火焰原子吸收光譜法測(cè)定銻品中微量鎘

宋應(yīng)球,崔德海,吳東華,宗 屹,毛曉紅,李 兵

(1.錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司,湖南冷水江 417502;2.湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

火焰原子吸收光譜法測(cè)定銻品中微量鎘

宋應(yīng)球1,崔德海1,吳東華1,宗 屹1,毛曉紅1,李 兵2

(1.錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司,湖南冷水江 417502;2.湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

利用火焰原子吸收光譜(FAAS)分析技術(shù),對(duì)測(cè)定銻品中微量鎘的基體和共存元素干擾、儀器分析參數(shù)等因素進(jìn)行了研究,確定了最佳分析條件。試驗(yàn)結(jié)果表明:該方法準(zhǔn)確、可靠、簡便、適用。方法的檢出限0.008 2μg/mL,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于6%,回收率為92%～101%。

火焰原子吸收光譜法;銻品;鎘;測(cè)定

鎘是銻品中的一種微量雜質(zhì)元素,銻品中的主要產(chǎn)品三氧化二銻主要用作塑料、化纖、搪瓷等中的阻燃協(xié)效劑,與人們的生活息息相關(guān),由于鎘對(duì)人體有嚴(yán)重危害,因此必須建立銻品中微量鎘的檢測(cè)方法。目前文獻(xiàn)報(bào)道的微量鎘的檢測(cè)方法有分光光度法[1]、電化學(xué)分析法[2]、原子吸收光譜法[3]、原子熒光光譜法[4],近年來發(fā)展了ICP-A電感耦合等離子體發(fā)射光譜[5](ICP-AES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜[6](ICP-MS)等。

在GBn/165.3-82[7]中,銻錠中的鎘量采用雙硫腙光度法測(cè)定。這種方法要用到劇毒的氰化鉀掩蔽干擾離子和有機(jī)試劑三氯甲烷進(jìn)行萃取顯色,手續(xù)繁鎖,操作環(huán)境差,已不適用現(xiàn)代分析的需要。本試驗(yàn)是對(duì)采用空氣-乙炔火焰原子吸收分光光度法測(cè)定銻品中的微量鎘進(jìn)行研究。試驗(yàn)表明,該方法操作簡便、靈敏度高、有較好的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

1.TAS-986原子吸收分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)。

2.鹽酸、硝酸、氫溴酸為分析純;水為一次蒸餾水。

3.高純銻(99.999%,錫礦山閃星銻業(yè)生產(chǎn))。

4.溶液鎘標(biāo)(1 000μg/mL,GSBG 62040-90)。

5.鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液:移取1 mL液體鎘標(biāo)于100 mL容量瓶中,加入5 mL鹽酸,用水稀釋至刻度,混勻,此溶液含鎘量為10μg/mL。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 儀器條件試驗(yàn)

移取濃度10μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00 mL,于100 mL容量瓶中,加入5 mL鹽酸,稀釋至刻度,混勻(此時(shí)鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.5μg/mL),按表1逐項(xiàng)改變儀器工作條件進(jìn)行吸光度測(cè)定。

表1 儀器最佳條件選擇

1.2.2 樣品測(cè)定

稱取0.2～1.0 g試樣置于100 mL燒杯中,用少量水潤濕,加入8～10 mL王水(氧化銻加8 mL氫溴酸)于低溫電熱板上溶解試樣并蒸干,取下稍冷。加1 mL鹽酸、5 mL氫溴酸蒸干,稍冷后加3 mL鹽酸、1 mL氫溴酸蒸干,加入2 mL鹽酸蒸干,冷卻。加鹽酸溶解殘?jiān)⒅蠓?保持稀釋后鹽酸酸度5%),移入25 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。在儀器工作條件下與標(biāo)準(zhǔn)溶液系列同時(shí)測(cè)定,減去試樣空白溶液吸光度,根據(jù)吸光度由標(biāo)準(zhǔn)線性回歸方程式計(jì)算出試樣中鎘的濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器最佳工作條件

儀器條件的選擇對(duì)測(cè)定的靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度及干擾消除有很大的影響,因此在進(jìn)行銻品中鎘量定量之前,必須進(jìn)行燈電流、助燃比、燃燒器高度、狹縫寬度等儀器條件試驗(yàn),選定儀器的最佳工作條件。

經(jīng)試驗(yàn),選擇的儀器最佳工件條件為:鎘空芯陰極燈,波長228.8 nm,狹縫寬度0.4 mm,燈電流2 mA,燃燒器高度5 mm,空氣壓力0.25 MPa,乙炔流量1.3 L/min。

2.2 介質(zhì)及介質(zhì)酸度

選擇不同酸度的硫酸、硝酸和鹽酸,配成0.5 μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液,在儀器工作條件下,分別測(cè)定吸光度,數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同酸、酸度體系對(duì)吸光度的影響試驗(yàn)

從表2可以看出,在鹽酸和硝酸酸度1%～10%范圍內(nèi)吸光度穩(wěn)定,硫酸酸度增加使吸光度有上升趨勢(shì)。考慮到低酸度可能造成試樣中殘余的銻水解,酸度太高不便于操作及對(duì)儀器、環(huán)境不利,選用5%的鹽酸介質(zhì)。

2.3 干擾及消除

2.3.1 基體銻的干擾

分別取不同量的高純銻,加入5 mL 10μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液,用王水溶解,配成0.5μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液,在5%的鹽酸介質(zhì)中測(cè)定吸光度,數(shù)據(jù)見表3。

