火焰原子吸收法測碘鹽中的微量鎘

(國家輕工業井礦鹽質量監督檢測中心 四川 自貢 643000)

火焰原子吸收法測碘鹽中的微量鎘

趙玉霞

(國家輕工業井礦鹽質量監督檢測中心四川自貢643000)

本文研究在pH為2～3條件下，碘鹽中的鎘與吡咯烷基二硫代氨基甲酸銨(APDC)可以螯合成穩定鎘的金屬螯合物，再將PH調到4左右加入通過甲基異丁基甲酮(MIBK)進行萃取，然后準確加入一定體積的鹽酸溶液，將鎘的金屬螯合物從有機相中反萃取出來，之后將水相導入火焰原子吸收光譜儀測定。確定了火焰原子吸收光譜儀的最佳實驗條件。操作簡單、測量耗費時間較少、靈敏度高，析速度快、精度高、測定元素范圍廣、背景干擾較少等優點適合在實際工作中應用。

火焰原子吸收法；碘鹽；鎘；APDC-MIBK萃取；鹽酸反萃取

食鹽作為人類生活的必需品，與其他食品相比，不僅不可或缺、不可代替。鹽政市場稽查處檢測碘鹽中的鎘，是在履行自己的保障食鹽安全的責任，可以保障購買者吃到合格的鹽，準確測定碘鹽鹽中的微量鎘具有應用價值和重要意義。

一、實驗部分

(一)實驗儀器和試劑。本實驗所用儀器，1.原子吸收分光光度計，SpectrAA55B；2.Mettler電子天平，AG245；3.優普超純水機，UPT-II20；4.Finnpipette移液槍，100-1000μL、0.5-8.0mL；5.分液漏斗，125mL；6.量杯，500 mL、50mL；7.燒杯，150 mL、10 mL；8.移液管,10 mL。本實驗所用試劑，1.鎘標準溶液，1mg/mL；2.吡咯烷基二硫代氨基甲酸銨(APDC)，AR；3.甲基異丁基甲酮(MIBK)，AR；4.硝酸，AR；5.氨水，AR；6.鹽酸，AR；7.溴酚藍，J；8.乙醇(95%)， AR；9.加碘精制鹽,500g/袋。實驗用水均為超純水。

(二)測定原理。在pH為2～3條件下，碘鹽中的鎘與吡咯烷基二硫代氨基甲酸銨(APDC)可以螯合成比較穩定的化合物，將PH調到4左右時能夠通過甲基異丁基甲酮(MIBK)將生成的金屬螯合物進行萃取，其中甲基異丁基甲酮萃取物的密度為0.7978g/cm3，并且由于甲基異丁基甲酮在水中的溶解度非常小，在20℃100g水中的溶解度僅僅為1.9%，由于有機相可以與水在較短的時間內分離開，碘鹽樣中的鎘則能夠被萃取出來，待有機相和水相完全分離層之后放掉下層水相，然后準確加入一定體積的鹽酸溶液，將鎘的金屬螯合物從有機相中反萃取出來。 本文中首先測定出有機相中鎘的吸光值，然后利用標準工作曲線將鹽酸溶液中鎘的含量計算出來，通過水樣與鹽酸溶液之間的體積關系求出碘鹽樣品中鎘的含量。

(三)方法條件選擇。借鑒文獻[10，11]所知的儀器參數并結合實驗所用原子吸收分光光度計使用說明書，將將部分儀器參數固定：燈電流/mA，4.0；共振吸收線/nm，228.8；狹縫寬度/nm，0.5；，并打開氘燈以扣除背景干擾。分別在不同燃氣比和觀測高度時測定已知濃度的系列鎘標準溶液，將測試結果做出圖形，確定最佳燃氣比和最佳燃燒器高度。

1.最佳燃氣與助燃氣之比的確定實驗。本實驗采用空氣-乙炔火焰作為原子吸收光譜分析。空氣-乙炔火焰燃燒穩定，重現性好，噪聲低，燃燒速度不太多，有158cm/sec，但火焰溫度較高，最高溫度可達2500℃，對大多數元素都有足夠的靈敏度，調節空氣、乙炔的流量比可以改變這種火焰的燃助比，使其具有不同的氧化-還原特性，這有利于不同性質的元素分析。空氣-乙炔火焰使用較安全，操作較簡單。火焰的組成決定了火焰的氧化還原特性，并直接影響到待測元素化合物的分解及難解離化合物的形成，進而影響到原子化效率和自由原子火焰區中的有效壽命。對于同一類型火焰，根據燃助比的變化可分為貧燃火焰 、化學計量焰 和貧燃火焰 。

