瓶中, 依次加入6ml盐酸 ( 1 + 1) , 2ml氯化锶溶液 ( 锶50mg /ml) , 用纯净水稀释至标线, 摇匀。将平行处理2 次的水泥样品按照表2 的仪器工作条件, 用原子吸收光谱法测定样品溶液的吸光度, 根据工作曲线回归方程计算出对应的氧化镁的浓度, 最终计算出氧化镁的质量分数, 结果见表4。

2. 3准确度实验

为考察该方法的准确性, 以水泥样品1 为例作加标回收率试验及稀释10 倍后做精密度试验, 结果见表5、表6。

由表5、表6 可见被测氧化镁的回收率在91% ~ 104% 之间, RSD小于3% , 说明用该法测定水泥中的Mg O含量准确度高、重现性好。

2. 4检出限测定

用与上述实验步骤相同的试剂、方法测定空白溶液20 次, 对测得的试验数据进行处理, 计算此分析方法中氧化镁的检出限为0. 008ug /ml。

3结语

本文采用原子吸收光谱法测定水泥中氧化镁的含量, 精确度高, 检出限低, 回收率理想, 是一种操作简便快捷、结果准确的分析测试方法。

摘要：采用原子吸收光谱法对水泥中的氧化镁含量进行了测定研究, 用氢氧化钠熔融-盐酸分解试样, 氯化锶消除其他元素的干扰, 并对方法的准确性进行了考察, 回收率在91%104%之间, 方法的相对标准偏差小于3%, 检出限可达0.008ug/ml。结果表明, 原子吸收光谱法测定氧化镁含量具有快速准确、高精密度、高灵敏度等优点, 对确保工程质量有重要意义。

关键词：原子吸收光谱法,水泥,氧化镁含量

参考文献

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[4]罗邦茜.原子吸收光谱分析测定水泥中的氧化镁含量[J].建材标准化与质量管理, 2004, 2 (2) :35-36.

[5]杨达和.原子吸收光谱法测定水泥中氧化镁含量结果不确定度的评定[J].福建分析测试, 2010, 4 (4) :62-64.

[6]刘景华.水泥中Mg O测定方法的探讨[J].黑龙江科技信息, 2007 (12) :22.