次灵敏线分析氟铝酸钾中的钾含量

毋彩娥 ， 贾蕾蕾

(多氟多化工股份有限公司，焦作 河南 454191)

0 前言

氟铝酸钾又名氟化铝钾、钾冰晶石，由无水氟化氢和氢氧化铝反应生成氟铝酸，并在高温下和氢氧化钾反应得到。有白色氟铝酸钾、灰黑色氟铝酸钾两种，主要用于生产铝镁浇铸含硼合金原料，铝和铝合金的铆焊剂，玻璃和陶瓷工业溶剂和摩擦剂的活性填料等，还可以用于杀虫剂。氟铝酸钾中钾含量分布在27%～33%，通过实验，采用钾次灵敏线法测定氟铝酸钾中钾的含量，分析误差小、分析结果重复性高，可以满足生产需要[1]。

1 试剂和仪器

试剂：高氯酸，GR(ρ=1.76 g/L)；盐酸，1+1；钾标准溶液(相当于10.00 g/L钾)。 仪器：铂皿，高30 mm，直径75 mm；原子吸收分光光度计，北京普析TAS-990；钾空心阴极灯。

2 实验部分

2.1 确定钾标准曲线范围及标准溶液浓度

根据样品称样量和稀释倍数计算，称取0.5 g样品，溶解稀释250倍，测试溶液钾质量浓度在0.6g/L左右，落在仪器合适的钾测试质量浓度0.1～5.0 g/L范围内，选择0.6 g/L质量浓度左右配制两个不同浓度的标准曲线检测，曲线实验数据如图1所示[2]。

图1 不同浓度钾标准曲线

由图1可知，这两组曲线线性都能满足检测要求，但是当钾标准溶液质量浓度点在1.0 g/L时，会因为浓度过高，出现原子化不完全，吸光度偏低，影响曲线相关性，所以选择质量浓度分别为0、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 g/L的钾标准溶液建立钾标准曲线，完全能满足检测需要。

2.2 确定样品称样质量以及样品前处理方法

选定钾工作曲线的标准溶液浓度点后，计算0.5 g的氟铝酸钾样品中钾含量为0.15 g，测试液中钾标准溶液质量浓度为0.6 g/L，标准溶液质量浓度为0.6 g/L左右的测试液落在钾标准曲线的中间点附近，满足曲线法的测试要求，经计算，氟铝酸钾样品前处理：称0.5 g氟铝酸钾样品，用高氯酸高温分解为可溶性钾盐，用稀盐酸溶液加入溶解，转移入250 mL容量瓶，定容摇匀待测。

2.3 测试条件优化

2.3.1不同酸量的影响

分别配制标准溶液质量浓度为0.5 g/L和0.6 g/L钾标准溶液4份，分别加入盐酸(1+1)0、1.0、2.0、4.0 mL，在其他条件不变的情况下，分别检测其吸光度，数据如图2所示。

图2 盐酸加入量对吸光度的影响

由图2可以看出，随着加入盐酸量的增大，吸光度越来越高，且趋势逐渐明显，说明测试溶液中酸量对钾检测的灵敏度影响比较大，此因素直接影响检测结果的准确性，所以必须保持钾标准溶液和测试液在相同的酸量条件下检测，以排除酸量对分析结果的影响，同时试样在溶解的过程中也需要加入一定量的酸，综合以上考虑选择加入盐酸量为1%[3]。

2.3.2标准溶液吸光值范围的影响

根据标准溶液最高点吸光值不同，研究其对曲线相关性的影响，从而筛选出最佳实验条件。数据如图3所示。

图3 标准曲线数据

由图3可以看出，将标准溶液最高点吸光度控制在0.4～0.5时，标准曲线相关性较好，可以更好地满足检测需求，因此将标准溶液最高点吸光度调整到0.4～0.5。

2.3.3仪器寻峰后稳定时间的影响

采用样品加标回收的方法来进行实验：称取0.530 0 g氟铝酸钾样品，和样品处理方法相同，洗入100 mL容量瓶中，过滤，分取25～100 mL容量瓶中，加入0.75 mL盐酸(1+1)，定容摇匀，另取25～100 mL容量瓶中加入0.75 mL盐酸(1+1)和3.00 mL氯化钾(10 g/L)标准溶液，定容，摇匀，分别于仪器寻峰后不同的稳定时间内分析其含量，并计算加标回收率，数据如表1所示。

表1 仪器稳定性对分析结果的影响

由表1可以看出，刚寻过峰立即开始分析，此时仪器不够稳定，样品回收率较差，在寻峰后30～120 min，加标回收率在90%～100%，满足检测需要，因此需要在寻峰后仪器稳定30 min后进行测样分析。

2.4 建立氟铝酸钾中钾含量检测方法

2.4.1标准曲线的制备

分别移取0、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00 mL钾标准溶液(10.00 g/L)，于一系列100 mL容量瓶中，分别加入2.00 mL盐酸(1+1)，稀释至刻度摇匀，配成0、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80 g/L钾标准曲线。

2.4.2样品前处理

称取0.500 0 g要求的试样，置于铂皿中，加4 mL高氯酸，在电热板上小心加热至氢氟酸挥发完，在此过程中应经常摇动，使反应完全，继续升温，直至高氯酸蒸发完。再加4 mL高氯酸，蒸发至干，冷却后加入5 mL盐酸溶液(1+1)及20 mL水，在电炉上加热至完全溶解。冷却后将溶液定量移入250 mL单刻度容量瓶中，稀释至刻度并混匀，过滤，弃去最初的20 mL滤液，其余滤液作为待测试样溶液，同时做空白试验[4]。

2.4.3开机

按原子吸收分光光度计作业指导书操作步骤，打开仪器，钾波长设置404.4 nm寻峰，设置好各仪器参数，待仪器稳定一段时间(约30 min)后点火，进一级水冲洗仪器稳定一段时间(5～10 min)。

2.4.4绘制标准曲线

待仪器冲洗干净稳定后，设置曲线信息，以水调零，开始从低到高依次测试钾标准溶液，每次待吸光度稳定后点击“开始”，记录各标准溶液对应的吸光度。以钾质量浓度为横坐标(g/L)，对应的吸光度值为纵坐标，绘制钾标准曲线。

2.4.5测试

测试标准溶液后，进一级水冲洗几分钟，用水调零后，开始检测空白和待测试样溶液。

2.5 计算

以钾(K)表示的质量分数(%)为

式中：c1，查标准曲线后样品对应的钾含量，g/L；c0，查标准曲线后空白对应的钾含量，g/L；m，试样质量，g。

3 确认效果

3.1 精密度试验

对4个不同样品进行了6次重复测试，计算相对标准偏差。

测试结果见表2。

表2 精密度试验

由表2可见，4个样品6次测试结果的RSD均小于1%，能满足检测需要。

3.2 人员对比实验

分别对4个样品由3位分析员分别进行测量，结果如表3所示。

表3 人员对比

由表3可见，3人对比最大误差均小于0.6%，满足检测需要。

3.3 加标回收率实验

对4个样品进行加标实验，测试结果见表4。

表4 钾回收率试验

由表4可见，回收率在96.63%～99.73%，符合检测要求。

4 实验结论

采用原子吸收次灵敏线测定氟铝酸钾中高含量的钾，在钾质量浓度为0～0.8 g/L，钾含量与吸光度呈线性关系，相关性较好。此方法测定的加标回收率为96.63%～99.73%。采用本法避免了样品的多级稀释，提高了工作效率和分析准确性，具有很高的推广价值。