提高火焰原子吸收法测定土壤中的六价铬的灵敏度

四川省冶金地质勘查院 四川 成都 611730

1 实验部分

1.1 仪器和设备

安捷伦240FS AA 原厂空心阴极铬灯 电子天平 磁力搅拌加热器离心机 真空抽滤器 PH计

1.2 试剂

1.2.1 硝酸(p=1.42g/ml),优级纯

1.2.2 碳酸钠-氢氧化钠-蒸馏水(称取20g碳酸钠和30g氢氧化钠溶解后定容至1000ml)

1.2.3 氢氧化钠

1.2.4 氯化镁

1.2.5 磷酸氢二钾 — 磷酸二氢钾缓冲溶液(PH=7)

1.2.6 重铬酸钾储备液(p=100ug/ml)

1.3 样品处理及标准溶液制备

1.3.1 样品处理 准确称取5.0000g样品放入250ml烧杯中,加入50.0ml碳酸钠-氢氧化钠混合溶液(1.2.2),加入400mg氯化镁和1.0ml磷酸氢二钾 — 磷酸二氢钾缓冲溶液(1.2.5).放入磁力转子,使用塑料膜封口,放在磁力搅拌加热器上在常温下搅拌样品五分钟,再加热到90-95摄氏度,消解60分钟。冷却后将溶液转入离心瓶中在4000转的转速下离心3分钟,将离心后的清液用0.45um的滤膜抽滤,滤液用浓硝酸(1.2.1)调节溶液的PH值在7-8之间,将调好酸度的溶液定容至100ml后,待测试时使用。

1.3.2 标准曲线制备 用移液管准确分取0.00ml、0.10ml、0.20ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml重铬酸钾储备液(1.2.6)于250ml烧杯中,同方法1.3.1的样品处理方法步骤处理,得到溶液按浓度由低到高的顺序依次测定标准溶液的吸光度值。以吸光度值为纵坐标,浓度值为横坐标绘制相关标准曲线。

2 讨论与结果

2.1 提升量与雾化效率 由于溶液中含有高浓度的碱性盐分,溶液粘稠度较高,导致溶液在毛细管里面流动性差,引起进样速度变慢,进样量少,雾化效率低等。更换较粗的毛细软管后,吸入一个待测溶液,通过调节雾化器里面的石英撞击球的位置,同时观察仪器上的吸光度变化,以吸光度值最大,而且兼顾吸光度值波动范围小为目标,固定下雾化器里面的撞击球位置。使用0.5ug/ml的标准铬溶液在不同的毛细管内径下测得的吸光度值如表1,通过数据表明,随着毛细管的内径增加,吸光度值明显增加,但内径达到0.3mm后吸光度增加不是很明显,因为提升量增大到一定程度后,雾化效率也达到饱和状态,使雾化水滴的直径变大了,反而影响雾化效率变低,也影响吸光度值的稳定性.数据表明毛细管在内径为0.3mm的雾化效果最好,而且吸光度值稳定。

表1 毛细管内径与吸光度值的关系

2.2 燃烧器高度 燃烧器高度是决定空心阴极灯发射的光通过火焰时位置,在火焰纵向高度上,不同位置火焰产生温度是不一致的,原子化浓度也是不相同的,调节燃烧器高度的目的是让光束通过最大原子化浓度的火焰区域,提高仪器的灵敏度和稳定性。使用0.5ug/ml的标准铬溶液通过测试观察燃烧器的高度与吸光度的关系如表2.通过以下数据表明,燃烧器高度在10mm时吸光度值大小和稳定性最佳。

表2 燃烧器高度与吸光度的关系

2.3 灯电流与稳定性 灯电流的大小直接影响灯的稳定性和锐线光的输出强度,灯电流小时,能辐射的锐线光谱线变窄,测量时灵敏度变高,但灯电流太小时透过的光太弱,此时需要提高光电倍增管的灵敏度的增益,负高压较高,增加了噪声,降低了信噪比而稳定变差。电流过大,会使辐射的光谱产生热变宽和碰撞变宽,产生灯内部自吸收增大,辐射的锐线光强度下降,背景增大导致灵敏度下降。故在兼顾灵敏度的同时也要兼顾稳定性。通过灯电流在3m A、4m A、5m A、6m A、7m A的吸光度值和背景值比较,选择在5m A时的灯电流为佳电流。

2.4 燃助比 燃助比不同会直接影响火焰温度和氧化还原性质,原子化效率也随着受到影响进而影响分析的灵敏度和准确度。由于溶液中含有干扰元素铁、钴、铜、钙等,会降低铬的灵敏度,故采用贫燃火焰,调节不同燃助比加以屏蔽来消除干扰。通过不同燃气和助燃气体的比例对0.5ug/ml的标准铬溶液测定得到数值如表3。以下数据表明:在燃助比为2.9/12(L/min)时为最佳。

表3 燃助比与吸光度值得关系

2.5 条件实验验证 采用灯电流为5m A,燃烧器高度10mm,燃助比2.9/12,狭缝宽度0.2nm的仪器条件下对标准系列1.3.2进行测定。得到如表4的数据。对空白试样的七次测试得到的结果如表5。

表4 浓度与吸光度

表5 空白检测浓度与次数

通过以上数据结果表明:在该仪器条件下测得的检出限为:0.0176ug/ml方法检出下限0.07ug/ml,远高于国家方法检出限标准。