不同酸度對火焰原子吸收分光光度法測鈣的影響

吳丹丹，胡文英，范金松

（1.莆田學院 環(huán)境與生物工程學院；2.莆田學院福建省生態(tài)環(huán)境及其信息圖譜重點實驗室，福建 莆田350011）

不同酸度對火焰原子吸收分光光度法測鈣的影響

吳丹丹1，2，胡文英1，2，范金松1

（1.莆田學院 環(huán)境與生物工程學院；2.莆田學院福建省生態(tài)環(huán)境及其信息圖譜重點實驗室，福建 莆田350011）

摘要：采用鹽酸、硝酸以及冰乙酸作為酸性介質，分別實驗不同酸度的酸性介質對火焰原子吸收法測鈣吸光度的影響，探討其對鈣的影響機理，進而選擇出較為適宜的酸度范圍與酸性介質.

關鍵詞：火焰原子吸收分光光度法；酸度；鈣標準液；吸光度

測定微量或者痕量鈣，火焰原子吸收分光光度法(FAAS)是較快速度及準確的方法之一,該方法具有操作簡單、靈敏度高、準確性好、選擇性好、抗干擾能力強等諸多優(yōu)點［1］.樣品在處理過程中，常會用到不同的酸，常見的有硝酸［2-3］、鹽酸［4］、冰乙酸［5］等；適宜酸度的酸性介質可以使鈣的原子吸收信號增強，從而提高儀器的靈敏度、精密度及測試的準確性，但是，如不控制其酸度也會對測定產生干擾，通過實驗針對不同的干擾影響因素采用不同的消除方法，以確定實驗效果較佳的酸性介質及相應的最佳酸度范圍，可更準確地測定鈣含量．

1　實驗部分

1.1主要儀器及試劑

儀器：火焰原子吸收分光光度計（AA-6300C，日本島津）；電子天平（BS-224S，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；鈣空心陰極燈（LTL-2,賀利氏沈陽特種光源有限公司）；自動進樣器（ASC-6100，日本島津）．酸：硝酸；鹽酸；冰乙酸均為優(yōu)級純．1 000 μg·mL-1鈣標準儲備液．

鈣標準溶液：將鈣標準儲備液用重蒸水稀釋至100 μg·mL-1．

1.2實驗方法

1.2.1儀器測試條件

表1　　鈣測定的實驗條件

1.2.2標準曲線及線性回歸方程

從100 μg·mL-1鈣標準溶液中分別吸取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL至50 mL比色管，用重蒸水定容，配制成濃度為0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 μg·mL-1的鈣標準液，在1.2.1的實驗條件下，測定吸光度，取得標準曲線方程為:A=0.033 4 C+0.022．其線性相關系數R=0.997 1．

1.2.3酸性介質種類的選擇

取5.00 mL 100.00 μg·mL-1的鈣標準液分別置于50 mL的比色管中，分別加入0.00 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.30 mL、0.40 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL的酸性介質（硝酸、鹽酸與冰乙酸，以下同），用重蒸水定容，搖勻備用．此時鈣標準液的濃度為10.00 μg·mL-1，酸性介質的百分含量分別為：0.00%、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.00%、2.00%、3.00%、4.00%．以相應百分含量的酸性介質為空白樣，測其吸光度并比較影響效果．

