氢化物发生—原子荧光光谱法测定金属锰中的砷和锑

邓丽丽，杨凤明

(中信大锰矿业有限责任公司 大新锰矿分公司，广西 大新 532315)

0 前 言

电解金属锰由于它的纯度高，杂质少和低碳量，主要用于钢铁工业。锰在钢中的作用主要表现在提高钢的强度、硬度、弹性极限、耐磨主要用作特殊钢和有色合金元素；而砷锑是钢铁材料中的有害因素，它们对钢的强度、抗弯能力、延伸率及冲击韧性均匀有不利的影响，因此要控制它们的含量，如何准确、简单、快捷的测定它们含量以成为人们非常关注的问题。

原子荧光光谱法(AFS)是利用基态原子吸收特定频率的辐射而被激发、去激发后，发射出特征波长的荧光，根据荧光的强度测定样品中元素的含量。而氢化物发生—原子荧光光谱法(HG-AFS)在原子荧光光谱法中应用最最广泛[1]。HG-AFS由于具有所用仪器简单、分析速度快、灵敏度高、选择性好、检出限低及分析成本低等有优点，以被广泛应用于各类样品微量元素的测定[2-4]。本文通过一系列的研究和实验后，建立了HG-AFS测定金属锰中砷、锑的含量的方法。

1 实验部分

1.1 实验原理

砷(V)、锑(V)在盐酸介质中，被硫脲和抗环血酸还原为砷(Ⅲ)、锑(Ⅲ)，砷(Ⅲ)、锑(Ⅲ)被硼氢化钾还原为砷化氢、锑化氢。以氩气作载气将砷化氢、锑化氢导入石英炉原子化器中进行原子化，在特征光源激发下，产生原子荧光。在一定条件下，荧光强度与被测元素的浓度成正比，由此测定砷、锑的含量。

1.2 化学试剂

浓盐酸；砷标准溶液1 000 μg/mL；锑标准溶液500 μg/mL；5%硫脲+5%抗坏血酸混合液；0.2%氢氧化钾+2%硼氢化钾混合液；(5+1)盐酸+硝酸混合液；5%盐酸；砷、锑标准溶液1 μg/mL：分别移取1 000 μg/mL砷标准溶液0.1 mL、500 μg/mL锑标准溶液0.2 mL，置于100 mL容量瓶中，再加10 mL GR盐酸，用水稀释至刻度，混匀。

抗坏血酸、硼氢化钾、氢氧化钾为分析纯，盐酸、硝酸、硫脲为优级纯，实验用水为MILLIPORE MilliQ Advantage实验室超纯水机制的水。

1.3 实验仪器

移液枪(梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司)；MILLIPORE MilliQ Advantage型纯水机美国密理博(Millipore)公司；电子天平(梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司)；原子荧光光度计(北京科创海光仪器公司，AFS-3000)。

1.4 仪器工作条件

灯电流：砷灯60 mA；锑灯80 mA；光电倍增管负高压300 V； 原子化器高度8 mm；载气流量300 mL/min；屏蔽气流量800 mL/min；测量方法：标准曲线法；度数方式：峰面积；读数时间11 s；延迟时间1 s；空白判别值5；标准单位μg/L。

1.5 实验步骤

称取试样1 g，精确至0.000 1 g。将试样置于250 mL烧杯中，加(5+1)盐酸+硝酸混合液20 mL，低温电热板加热至试料完全溶解，并蒸发至小体积，取下冷却，加水少许，微热溶解盐类，冷却后过滤到100 mL容量瓶中，加5%硫脲+5%抗坏血酸混合液20 mL，加盐酸10 mL，用水稀释至刻度，混匀。采用原子荧光光度计，测量砷锑的荧光强度(以空白溶液作参比)。在工作曲线上查出被测元素的量。随同试料做空白试验。

1.6 砷锑工作曲线的绘制

分别移取1ug/ml砷锑标准溶液0.0，0.1，0.5，1.0，1.5，2.0 mL，置于一组100 mL容量瓶中，加5%硫脲+5%抗坏血酸混合液20 mL，加盐酸10 mL，用水稀释至刻度，摇匀，测量。测定得砷锑的标准样系列，绘制标准曲线(见图1～2)，得到的线性相关系数为0.999 7、0.999 8，表明在0～25 μg/L浓度范围内线性良好。

图1 砷标准曲线

图2 锑标准曲线

2 结果计算

式中：m1为从曲线上查得的砷的量，μg;m为试样的质量，g。

式中：m1为从曲线上查得的砷的量，μg;m为试样的质量，g。

2.1 试样检测结果与回收率

准确度是分析结果与真值符合的程度，是分析方法的系统误差和随机误差的综合指标，决定着方法的可靠性。回收率是评价方法准确度的方法之一，证明一个方法的可靠性，其方法可靠范围回收率为：90%～110%或95%～105%；因此我们做了回收率试验，其结果(见表1～2)。

表1 测定样品及加标回收率

表2 测定样品及加标回收率

从表1～2可以看出，其回收率在103%～109%之间，证明以上方法具有良好的可靠性。

2.2 分析标准物质实验

分别取5个100ml容量瓶，分别加入0.1，0.5，1.0，1.5，2.0 mL 1 μg/mL砷锑标准溶液，加5%硫脲+5%抗坏血酸混合液20 mL，加盐酸10mL，定容，摇匀，在其他条件均相同情况下检测，结果如表3～4。

表3 砷标准浓度与分析浓度对比分析

对5个标样进行分析对比，从表3～4可以看出，测得的标样浓度跟实际浓度相接近，相对误差在-5%～0%之间，证明了此方法可靠准确。

表4 锑标准浓度与分析浓度对比分析

3 结 语

本工作建立了氢化物发生—原子荧光光谱法检测金属锰中的砷、锑的含量的方法，本方法操作简单、分析速度快，灵敏度高，结果准确可靠，可用于金属锰中砷、锑的含量的检测。