王麗暉 高曉軍 鄭宏忠 張 虹

（中國兵器工業(yè)集團(tuán)北方材料科學(xué)與工程研究院煙臺(tái)所，煙臺(tái) 264003）

石墨爐原子吸收光譜法測定硫酸亞鐵銨中痕量元素砷和鉛

王麗暉 高曉軍 鄭宏忠 張 虹

（中國兵器工業(yè)集團(tuán)北方材料科學(xué)與工程研究院煙臺(tái)所，煙臺(tái) 264003）

砷和鉛是硫酸亞鐵銨中的雜質(zhì)元素，其含量對(duì)硫酸亞鐵銨的純度有影響，一般要求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.002%。如此低的含量，使用石墨爐原子吸收法測定較為合適。筆者采用日立公司的石墨爐原子吸收法同時(shí)測定溶液中痕量砷和鉛，采用偏振塞曼扣除背景，結(jié)合光學(xué)快速升溫技術(shù)及基體改進(jìn)技術(shù)，消除了共存組分對(duì)痕量砷、鉛測定的干擾，詳細(xì)探討、制定了硫酸亞鐵銨中痕量元素砷和鉛的測定方法，提高了砷、鉛測定的精密度和準(zhǔn)確度。方法簡便，快速，測定結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

石墨爐原子吸收光譜儀：Z-2000型，帶橫向加熱石墨爐原子化器、熱解涂層石墨管，日本日立公司；

砷、鉛空心陰極燈：日本日立公司；

電子天平：CP214型，美國奧豪斯公司；

砷、鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：濃度均為1.0 g／L，使用時(shí)逐級(jí)稀釋成標(biāo)準(zhǔn)工作液；

硝酸溶液（1+3）：以優(yōu)級(jí)純硝酸和高純水配制；

硝酸鎳溶液：10 g／L，以高純水配制；

試驗(yàn)用水為高純水，電阻率大于18.2 MΩ·cm。

1.2 儀器工作條件

As：波長193.7 nm，狹縫寬度1.3 nm，燈電流12.0 mA，進(jìn)樣量 10 μL；

Pb：波長283.3 nm，狹縫寬度1.3 nm，燈電流7.5 mA，進(jìn)樣量10 μL；

保護(hù)氣：氬氣（99.99%），流量為200 mL／min；原子化停氣；Zeeman效應(yīng)背景校正器。

表1 石墨爐升溫程序

1.3 樣品處理

稱取樣品0.200 0 g于100 mL燒瓶中，加入硝酸溶液 10 mL，小火溶解后，稀釋至刻度，過濾。用硝酸溶液 10 mL隨同做試劑空白。

1.4 測定方法

調(diào)整好儀器設(shè)置條件，用石墨爐原子吸收光譜法測定吸光度。樣品吸光度減去空白試劑吸光度后，從工作曲線上查出對(duì)應(yīng)的濃度，計(jì)算元素含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 石墨管性能比較

普通石墨管多孔，容易滲透氣體和液體，所以分析結(jié)果的重現(xiàn)性差，且石墨管的壽命短；熱解涂層石墨管比普通石墨管多孔致密且耐高溫（3 700℃），提高了中等揮發(fā)元素的靈敏性，減少難揮發(fā)元素形成碳化物［1］。石墨管受其材質(zhì)、涂層、制作工藝的不同，其測試靈敏度相差很大。比較普通石墨管、熱解涂層石墨管對(duì)測定的影響發(fā)現(xiàn)，使用普通石墨管靈敏度很低，而熱解涂層石墨管有低孔隙度、低透氣性、高純度、高抗氧化能力和較長壽命［2］。實(shí)驗(yàn)采用熱解涂層石墨管分別測定硫酸亞鐵銨中痕量元素砷（As）和鉛（Pb），結(jié)果表明，方法具有較高的靈敏度和良好的信噪比，能滿足實(shí)驗(yàn)要求。

2.2 酸的選擇

考慮到鹽酸-硝酸混合酸可能造成待測元素在灰化階段的損失，用硝酸溶樣可以提高As的靈敏度，硝酸對(duì)Pb測定影響不大，這主要是因?yàn)榻^大部分硝酸在灰化中得以除去［3］；但硝酸濃度過高使石墨管的使用壽命降低。經(jīng)試驗(yàn)，硝酸溶液在測定液中體積分?jǐn)?shù)為1.5%～40%時(shí)，元素的吸光度不受影響，而且硝酸溶解樣品速度快并徹底。因此在硝酸介質(zhì)中連續(xù)測定砷、鉛時(shí)，采用2.5 mL（在100 mL容量瓶中）硝酸溶解樣品。