2　　結果與討論

2.1酸性介質種類的選擇

將1.2.3實驗步驟配得的樣品，在1.2.1的實驗條件下，測定吸光度，得到的實驗數據如表2．

表2　　硝酸、鹽酸、冰乙酸的濃度對吸光度的影響

從表2可以看出：（1）當以硝酸為酸性介質時，樣品的吸光度隨著硝酸濃度的增高先下降，后升高再急劇下降，當硝酸濃度為0.80%時，吸光度為0.345 9達到最高；（2）當以鹽酸作為酸性介質時，樣品的吸光度隨著鹽酸濃度的增高先快速升高，后緩慢下降，當鹽酸濃度為0.20%時，吸光度為0.377 0達到最高；（3）當以冰乙酸作為酸性介質時，樣品的吸光度隨著冰乙酸濃度的增高先快速升高，后平緩下降，當冰乙酸濃度達到0.80%時，吸光度為0.382 5達到最高；（4）硝酸、鹽酸的最佳用量范圍（硝酸為0.80%~2.00%，鹽酸為0.20%~1.00%）與冰乙酸（0.40%~4.00%）相比較窄，雖然在一定程度上對鈣標準溶液的吸光度有增強作用，但作用明顯不如冰乙酸．

以表2中酸性介質溶液的不同濃度為橫坐標，其對應的吸光度為縱坐標繪制曲線，得到下圖1．

圖1　　不同酸性介質濃度下的吸收曲線

分析認為：（1）本實驗所選的硝酸、鹽酸屬于無機酸，由于氫離子的存在促進了鈣元素的電離程度，從而提高了火焰中鈣元素的離子濃度；（2）鹽酸在比較高的濃度時可以使鈣元素的吸光度隨著濃度的提高，吸光度明顯下降，主要是由于氯離子的存在使鈣元素解離原子化效率降低［6-7］：加鹽酸后的鈣標準溶液在原子化過程中由于氯化鈣的原子化溫度遠高于火焰溫度，所以有氫氧化鈣生成［8］：CaCl2+H2O(Ca(OH)2+H++Cl-，當溶液中鹽酸濃度較低時，即氯離子含量較低時，氯化鈣與氫氧化鈣組成低熔點的混合物以游離的氯化鈣為主，熔點降低，鈣元素的原子化效率得到提高，鈣標準溶液的吸光度增大；而當鹽酸濃度增加，溶液中氯離子含量較高時，反應向左移，使得混合物中氫氧化鈣固體為主，熔點升高，鈣元素的原子化效率降低，從而吸光度下降．（3）冰乙酸為一種有機酸，其化學性質與EDTA和三氯醋酸相似，屬于金屬螯合物試劑，其分子本身具有一定的螯合基團［9］．當冰乙酸加入到鈣標準溶液中時會與鈣元素形成螯合物，由于形成螯合物后電子對配位鍵比一般化合物中化學鍵的穩(wěn)定性要低，從而使得從金屬螯合物中釋放出鈣原子的解離能較低，有利于鈣基態(tài)原子的生成，故而能夠提高火焰原子化效率，提高待測元素的吸光度，進而提高靈敏度［10］；同時冰乙酸又屬于有機酸，有機酸的存在使得火焰溫度升高，燃燒產物改變了火焰的還原性，從而對鈣化合物氣溶膠的熔融蒸發(fā)速率產生一定的影響．

2.2標準曲線的比較

在1.2.1的實驗條件下,分別對加入0.00%（A組）與0.80%（B組）冰乙酸的鈣標準溶液，測定其濃度從0.00～20.00 μg·mL-1的吸光度，實驗數據如表3所示．

表3　　鈣標準溶液的標準曲線

表3中鈣標準溶液濃度（0.00~20.00 μg·mL-1）與吸光度的函數關系如表4．

表4　　鈣標準溶液曲線方程

由表3、表4可以看出，加入0.80%冰乙酸的鈣標準溶液后吸光度顯著提高，而且鈣標準曲線線性更好．

2.3靈敏度、檢出限、回收率、精密度的比較

在1.2.1的實驗條件下，以10.00 μg·mL-1濃度的鈣標準溶液，分別在0.00%（樣品C）和0.80%（樣品D）冰乙酸的酸性介質條件下測定其靈敏度、檢出限、回收率、精密度，并對實驗結果進行比較,如表4：