通過實驗，從結果可以看出：富燃火焰的測量值除了0.00 μg/mL濃度測量值都比貧燃火焰和化學計量焰的測量值低。在0.00 μg/mL、0.25 μg/mL這兩個濃度值時貧燃火焰和化學計量焰的測量值都一樣；在1.00 μg/mL時貧燃火焰的測量值比化學計量焰高；在0.50 μg/mL、2.00 μg/mL這兩個濃度時化學計量焰的測量值比貧燃火焰值高。因為化學計量焰在測鎘時的測量值時較高，而且在實際操作中使用火焰原子吸收分光光度計時都是選擇化學計量焰，考慮到實際操作過程的連續性，所以選擇化學計量焰作為測量火焰。

2.反萃取時鹽酸濃度的確定實驗。鎘離子在PH=2～3時與吡咯烷基二硫代氨基甲酸銨(APDC)絡合后，將PH調到4左右時能夠用甲基異丁基甲酮(MIBK)將鎘離子萃取出來，之后用鹽酸將鎘從有機相中反萃取出來，加入鹽酸溶液的體積起著一種對反萃取出來的鎘定容的作用，不同濃度的鹽酸溶液對鎘的萃取效果不盡相同，而萃取效果的好壞直接影響到測定結果，因此對于反萃取時鹽酸溶液濃度的實驗研究特別有必要。

通過實驗，從結果可以看出：鹽酸濃度為1.0mol/L時測得吸光度的平均值最大在此儀器參數條件下靈敏度最高，但穩定性不夠好，鹽酸濃度為0.5mol/L時測得吸光度的平均值比濃度為1.0mol/L平均吸光度低0.00075，但標準偏差值最小即穩定性最好，因此選擇0.5mol/L的鹽酸作為本實驗反萃取的鹽酸摩爾濃度。

3.方法條件的確定。經過條件選擇，方法操作確定為：分別用移液槍取0.00、0.25、0.50、1.0 2.0mL鎘標準工作液(1ug/mL)放在5個150mL燒杯中，加5mL硝酸，加入50mL蒸餾水，加熱煮沸5min，冷卻至室溫，分別轉移到5個125 mL分液漏斗，各加入2滴溴酚藍指示劑，加入氨水溶液(1+1)使溶液由黃色變為藍色，再滴加鹽酸溶液(2mol/L)，使溶液剛剛變為黃的為止，向每個分液漏斗中加入APDC水溶液5 mL，搖勻靜置10min，加1滴氨水使溶液再次變為藍色，加5 mL MIBK，震蕩搖勻3min，靜置分層后棄去下層水相，再準確加入10.0ml的鹽酸溶液(0.5mol/L)，震蕩搖勻3min，靜置分層后將下層水相放入10mL小燒杯中。經過10.00mL鹽酸(0.5 mol/L)反萃取后，分液漏斗下層水相中鎘標準溶液濃度分別為：0.000、0.025、0.050、0.100、0.200 μg/mL。將下層水相在之前確定的儀器條件下導入原子吸收分光光度計檢測，記錄吸光度A，以吸光度對濃度作回歸曲線。

以吸光度對濃度作回歸曲線得出，工作曲線為y=0.325x+0.000425,相關系數為0.9996，SD為8.51469×10-4。由此可以看出：該方法在0.000～0.200mg/L范圍內呈線性關系，而且線性相關系數良好。

二、結論與展望

本文以APDC絡合碘鹽中的鎘，MIBK進行萃取，鹽酸反萃取，之后將水相導入火焰原子吸收光譜儀測定。通過鹽酸反萃取可以消除鹽體系對測量的干擾，對鎘進行濃縮富集提高了檢測靈敏度。通過條件實驗及方法研究，確定了火焰原子吸收光譜儀的最佳實驗條件：以化學計量焰為燃燒火焰、燃燒器高度為7.5mm、反萃取時鹽酸濃度為0.5mol/L。該方法的定量檢出限為0.016 mg/kg，在0.025～0.200mg/L范圍內呈線性關系，線性相關系數為0.9996，加標回收率為99.7%～102%,符合國家標準，對回收率的要求 ，相對標準偏差1.1%～2.5%。

食鹽中鎘的含量都是很少的，要準確測定其含需要采用其他檢出限更低的方法比如石墨爐。石墨爐測食鹽時，食鹽中的鈣和測定時的鹽體系對石墨爐體系造成的基體干擾很嚴重，以后研究石墨爐測食鹽時可以將消除鹽體系造成的基體干擾方向進行。

[1]趙靜，孫海娟，馮敘橋. 食品中重金屬鎘污染狀況及其檢測技術研究進展[J]. 食品工業科技，2014，16(35)：371-376.

[2]李存圣，趙汝麗. ADPC-MIBK萃取火焰吸收法與石墨爐原子吸收法測定地

趙玉霞(1993.10-)，本科，國家輕工業井礦鹽質量監督檢測中心，研究方向：食鹽分析。