提高火焰原子吸收法測定土壤中的六價鉻的靈敏度

四川省冶金地質勘查院 四川 成都 611730

1 實驗部分

1.1 儀器和設備

安捷倫240FS AA 原廠空心陰極鉻燈 電子天平 磁力攪拌加熱器離心機 真空抽濾器 PH計

1.2 試劑

1.2.1 硝酸(p=1.42g/ml),優(yōu)級純

1.2.2 碳酸鈉-氫氧化鈉-蒸餾水(稱取20g碳酸鈉和30g氫氧化鈉溶解后定容至1000ml)

1.2.3 氫氧化鈉

1.2.4 氯化鎂

1.2.5 磷酸氫二鉀 — 磷酸二氫鉀緩沖溶液(PH=7)

1.2.6 重鉻酸鉀儲備液(p=100ug/ml)

1.3 樣品處理及標準溶液制備

1.3.1 樣品處理 準確稱取5.0000g樣品放入250ml燒杯中,加入50.0ml碳酸鈉-氫氧化鈉混合溶液(1.2.2),加入400mg氯化鎂和1.0ml磷酸氫二鉀 — 磷酸二氫鉀緩沖溶液(1.2.5).放入磁力轉子,使用塑料膜封口,放在磁力攪拌加熱器上在常溫下攪拌樣品五分鐘,再加熱到90-95攝氏度,消解60分鐘。冷卻后將溶液轉入離心瓶中在4000轉的轉速下離心3分鐘,將離心后的清液用0.45um的濾膜抽濾,濾液用濃硝酸(1.2.1)調節(jié)溶液的PH值在7-8之間,將調好酸度的溶液定容至100ml后,待測試時使用。

1.3.2 標準曲線制備 用移液管準確分取0.00ml、0.10ml、0.20ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml重鉻酸鉀儲備液(1.2.6)于250ml燒杯中,同方法1.3.1的樣品處理方法步驟處理,得到溶液按濃度由低到高的順序依次測定標準溶液的吸光度值。以吸光度值為縱坐標,濃度值為橫坐標繪制相關標準曲線。

2 討論與結果

2.1 提升量與霧化效率 由于溶液中含有高濃度的堿性鹽分,溶液粘稠度較高,導致溶液在毛細管里面流動性差,引起進樣速度變慢,進樣量少,霧化效率低等。更換較粗的毛細軟管后,吸入一個待測溶液,通過調節(jié)霧化器里面的石英撞擊球的位置,同時觀察儀器上的吸光度變化,以吸光度值最大,而且兼顧吸光度值波動范圍小為目標,固定下霧化器里面的撞擊球位置。使用0.5ug/ml的標準鉻溶液在不同的毛細管內徑下測得的吸光度值如表1,通過數(shù)據(jù)表明,隨著毛細管的內徑增加,吸光度值明顯增加,但內徑達到0.3mm后吸光度增加不是很明顯,因為提升量增大到一定程度后,霧化效率也達到飽和狀態(tài),使霧化水滴的直徑變大了,反而影響霧化效率變低,也影響吸光度值的穩(wěn)定性.數(shù)據(jù)表明毛細管在內徑為0.3mm的霧化效果最好,而且吸光度值穩(wěn)定。

表1 毛細管內徑與吸光度值的關系

2.2 燃燒器高度 燃燒器高度是決定空心陰極燈發(fā)射的光通過火焰時位置,在火焰縱向高度上,不同位置火焰產(chǎn)生溫度是不一致的,原子化濃度也是不相同的,調節(jié)燃燒器高度的目的是讓光束通過最大原子化濃度的火焰區(qū)域,提高儀器的靈敏度和穩(wěn)定性。使用0.5ug/ml的標準鉻溶液通過測試觀察燃燒器的高度與吸光度的關系如表2.通過以下數(shù)據(jù)表明,燃燒器高度在10mm時吸光度值大小和穩(wěn)定性最佳。

表2 燃燒器高度與吸光度的關系

2.3 燈電流與穩(wěn)定性 燈電流的大小直接影響燈的穩(wěn)定性和銳線光的輸出強度,燈電流小時,能輻射的銳線光譜線變窄,測量時靈敏度變高,但燈電流太小時透過的光太弱,此時需要提高光電倍增管的靈敏度的增益,負高壓較高,增加了噪聲,降低了信噪比而穩(wěn)定變差。電流過大,會使輻射的光譜產(chǎn)生熱變寬和碰撞變寬,產(chǎn)生燈內部自吸收增大,輻射的銳線光強度下降,背景增大導致靈敏度下降。故在兼顧靈敏度的同時也要兼顧穩(wěn)定性。通過燈電流在3m A、4m A、5m A、6m A、7m A的吸光度值和背景值比較,選擇在5m A時的燈電流為佳電流。

2.4 燃助比 燃助比不同會直接影響火焰溫度和氧化還原性質,原子化效率也隨著受到影響進而影響分析的靈敏度和準確度。由于溶液中含有干擾元素鐵、鈷、銅、鈣等,會降低鉻的靈敏度,故采用貧燃火焰,調節(jié)不同燃助比加以屏蔽來消除干擾。通過不同燃氣和助燃氣體的比例對0.5ug/ml的標準鉻溶液測定得到數(shù)值如表3。以下數(shù)據(jù)表明:在燃助比為2.9/12(L/min)時為最佳。

表3 燃助比與吸光度值得關系

2.5 條件實驗驗證 采用燈電流為5m A,燃燒器高度10mm,燃助比2.9/12,狹縫寬度0.2nm的儀器條件下對標準系列1.3.2進行測定。得到如表4的數(shù)據(jù)。對空白試樣的七次測試得到的結果如表5。

表4 濃度與吸光度

表5 空白檢測濃度與次數(shù)

通過以上數(shù)據(jù)結果表明:在該儀器條件下測得的檢出限為:0.0176ug/ml方法檢出下限0.07ug/ml,遠高于國家方法檢出限標準。