电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定磷酸中的金属元素

高建平 赵迎春 李宗泽

(1 珀金埃尔默 昆明办事处，昆明 650021；2 云南省食品药品监督检验研究院，昆明 650106；3 云南省产品质量监督检验研究院，昆明 650223)

前言

磷酸主要用于磷酸盐、肥料、钢铁防锈剂，有机合成催化剂，在染料及中间体生产中用作干燥剂，乳胶凝固剂等。食品级磷酸可当作酸性饮料的酸味剂。目前在食品中的添加比较多，故需要监测磷酸中的常量人体需要元素和有毒的重金属元素。目前测定磷酸样品中金属元素含量的主要方法有原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)[1]，电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)[2-4]具有多元素同时测定、检出限低、灵敏度高、操作简单、分析速度快、基体干扰少等优点，非常适于金属元素的同时测定。建立了用ICP-AES标准加入法准确测定磷酸样品中砷、镉、钴、铬、铜、铁、锰、镍、铅和锌等10种金属元素的方法[5]。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Avio200型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国珀金埃尔默仪器有限公司)；ME104分析天平(梅特勒-托利多中国有限公司)；Exceed-Cb-30实验室超纯水机(艾柯电器(苏州)有限公司)。

50 mL的PP材质塑料容量瓶。

氩气纯度为99.996%。

多元素混合标准储备溶液(10 mg/L，珀金埃尔默公司)；超纯水。

1.2 仪器工作条件

电感耦合等离子体原子发射光谱仪的工作条件：高频功率1 400 W，等离子体气流量14 L/min，载气流量0.70 L/min，辅助气流量0.20 L/min，观测方式为径向，样品进样量1.0 mL/min，积分时间自动，采用标准加入法校准测定样品。

1.3 波长的选择

根据基体磷酸对各个元素的干扰情况，各种元素波长的灵敏度和检出限，结果的稳定性和回收率做了波长的优化，结果见表1。

表1 测定元素的波长Table 1 The wavelength of elements

1.4 工作曲线

标准工作溶液由多元素混和标准储备溶液(10 mg/L)直接稀释所得，根据样品中金属元素含量，制备不同质量浓度的标准工作溶液。采用标准加入法的方式配制标准工作溶液，质量浓度分别为0.0、0.05、0.1、0.5、1.0 μg/g。每个标准溶液中需加入5.0 g的磷酸基体，称取标准溶液后，用超纯水定容到50.0 g,其中1个5.0 g样品中不加入标准溶液，用来作为标准系列中的样品。采用标准加入法拟合标准曲线。

1.5 样品预处理

称取5.0 g磷酸样品到50 mL容量瓶中，用超纯水定容到50.0 g。摇匀，上机测定。

2 结果与讨论

2.1 磷酸基体对等离子体的影响

磷酸样品直接稀释10倍后，基体对等离子体的影响非常小，等离子体还是很稳定的。从样品的平行性就验证了这一点。当然我们也可以适当的提高电感耦合等离子体的射频功率和等离子体气的流量来增加等离子体的稳定性。进样系统可以采用旋流雾室进样系统，对于磷酸的清洗更快速。

2.2 方法检出限

按实验方法对空白溶液进行11次测定，计算方法的标准偏差，3倍的标准偏差用来表示方法的检出限，结果见表2。实验表明，可以满足磷酸中杂质元素在检出限以上的金属元素测定。

表2 方法检出限Table 2 method detection limit /(μg·g-1)

2.3 精密度实验

对样品(0.5 μg/g)重复测定6次，测量结果的相对标准偏差整体小于2.0%，表明方法的精密度较好，相关数据结果见表3。

2.4 加标回收实验

在试样中加入2种浓度标准溶液，按实验方法进行处理后，在优化的仪器条件下进行测定，结果见表4。加标回收率在95%～105%，表明结果准确度较好。

3 结论

磷酸样品直接用水稀释10倍后，采用标准加入法，ICP-AES法直接测定磷酸中的10种金属元素。等离子体稳定性好，分析速度非常快，结果准确度高，方法检出限低，适用于磷酸中杂质金属元素的快速测定。

表3 精密度实验Table 3 Precision experiment(n=6)

表4测定样品的结果与回收率Table 4 results and the recovery rate