表5加入酸性介質與不加酸性介質的鈣標準溶液靈敏度、檢出限、回收率、精密度的比較

表5實驗結果顯示：火焰原子吸收分光光度法測定鈣時，在加入0.8%冰乙酸作為酸性介質的條件下，儀器的靈敏度提高了1.1倍，檢出限降低1.1倍，回收率比不加冰乙酸的高，精密度提高2倍．

3　　結論

綜合上述分析，硝酸、鹽酸雖然在一定程度上對鈣標準溶液的吸光度有增強作用，但作用明顯不如冰乙酸的作用大，硝酸和鹽酸的影響效果隨濃度的變化不穩(wěn)定，到達一定的濃度反而會使鈣元素的吸光度值下降，因此選擇冰乙酸作為本實驗的最佳酸性介質，最佳用量在0.80%,最佳酸度用量范圍應控制在0.40% ~4.00%．建議在采用硝酸或鹽酸對樣品進行預處理時，應控制溶液中的酸含量，硝酸濃度宜控制在0.80%~ 2.00%，鹽酸濃度宜控制在0.20%~1.00%，以減少對鈣元素測定的影響．

參考文獻：

［1］吳丹丹,黃海生,沈高揚.火焰原子吸收分光光度法測定鉛時增效劑的選擇［J］.韶關學院學報,2014,35(8):58-60.

［2］GB13580.13-92.大氣降水中鈣、鎂的測定原子吸收分光光度法［S］.

［3］景麗潔,馬甲.火焰原子吸收分光光度法測定污染土壤中5種重金屬［J］.中國土壤與肥料,2009(1):74-77.

［4］邢書才.酸度介質對原子吸收法測定鈣元素靈敏度的影響［J］.干旱環(huán)境監(jiān)測,2008,22(2):111-113.

［5］李維霞,張寶黔.酸對原子吸收測定鈣的影響［J］.玻璃與搪瓷,2002,30(6):30-31.

［6］李建強.空氣-乙炔火焰原子吸收法測定鈣時氯離子的干擾［J］.污染防治技術,1997,10(2):121-124.

［7］姜典鎮(zhèn).火焰原子吸收法測定元素鈣的影響因素及其校正［J］.微量元素與健康研究,2005,22(4):43.

［8］朱晨華,施敬文,冷桃花.酸及鑭鹽對鈣測定的影響［J］.光譜實驗室,2012,29(1):357-360.

［9］周志瑞,王凱雄.火焰原子吸收中配位體對銅原子吸光度的增感效應［J］.高等學校化學學報,1982,8(4):459-462.

［10］周志瑞,徐宏亮,莊向平.401螯合樹脂富集原子吸收法測定海鹽中微量重金屬元素［J］.高等學校化學學報,1982,12(6): 519-521.

（責任編輯：李婉）

中圖分類號：O657.31

文獻標識碼：A

文章編號：1007-5348（2015）08-0037-04

［收稿日期］2015-05-15

［基金項目］莆田市科技計劃項目（2014S03-1）；莆田學院教育教學改革研究項目（JG201432）.

［作者簡介］吳丹丹（1982-），女，福建莆田人，莆田學院環(huán)境與生物工程學院實驗師,碩士;研究方向：光譜儀器分析測試.

The Effects of Different Acidities on the Calcium Contents Determination by FAAS

WU Dan-dan1,2,HU Wen-ying1,2,FAN Jin-song1（1．College of Environmental and Biological Engineering,Putian University; 2．University Key Laboratory of Ecological Environment and Information Atlas,
Putian University,Putian 350011,Fujian,China）

Abstract：The purpose of this experiment was to explore the effects of different acidities on the determination of calcium contens by flame atomic absorption spectrometry(FAAS).Different acidity media of hydrochloric acid, hydrogen nitrate and acetic acid are respectively experimented.And the effect mechanism of calcium was analyzed.Thus the suitable range of acidity and acid medium can be selected.

Key words:flame atomic absorption spectrometry;acidity;the standard fluid of calcium;absorbency