火焰原子吸收法測(cè)定磷礦石、磷酸中鉻

熊曉紅

（云南三環(huán)化工有限公司，昆明 650113）

火焰原子吸收法測(cè)定磷礦石、磷酸中鉻

熊曉紅

（云南三環(huán)化工有限公司，昆明 650113）

研究了火焰原子吸收光譜法測(cè)定磷礦石、磷酸中鉻的方法，磷礦石試樣經(jīng)消解液溶解，磷礦石試液、磷酸試液分別以鹽酸和硝酸為介質(zhì)，加入一定量KCl溶液，于波長(zhǎng)357.9nm處測(cè)量試樣吸光值，由標(biāo)準(zhǔn)加入曲線得出鉻含量。本方法磷礦石與磷酸樣品的加標(biāo)回收率分別為96.2～104.6%和97.4～105.9%，磷礦石與磷酸樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.97%～3.16%和3.86%～5.28%，精密度和準(zhǔn)確度較高。

火焰原子吸收法；磷礦石；磷酸；鉻

鉻是化肥中的有害元素，它們通過土壤進(jìn)入植物體內(nèi)，在環(huán)境中累積并難以降解，進(jìn)而危害人和牲畜。因此對(duì)磷礦石、磷酸等化肥生產(chǎn)原料中有害元素的檢測(cè)控制［2］尤為重要。鉻元素的測(cè)定通常采用比色法［3］，本文樣品經(jīng)消解液溶解［1］，采用原子吸收標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定鉻［4］。加入KCl有利于被測(cè)物轉(zhuǎn)化為氯化物，易蒸發(fā)為原子態(tài)，從而起到抑制電離，有效消除基體對(duì)被測(cè)元素的干擾，具有提高靈敏度的作用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

原子吸收光譜儀，novAA400型；鉻空心陰極燈；燈電流5.0 mA，波長(zhǎng)357.9 nm；火焰：空氣－乙炔火焰；燃燒頭高度：8 mm；狹縫：0.2 nm。

1.2 試劑和溶液

消解液：4份硝酸溶液（1＋1）＋1份鹽酸（優(yōu)級(jí)純），以體積比配制；硝酸溶液：（1＋1）；鹽酸溶液：（1＋4）；氯化鉀（優(yōu)級(jí)純）溶液：100 g／L；鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 mg／mL，稱取2.83 g重鉻酸鉀（優(yōu)級(jí)純），溶于水，移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度；鉻標(biāo)準(zhǔn)中間溶液：吸取2.50 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液置于250 mL容量瓶中，加20 mL鹽酸溶液（1＋4），用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1 mL含10 μg鉻。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

試樣處理①：稱取磷礦石4 g（精確至0.001 g）于150 mL燒杯中，用少量水潤(rùn)濕，加入20 mL消解液，在電熱板上低溫加熱30 min，并蒸發(fā)至近干（趕盡二氧化氮煙霧），取下冷卻，加入HCl（1＋4）6 mL，繼續(xù)在電熱板上加熱溶解可溶性鹽類，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。干過濾，清液待測(cè)。同時(shí)作空白試驗(yàn)。

試樣處理②：稱取磷酸5～10 g（精確至0.001 g）于小燒杯中，加入HNO3（1＋1）6 mL，在電熱板上低溫加熱微沸5 min，取下冷卻，移入100mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。干過濾，清液待測(cè)。同時(shí)作空白試驗(yàn)。

1.4 工作曲線的繪制

①量取10 mL磷礦石試樣處理液分別于6個(gè)100 mL容量瓶中，依次分別加入0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，各加入6 mL鹽酸溶液（1＋4），加入氯化鉀溶液1 mL，用水稀釋至刻度，搖勻，用于測(cè)定磷礦石。此標(biāo)準(zhǔn)系列鉻的質(zhì)量濃度分別為0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg／mL。在與試樣溶液相同條件下以水歸零測(cè)量吸光度，以鉻濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)加入曲線。標(biāo)準(zhǔn)加入曲線見圖1。

圖1 某磷礦鉻標(biāo)準(zhǔn)加入曲線Fig.1 Standard curve of an added phosphate chromium

②量取10 mL磷酸試樣處理液分別于6個(gè)100 mL容量瓶中，依次分別加入0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，加入6 mL HNO3溶液（1＋1），加入氯化鉀溶液1mL，用水稀釋至刻度，搖勻，用于測(cè)定磷酸。此標(biāo)準(zhǔn)系列鉻的質(zhì)量濃度分別為0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 μg／mL。在與試樣溶液相同條件下以水歸零測(cè)量吸光度，以鉻濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)加入曲線。

通過儀器軟件自動(dòng)校正，圖1的鉻標(biāo)準(zhǔn)加入曲線濃度與濃度為零的垂線相交的點(diǎn)S為測(cè)定溶液的濃度點(diǎn)，向右平移鉻標(biāo)準(zhǔn)加入曲線，使圖1的S的垂直線與橫坐標(biāo)0.161 2數(shù)值相交，得到鉻的含量。通過實(shí)驗(yàn)表明，此鉻加入校正曲線適用于基體相同或相近的一組試液，對(duì)于基體復(fù)雜的試液，大大消除了基體對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。圖2同理。

1.5 試樣溶液的測(cè)定

①量取磷礦石試樣處理液或基體相同或相近的10 mL試液于100 mL容量瓶中，加入6 mL鹽酸溶液（1＋4），氯化鉀溶液1 mL，用水稀釋至刻度，搖勻，用于測(cè)定磷礦石中鉻含量。