表3 含銻量與吸光度的關(guān)系

表3表明:基體銻對(duì)鎘的測(cè)定有干擾,必須采取措施消除。

2.3.2 基體干擾的消除

消除銻干擾的措施通常有兩種:一是用酒石酸絡(luò)合銻,但此法易使霧化器和燃燒頭阻塞,甚至有記憶效應(yīng),極少采用;二是利用銻的鹵化物沸點(diǎn)較低,采用低溫?fù)]發(fā)分離。SbCl3的沸點(diǎn)223℃,SbBr3的沸點(diǎn)230℃,而CdCl2的沸點(diǎn)為900℃,CdBr2的沸點(diǎn)為943℃,揮發(fā)分離是可行的。

取0.500 0 g、1.000 0 g高純銻,分別置于6個(gè)100 mL燒杯中,加8 mL王水溶解,加入不同量的10μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液,以下按樣品測(cè)定步驟進(jìn)行測(cè)定,數(shù)據(jù)見表4。

表4 揮發(fā)分離銻試驗(yàn)

表4結(jié)果表明:低溫?fù)]發(fā)分離銻后,鎘的測(cè)定回收率在90.0%～103%之間,無損失。

2.3.3 雜質(zhì)干擾試驗(yàn)

在4個(gè)100 mL燒杯中各稱取高純銻1.000 0 g,加入銻品中可能存在的雜質(zhì)元素的最大量/mg: Pb 2.0、As 0.2、Cu 0.2、Fe 0.2、Se 0.05,分別加入10μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液鎘/mL:0.5、1.0、1.5、2.0按樣品測(cè)定步驟進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見表5。

表5 雜質(zhì)干擾試驗(yàn)結(jié)果

從表5結(jié)果可以看出,銻品中通常存在的雜質(zhì)不干擾鎘量的測(cè)定。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別取10μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液/mL:0.0、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10.0、15.0、20.0置于100 mL容量瓶中,加入適量的鹽酸后稀釋至刻度,使鹽酸酸度為5%,在儀器工作條件下測(cè)定吸光度,減去“零濃度”溶液吸光度,測(cè)定數(shù)據(jù)見表6。

以鎘濃度為橫坐標(biāo),吸光度為豎坐標(biāo)作圖1。從圖1可以看出,鎘的濃度在0～1.00μg/mL時(shí),與吸光度線性相關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。

表6 線性范圍測(cè)定

圖1 鎘濃度與吸光度的關(guān)系

圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

標(biāo)準(zhǔn)曲線用一元線性回歸方程處理,方程為A =0.009 9+0.391 6C,相關(guān)系數(shù)γ=0.998 6,線性良好。

2.5 檢出限和樣品檢測(cè)下限

在儀器工作條件下,以5%鹽酸水溶液為空白,測(cè)定濃度為0.5μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。計(jì)算出本方法的檢出限為0.008 2μg/mL,樣品檢測(cè)下限為0.000 068%。

2.6 準(zhǔn)確度和精密度

2.6.1 樣品加標(biāo)回收率

取2003-08精銻(ωCd=0.001 8%)和2003-11銻白(ωCd=0.000 6%)樣品兩個(gè),分別加入不同量的10μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液,按分析步驟進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見表7。

表7 加標(biāo)回收試驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果表明:鎘的回收率較好,在92%～101%之間。

2.6.2 精密度試驗(yàn)

取2008-Cd-01、2008-Cd-02、2008-Cd-03、2008-Cd-04、2008-Cd-05等5個(gè)樣品,按測(cè)定步驟各平行測(cè)定9次,結(jié)果見表8。

表8 方法精密度試驗(yàn)%

試驗(yàn)結(jié)果表明:該方法重復(fù)性好、精密度高。

2.6.3 不同方法測(cè)定對(duì)照

2003-08精銻和2003-11銻白樣品在湖南商檢局用ICP-AES檢測(cè)及在本公司質(zhì)檢中心按GBn165.3-82規(guī)定的雙硫腙光度法測(cè)定,其結(jié)果與本法測(cè)定結(jié)果對(duì)照如表9。

表9 不同方法檢測(cè)結(jié)果對(duì)照%

上述結(jié)果表明:本法測(cè)定結(jié)果與ICP發(fā)射光譜和雙硫腙光度法測(cè)定結(jié)果相符。

3 結(jié)束語

本方法靈敏度高,具有較好的精密度和準(zhǔn)確度,簡便、實(shí)用。回收率為92%～101%,檢出限0.008 2 μg/mL,樣品測(cè)定下限低于0.000 1%。滿足銻品中微量鎘測(cè)定的要求。

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Abstract:Using the flame AAS technology,It studied the elements of the basis and interference from coexistence elements and instrument analytical parameters in determination of the content of cadmium in antimony products, and determined the best analytical condition.The results show that the way is accurate,reliable,simple and useful.The limit of detection of this way is 0.008 2μg/mL,RSD of the measurement is less than 6%and recovery in range of 92%～101%.

Key words:flame AAS;antimony products;cadmium;determination

Determination of Cadmium Content in the Antimony Products by Flame Atomic Absorption Spectrometry

SONG Ying-qiu1,CUI De-hai1,WU Dong-hua1,ZONG Yi1, MAO Xiao-hong1,LI Bing2
(1.Hsikwangshan Twinkling Star Co.Ltd.,Lengshuijiang417502,China;2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

O657.31

A

1003-5540(2012)04-0065-04

2012-05-09

宋應(yīng)球(1965-),男,工程師,主要從事銻冶金分析檢測(cè)研究工作。