原子荧光仪测定砷实验条件的优化

(1.汉中谱惠测试有限公司， 汉中 723101 ；2.陕西省地矿局汉中地质大队， 汉中 723007；3.陕西理工大学化学与环境科学学院，汉中 723001 )

1 问题提出

原子荧光仪在测定样品含量时，实验条件的优化是否恰当，对于实验结果有着极大的影响。文章以原子荧光仪测定砷时的条件：载流浓度、硼氢化钾浓度、样品酸度、硫脲浓度、负高压、灯电流为变量，设计正交实验，对于原子荧光仪测定砷的实验条件进行探讨[1]。

2 实验过程

2.1 实验仪器

AFS-930原子荧光光谱仪、AS-90自动进样器(北京吉天仪器有限公司)；砷高强度空心阴极灯(北京有色金属研究总院)；FA004N型电子天平(上海精密仪器有限公司)；优普超纯水制造系统(上海优普实业有限公司)；其他玻璃器皿(使用前在10%王水中浸泡过夜后分别用自来水、高纯水润洗)。

2.2 实验试剂

盐酸(优级纯，洛阳昊华试剂有限公司)；硫脲(分析纯，天津永晟精细化工有限公司)；氢氧化钠(分析纯，天津市标准科技有限公司)；硼氢化钾(分析纯，成都市科龙化工试剂厂)；1000μg/mL砷标准储备液(国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院)。

2.3 实验步骤

2.3.1 标准溶液配制

用2mL移液管准确吸取1.00mL浓度为1000μg/mL砷标准储备液于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，用高纯水定容至刻度，摇匀，待用，此溶液中砷的浓度为10μg/mL。

用2mL移液管准确吸取1.00mL浓度为10μg/mL砷标准储备液于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，用高纯水定容至刻度，摇匀，待用，此溶液中砷的浓度为100μg/L。

2.3.2 溶液配制

盐酸溶液配制：分别准确吸取25mL、50mL、75mL盐酸于1000mL容量瓶中，用高纯水定容至刻度，此溶液中盐酸浓度分别为2.5%、5.0%、7.5%。

硼氢化钾溶液配制：分别称取2.0g氢氧化钠于1000mL烧杯中，待其溶解后，分别准确称取5.00g、10.00g、20.00g硼氢化钾溶于其中，此溶液中硼氢化钾浓度分别为0.50%、1.00%、2.00%。

2.3.3 正交试验

分别以载流浓度、硼氢化钾浓度、样品酸度、硫脲浓度、负高压、灯电流为变量，设计正交实验方案，实验过程见表1。

表1 正交试验方案

通过Minitab 17软件，对于正交试验过程进行设计，实验结果见表2。

表2 正交实验过程

续表2

2.4 仪器工作条件

仪器工作条件见表3[2]。

表3 仪器工作条件

3 实验结果

按照表2.2中正交试验方案进行实验，对于结果进行介绍如下。

3.1 线性关系及线性方程结果

所设计的27组实验的线性关系和线性方程结果见表4所示[3]。

表4 线性关系及线性方程

续表4

从表4中实验结果可以看出，第10、21组实验的线性关系式小于0.999，其他实验组的线性关系式良好，且大于0.999。

3.2 检出限

分别将各组实验的空白溶液连续测定6次，计算6次测定结果的相对标注偏差，其3倍的标注偏差即为该实验条件下的检出限，实验结果见表5[4]。

表5 检出限

续表5

从表5中结果可以看出，27组实验的检出限分别为0.012μg/L～0.214μg/L之间。其中第14组实验的检出限最低为0.012μg/L，第1组实验的检出限最高为0.214μg/L。

3.3 精密度及准确度

分别将浓度为4.00μg/L的砷溶液在各组实验条件下，连续测定6次，计算对应实验条件下的相对标准偏差和绝对误差值，来对于实验的精密度和准确度进行计算，实验结果见表6。

表6 精密度及准确度结果

续表6

从表6中实验结果可以看出，27组实验的精密度结果为0.37%～11.39%之间，准确度结果在-2.14%～-73.35%之间。其中27组实验的精密度最好，为0.37%，第12组实验的准确度最好，为-2.14%。

4 实验结果讨论

通过使用Minitab 17软件，对于荧光强度、检出限、精密度、准确度4个实验结果的影响因素进行判定，实验结果介绍于下[5，6]。

4.1 荧光强度

各因素对于荧光强度的影响结果如表7所示。

表7 各因素对于荧光强度的影响

从表4.1中可以看出，对于荧光强度的影响分别为B硼氢化钾浓度>F灯电流>E负高压> D硫脲浓度>C样品酸度> A载流浓度。

4.2 检出限

各因素对于检出限的影响结果如表8所示。

表8 各因素对于检出限的影响

从表8中可以看出，对于检出限的影响分别为B硼氢化钾浓度>F灯电流> C样品酸度> E负高压> D硫脲浓度> A载流浓度。

4.3 精密度

各因素对于精密度的影响结果见表9。

表9 各因素对于精密度的影响

从表9中可以看出，对于精密度的影响分别为B硼氢化钾浓度> D硫脲浓度> E负高压> A载流浓度> C样品酸度>F灯电流。

4.4 准确度

各因素对于准确度的影响结果见表10。

表10 各因素对于准确度的影响

从表10中可以看出，对于准确度的影响分别为C样品酸度> B硼氢化钾浓度> D硫脲浓度> F灯电流> E负高压。

5 结论

从上述实验结果可以看出，分别通过载流浓度、硼氢化钾浓度、样品酸度、硫脲浓度、负高压、灯电流为变量对于实验结果进行讨论，结合所测定样品的实际情况及实验要求对于实验条件进行优化，即可得出优秀的实验结果。

[1]阮丽峰.均匀设计优化试验条件-原子荧光法测定污泥中总砷[J].黑龙江环境通报, 2014 , 38 (4) :42-47.

[2]许美玲，黄玲，徐树兰.氢化物原子荧光法测定水中痕量砷的最佳实验条件研究[J].广东化工, 2010 , 37 (5) :212-214.

[3]付国庆.简析应用原子荧光法测定水中总砷的检测条件[J].建筑工程技术与设计, 2016 ，(34)：1309.

[4]戴晖，李玉琼，杨力，等.氢化物原子荧光法同时测定地表水中砷和汞[J].环保科技, 2010 , 16 (4) :42-44.

[5]阳鸿斌.优化的原子荧光法测定砷汞含量[J].云南民族大学学报:自然科学版, 2011 , 20 (3) :232-234.

[6]冯丽,李诚,张喜友,等.正交设计优化原子荧光法测定化妆品中砷、汞的实验条件[J].日用化学品科学, 2014 , 37 (7) :27-32.