②量取磷酸試樣處理液或基體相同或相近的10 mL試液于100 mL容量瓶中，加入6 mL HNO3溶液（1＋1），氯化鉀溶液1 mL，用水稀釋至刻度，搖勻，用于測(cè)定磷酸中鉻含量。

在與標(biāo)準(zhǔn)加入校正曲線相同的條件下，同樣用水歸零，測(cè)定其吸光度，由鉻標(biāo)準(zhǔn)加入曲線比較得出試液的濃度。

圖2 某磷酸鉻標(biāo)準(zhǔn)加入曲線Fig.2 Standard addition curve of a chromic phosphate

2 結(jié)果與討論

2.1 鹽酸加入量的選擇

改變加入鹽酸的量：在100 mL容量瓶中分別加入1、3、6、12、16、20、30 mL鹽酸溶液（1＋4），其它條件不變，對(duì)鉻質(zhì)量濃度為0.6 μg／mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表1。

由表1得出結(jié)論：加入1～30 mL鹽酸（1＋4）對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大，本實(shí)驗(yàn)選用鹽酸（1＋4）加入量為6 mL。

表1 鹽酸加入量選擇試驗(yàn)Tab.1 Selection test of the added amount of hydrochloric acid

2.2 硝酸加入量的選擇

改變加入硝酸的量：在100 mL容量瓶中分別加入1、3、6、10、15 mL硝酸溶液（1＋1），其它條件不變，對(duì)鉻質(zhì)量濃度為0.6 μg／mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表2。

由表2得出結(jié)論：加入1～15 mL硝酸（1＋1）對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大，本實(shí)驗(yàn)選用硝酸（1＋1）加入量為6 mL。

表2 硝酸加入量選擇試驗(yàn)Tab.2 Select test of the added amount of nitric acid

2.3 KCI溶液加入量的選擇

改變加入KCl的量：在100 mL容量瓶中分別加入KCl（100 g／L）溶液0.5、1、3、5 mL，其它條件不變，對(duì)鉻質(zhì)量濃度為0.6 μg／mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表3。

表3 KCl溶液加入量選擇試驗(yàn)Tab.3 Choice experiment of added amount of KCl solution

由表3得出結(jié)論：加入0.5～5 mL KCl溶液對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大，本實(shí)驗(yàn)選用KCl溶液加入量為1 mL。

2.4相關(guān)系數(shù)與線性范圍

試驗(yàn)結(jié)果表明，鉻質(zhì)量濃度在0～0.550 μg／mL內(nèi)呈線性關(guān)系，磷礦線性回歸方程：ρ＝0.039 18A＋0.007 007，r＝0.998 2；磷酸線性回歸方程：ρ＝0.037 06A＋0.004 399，r＝0.997 6。

2.5 回收率實(shí)驗(yàn)

分別稱磷礦石和磷酸樣品5個(gè)，加入1、2、3、 4、5 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，然后測(cè)定其回收率，結(jié)果見表4、表5。

表4 磷礦石樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Phosphate rock spiked recovery test results

表5 磷酸樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Phosphate spiked recovery test results

從表4、表5數(shù)據(jù)看出，磷礦石與磷酸樣品的加標(biāo)回收率分別為96.2%～104.6%和97.4%～105.9%，方法的準(zhǔn)確度較高。

2.6 重現(xiàn)性與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

不同磷礦石、磷酸樣品5次測(cè)定鉻的結(jié)果及其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表6。

表6 重現(xiàn)性與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Tab.6 Reproducibility relative standard de viation

結(jié)論：5次測(cè)定結(jié)果磷礦石與磷酸樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.97%～3.16%和3.86%～5.28%，表明該法精密度較高。

3 討論

本項(xiàng)目研究建立了一種測(cè)定磷礦石、磷酸中鉻的方法－火焰原子吸收光譜法。

磷礦石與磷酸樣品的加標(biāo)回收率分別為96.0%～104.6%，97.4%～105.9%相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.97%～3.16%，3.86%～5.28%。

［1］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，GB／T 14539.1—93，復(fù)混肥料中砷、鎘、鉛的測(cè)定 試樣溶液制備［S］.秦皇島：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

［2］ 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，GB 18877—2002，有機(jī)—無機(jī)復(fù)混肥料［S］.秦皇島：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

［3］ 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，水和廢水檢測(cè)分析方法［M］.第四版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002：354－364.

［4］ 王傳化，火焰原子吸收光譜法測(cè)定重過磷酸鈣中鉻含量［J］.磷肥與復(fù)肥2007（7）：57－58.

Flame Atomic Absorption Spectrometry for Determination of Chromium in Phosphorus and Phosphoric Acid

XIONG Xiao-hong

（Yunnan three ring Chemical Co.，Ltd.，Kunming 650113，China）

The method for determination of chromium in phosphate ore and phosphoric acid by flame atomic absorption spectrometry was studied.Phosphate rock sample was dissolved in Lye nitrate solution，a certain amount of KCl solution was added to the test solution of phosphate rock and phosphoric acid with hydrochloric acid and nitric acid as the medium respectively，the samples'absorbance values were measured at a wavelength of 357.9nm，and the chromium content was obtained by the standard addition curve.The phosphate rock and phosphoric acid samples spiked recoveries of this method are between 96.2～104.6%，and 97.4～105.9%respectively，the relative standard deviation of phosphate rock and phosphate samples were 1.97－3.16%and 3.86%－5.28%，this method is of high precision and accuracy.

flame atomic absorption spectrometry；phosphate rock；phosphate；chromium

O657

A

1004-275X（2015）05-0032-04

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.05.007

收稿：2015-05-14

熊曉紅（1967－），女，云南澄江人，主要從事質(zhì)量檢驗(yàn)與質(zhì)量管理工作。