次靈敏線分析氟鋁酸鉀中的鉀含量

毋彩娥 ， 賈蕾蕾

(多氟多化工股份有限公司，焦作 河南 454191)

0 前言

氟鋁酸鉀又名氟化鋁鉀、鉀冰晶石，由無水氟化氫和氫氧化鋁反應生成氟鋁酸，并在高溫下和氫氧化鉀反應得到。有白色氟鋁酸鉀、灰黑色氟鋁酸鉀兩種，主要用于生產鋁鎂澆鑄含硼合金原料，鋁和鋁合金的鉚焊劑，玻璃和陶瓷工業(yè)溶劑和摩擦劑的活性填料等，還可以用于殺蟲劑。氟鋁酸鉀中鉀含量分布在27%～33%，通過實驗，采用鉀次靈敏線法測定氟鋁酸鉀中鉀的含量，分析誤差小、分析結果重復性高，可以滿足生產需要[1]。

1 試劑和儀器

試劑：高氯酸，GR(ρ=1.76 g/L)；鹽酸，1+1；鉀標準溶液(相當于10.00 g/L鉀)。 儀器：鉑皿，高30 mm，直徑75 mm；原子吸收分光光度計，北京普析TAS-990；鉀空心陰極燈。

2 實驗部分

2.1 確定鉀標準曲線范圍及標準溶液濃度

根據樣品稱樣量和稀釋倍數計算，稱取0.5 g樣品，溶解稀釋250倍，測試溶液鉀質量濃度在0.6g/L左右，落在儀器合適的鉀測試質量濃度0.1～5.0 g/L范圍內，選擇0.6 g/L質量濃度左右配制兩個不同濃度的標準曲線檢測，曲線實驗數據如圖1所示[2]。

圖1 不同濃度鉀標準曲線

由圖1可知，這兩組曲線線性都能滿足檢測要求，但是當鉀標準溶液質量濃度點在1.0 g/L時，會因為濃度過高，出現原子化不完全，吸光度偏低，影響曲線相關性，所以選擇質量濃度分別為0、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 g/L的鉀標準溶液建立鉀標準曲線，完全能滿足檢測需要。

2.2 確定樣品稱樣質量以及樣品前處理方法

選定鉀工作曲線的標準溶液濃度點后，計算0.5 g的氟鋁酸鉀樣品中鉀含量為0.15 g，測試液中鉀標準溶液質量濃度為0.6 g/L，標準溶液質量濃度為0.6 g/L左右的測試液落在鉀標準曲線的中間點附近，滿足曲線法的測試要求，經計算，氟鋁酸鉀樣品前處理：稱0.5 g氟鋁酸鉀樣品，用高氯酸高溫分解為可溶性鉀鹽，用稀鹽酸溶液加入溶解，轉移入250 mL容量瓶，定容搖勻待測。

2.3 測試條件優(yōu)化

2.3.1不同酸量的影響

分別配制標準溶液質量濃度為0.5 g/L和0.6 g/L鉀標準溶液4份，分別加入鹽酸(1+1)0、1.0、2.0、4.0 mL，在其他條件不變的情況下，分別檢測其吸光度，數據如圖2所示。

圖2 鹽酸加入量對吸光度的影響

由圖2可以看出，隨著加入鹽酸量的增大，吸光度越來越高，且趨勢逐漸明顯，說明測試溶液中酸量對鉀檢測的靈敏度影響比較大，此因素直接影響檢測結果的準確性，所以必須保持鉀標準溶液和測試液在相同的酸量條件下檢測，以排除酸量對分析結果的影響，同時試樣在溶解的過程中也需要加入一定量的酸，綜合以上考慮選擇加入鹽酸量為1%[3]。