2.3 試劑空白的控制

測定痕量元素首先控制好試劑空白，選用優(yōu)質(zhì)水及試劑，溶樣酸選用雜質(zhì)含量低的優(yōu)級(jí)純硝酸，工作曲線減曲線空白，樣品減試劑空白，準(zhǔn)確測定樣品含量。

2.4 干擾因素及消除

在分析痕量鉛時(shí)，217.0 nm分析線靈敏度高于218.3 nm分析線，但在吸收線發(fā)生塞曼分裂時(shí)，鉛的218.3 nm分析線靈敏度卻高于217.0 nm分析線［4］，因此測定鉛時(shí)采用218.3 nm作分析線。

2.5 基體改進(jìn)劑的選擇

砷是易揮發(fā)元素，當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，會(huì)發(fā)生散逸。為了提高灰化溫度，盡可能消除背景干擾，選擇10 g/L硝酸鎳作基體改進(jìn)劑［5］。Ediger在1975年首先將鎳加入到石墨爐中使鎳與砷形成熱穩(wěn)定合金，而加入HNO3使鎳的基體效果更佳。Puttemans認(rèn)為1% HNO3可使信號(hào)提高35%［6］。

用石墨爐測定硫酸亞鐵銨中的Pb時(shí)，不加10 g／L Ni(NO3)2，曲線線性良好，由曲線計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)樣品沒有超出允許范圍。因此在測定Pb時(shí)，不加基體改進(jìn)劑，直接進(jìn)行測定。

2.6 灰化與原子化溫度的選擇

在不使待測元素?fù)p失的前提下，提高灰化溫度，以更好地消除基體背景干擾。本法選擇灰化溫度：As為1 000℃，Pb為400℃；原子化溫度：As為2 700℃，Pb為2 000℃。樣品進(jìn)行消化處理后，經(jīng)過原子化高溫得到升華，因此石墨管不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)的記憶效應(yīng)。為了延長石墨管的壽命，試驗(yàn)選擇清除溫度：As為 2 800℃，Pb為 2 200℃。

2.7 工作曲線及線性范圍

利用儀器自有的自動(dòng)進(jìn)樣器，分別以濃度40 μg／L As、Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)系列 0、10、20、40 μg／L。在儀器工作條件下，測定峰高，對(duì)峰高(y)和濃度(x)進(jìn)行線性回歸，得As的回歸方程為y=0.002 6x+0.001 1，相關(guān)系數(shù)r=0.996 5，線性范圍為0～80 μg／L ；Pb的回歸方程為y=0.007 8x+0.001 8，相關(guān)系數(shù)r=0.999 8，線性范圍為0～100 μg／L。

2.8 精密度及回收率

在硫酸亞鐵銨中加入被測元素As、Pb，共進(jìn)行8次平行試驗(yàn)，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、回收率計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 精密度與準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果(n=8)

3 結(jié)論

建立了石墨爐原子吸收法直接測定硫酸亞鐵銨中痕量元素砷和鉛的分析方法，選用熱解涂層石墨管提高了檢測元素的靈敏度；通過加入基體改進(jìn)劑10 g／L Ni(NO3)2，消除基體其它成分對(duì)砷的干擾，提高了砷的灰化溫度，檢測信號(hào)得到增大；在分析痕量元素鉛時(shí)采用218.3 nm作分析線，提高了鉛的靈敏度；經(jīng)回收率及精密度試驗(yàn)，砷、鉛回收率分別為102%、104%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為4.73%、4.09%，低于國家規(guī)定5%標(biāo)準(zhǔn)，表明該方法準(zhǔn)確、可靠。

［1］康惟道 .石墨爐原子吸收法的進(jìn)展［J］.鈾礦業(yè)，1997，16(3)：197-198.

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［3］丁建森，李建，周玲.微波消解石墨爐原子吸收光譜法測定茶葉中鉛［J］.理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊(cè)，2001，37(12)： 571-572

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2011-09-19