2.3.2標準溶液吸光值范圍的影響

根據標準溶液最高點吸光值不同，研究其對曲線相關性的影響，從而篩選出最佳實驗條件。數據如圖3所示。

圖3 標準曲線數據

由圖3可以看出，將標準溶液最高點吸光度控制在0.4～0.5時，標準曲線相關性較好，可以更好地滿足檢測需求，因此將標準溶液最高點吸光度調整到0.4～0.5。

2.3.3儀器尋峰后穩(wěn)定時間的影響

采用樣品加標回收的方法來進行實驗：稱取0.530 0 g氟鋁酸鉀樣品，和樣品處理方法相同，洗入100 mL容量瓶中，過濾，分取25～100 mL容量瓶中，加入0.75 mL鹽酸(1+1)，定容搖勻，另取25～100 mL容量瓶中加入0.75 mL鹽酸(1+1)和3.00 mL氯化鉀(10 g/L)標準溶液，定容，搖勻，分別于儀器尋峰后不同的穩(wěn)定時間內分析其含量，并計算加標回收率，數據如表1所示。

表1 儀器穩(wěn)定性對分析結果的影響

由表1可以看出，剛尋過峰立即開始分析，此時儀器不夠穩(wěn)定，樣品回收率較差，在尋峰后30～120 min，加標回收率在90%～100%，滿足檢測需要，因此需要在尋峰后儀器穩(wěn)定30 min后進行測樣分析。

2.4 建立氟鋁酸鉀中鉀含量檢測方法

2.4.1標準曲線的制備

分別移取0、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00 mL鉀標準溶液(10.00 g/L)，于一系列100 mL容量瓶中，分別加入2.00 mL鹽酸(1+1)，稀釋至刻度搖勻，配成0、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80 g/L鉀標準曲線。

2.4.2樣品前處理

稱取0.500 0 g要求的試樣，置于鉑皿中，加4 mL高氯酸，在電熱板上小心加熱至氫氟酸揮發(fā)完，在此過程中應經常搖動，使反應完全，繼續(xù)升溫，直至高氯酸蒸發(fā)完。再加4 mL高氯酸，蒸發(fā)至干，冷卻后加入5 mL鹽酸溶液(1+1)及20 mL水，在電爐上加熱至完全溶解。冷卻后將溶液定量移入250 mL單刻度容量瓶中，稀釋至刻度并混勻，過濾，棄去最初的20 mL濾液，其余濾液作為待測試樣溶液，同時做空白試驗[4]。

2.4.3開機

按原子吸收分光光度計作業(yè)指導書操作步驟，打開儀器，鉀波長設置404.4 nm尋峰，設置好各儀器參數，待儀器穩(wěn)定一段時間(約30 min)后點火，進一級水沖洗儀器穩(wěn)定一段時間(5～10 min)。

2.4.4繪制標準曲線

待儀器沖洗干凈穩(wěn)定后，設置曲線信息，以水調零，開始從低到高依次測試鉀標準溶液，每次待吸光度穩(wěn)定后點擊“開始”，記錄各標準溶液對應的吸光度。以鉀質量濃度為橫坐標(g/L)，對應的吸光度值為縱坐標，繪制鉀標準曲線。

2.4.5測試

測試標準溶液后，進一級水沖洗幾分鐘，用水調零后，開始檢測空白和待測試樣溶液。

2.5 計算

以鉀(K)表示的質量分數(%)為

式中：c1，查標準曲線后樣品對應的鉀含量，g/L；c0，查標準曲線后空白對應的鉀含量，g/L；m，試樣質量，g。

3 確認效果

3.1 精密度試驗

對4個不同樣品進行了6次重復測試，計算相對標準偏差。

測試結果見表2。

表2 精密度試驗

由表2可見，4個樣品6次測試結果的RSD均小于1%，能滿足檢測需要。

3.2 人員對比實驗

分別對4個樣品由3位分析員分別進行測量，結果如表3所示。

表3 人員對比

由表3可見，3人對比最大誤差均小于0.6%，滿足檢測需要。

3.3 加標回收率實驗

對4個樣品進行加標實驗，測試結果見表4。

表4 鉀回收率試驗

由表4可見，回收率在96.63%～99.73%，符合檢測要求。

4 實驗結論

采用原子吸收次靈敏線測定氟鋁酸鉀中高含量的鉀，在鉀質量濃度為0～0.8 g/L，鉀含量與吸光度呈線性關系，相關性較好。此方法測定的加標回收率為96.63%～99.73%。采用本法避免了樣品的多級稀釋，提高了工作效率和分析準確性，具有很高的推廣價值。