氫氧化鈉中鈣和銅含量的檢驗(yàn)分析

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，石河子市，832000） 陳建敏

當(dāng)一束具有連續(xù)波長(zhǎng)的光通過(guò)一種物質(zhì)時(shí)，光束中的某些成分便會(huì)有所減弱，當(dāng)經(jīng)過(guò)物質(zhì)被吸收的光束由光譜儀展成光譜時(shí)，就得到該物質(zhì)的吸收光譜。幾乎所有物質(zhì)都有其獨(dú)特的吸收光譜。原子吸收光譜法(Atomic Absorption Spectrometry)是基于從光源發(fā)射的待測(cè)元素的特征輻射通過(guò)樣品蒸氣時(shí)，被蒸氣中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，根據(jù)輻射強(qiáng)度的減弱程度以求得樣品中待測(cè)元素的含量。原子吸收分析就是利用基態(tài)原子對(duì)特征輻射的吸收程度，常使用最強(qiáng)吸收線作為分析線。原子吸收光譜儀經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已成為微量和痕量元素分析的重要常規(guī)設(shè)備，原子吸收具有方法簡(jiǎn)單，操作方便，結(jié)果穩(wěn)定可靠和分析成本低的優(yōu)點(diǎn)，在理化檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室中普及率很高。

1 檢驗(yàn)分析

1.1 范圍

本方法適用于以離子交換膜法（IT）生產(chǎn)的氫氧化鈉產(chǎn)品。

1.2 規(guī)范性

引用文件GB/T 209-2006《工業(yè)用氫氧化鈉》、GB/T 4348.1-2013《工業(yè)用氫氧化鈉 氫氧化鈉和碳酸鈉含量的測(cè)定》、GB/T 11212-2013《化纖用氫氧化鈉試驗(yàn)方法》中鈣含量、銅含量的測(cè)定方法比較復(fù)雜，本操作規(guī)程采用原子吸收光譜儀-火焰原子吸收法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 要求

固體（包括片狀、粒狀）氫氧化鈉主體為白色，有光澤，允許微帶顏色。液體氫氧化鈉為稠狀液體。

1.4 性質(zhì)及原理

空心陰極燈為直流供電，當(dāng)在正負(fù)電極上施加適當(dāng)電壓（一般為300～500伏）時(shí)，在正負(fù)電極之間便開(kāi)始放電，這時(shí)，電子從陰極內(nèi)壁射出，經(jīng)電場(chǎng)加速后向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)。電子在由陰極射向陽(yáng)極過(guò)程中與載氣（惰性氣體）原子碰撞使其電離成為陽(yáng)離子，帶正電荷的惰性氣體離子在電場(chǎng)加速下，以很快的速度轟擊陰極表面，使陰極內(nèi)壁的待測(cè)元素的原子濺射出來(lái)，與其它粒子相互碰撞而被激發(fā)，處于激發(fā)態(tài)的原子很不穩(wěn)定，大多會(huì)自動(dòng)回到基態(tài)，同時(shí)釋放能量，發(fā)出共振發(fā)射線。

氫氧化鈉（NaOH，俗名火堿、燒堿。）常溫下是一種白色晶體，一般為片狀或顆粒形態(tài)，具有強(qiáng)腐蝕性。易溶于水，溶解時(shí)放出大量的熱，其水溶液呈強(qiáng)堿性有澀味、有滑膩感；另有潮解性，易吸取空氣中的水蒸氣。

1.5 檢驗(yàn)流程中的影響因素

檢驗(yàn)流程中的影響因素有：樣品本身因素（片狀大小）；取樣量；終濃縮溫度；下料口溫度；檢測(cè)室溫度；樣品稱(chēng)量時(shí)的溫度；溶解冷卻時(shí)間；滴定時(shí)樣品溫度。

取樣量必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，根據(jù)片狀大小的不同增加人為搖動(dòng)次數(shù)；檢測(cè)室溫度、樣品稱(chēng)量溫度、樣品滴定溫度控制在20～22℃（見(jiàn)表1）；稱(chēng)樣應(yīng)勻速，避免樣品長(zhǎng)期暴露在空氣中；除二氧化碳水使用期限為24h；夏季溫度變化隨時(shí)進(jìn)行溫度跟蹤測(cè)試。

表1 分析過(guò)程最佳溫度及時(shí)間

表2 加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積與含量對(duì)應(yīng)關(guān)系

1.6 試劑和材料

本方法所用水為GB/T 6682-2008規(guī)定的一級(jí)水或者更高級(jí)別的水。硝酸或者鹽酸溶液：吸取4ml硝酸或者鹽酸溶于100mL水中。加入試樣中比例為：1：10，硝酸或者鹽酸為優(yōu)級(jí)純的酸。鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000μg/mL，利用吸量管或者移液槍準(zhǔn)確移取1mL鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，稀釋定容搖勻。銅標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000μg/mL，利用吸量管或者移液槍準(zhǔn)確移取1mL銅標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，稀釋定容搖勻。

儀器和設(shè)備：電子天平（精度0.01g）；鈣空心陰極燈、銅空心陰極燈；原子吸收光譜儀（儀器型號(hào)：AA800）。

電源需主機(jī)功率1KW；數(shù)據(jù)處理（計(jì)算機(jī)、打印機(jī)）500W；石墨爐塞曼效應(yīng)磁場(chǎng)功率7KW，非塞曼效應(yīng)磁場(chǎng)5KW；電源供應(yīng)要平穩(wěn)，無(wú)瞬間脈沖，并保持在220V±10%AC，50±0.3%HZ；要求輸入為三相電源，其中一相用于主機(jī)、計(jì)算機(jī)等，一相用于石墨爐，另一相用于其他設(shè)備；要有一地線，接地電阻小于5Ω。

1.7 分析步驟

1.7.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

按照表2中標(biāo)準(zhǔn)溶液加入量，分別向五個(gè)100mL的容量瓶中加入3.4或者3.6的標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后在每個(gè)容量瓶中分別加入10mL 4%的硝酸或者鹽酸溶液，稀釋至刻度，搖勻。

1.7.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定

用硝酸將試樣中和并過(guò)量，采用原子吸收光譜儀的火焰方法，在空氣-乙炔火焰上，使用鈣、銅空心陰極燈，分別在波長(zhǎng)為422.7nm和324.8nm測(cè)定其吸光度。

1.7.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別以鈣含量（mg）、銅含量（mg）為橫坐標(biāo)，與其對(duì)應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.7.4 試樣溶液的制備

稱(chēng)取約5.00g固體或液體試樣，精確至0.01g，加水溶解后，小心緩慢的移入500mL的容量瓶中，冷卻到室溫后稀釋至刻度，搖勻。再移取1mL該溶液于100mL容量瓶中，加入10mL4%的硝酸或者鹽酸溶液，用水稀釋至刻度，搖勻備用。

1.7.5 測(cè)定

根據(jù)鈣和銅的工作曲線，分別在波長(zhǎng)422.7nm和324.8nm測(cè)定樣品溶液的吸光度，同時(shí)以一級(jí)水或者更高級(jí)別的水調(diào)整校正空白和零點(diǎn)，測(cè)定出結(jié)果。

2 結(jié)果計(jì)算與分析

鈣或銅含量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以ω計(jì)，數(shù)值以%表示，按下式計(jì)算：

式中：C機(jī)測(cè)值——試樣溶液的測(cè)定值；

m——試樣的質(zhì)量，單位(g)；

表3 化學(xué)分析結(jié)果與原子吸收分析結(jié)果

化學(xué)分析結(jié)果與原子吸收分析結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表3，化學(xué)分析檢測(cè)不出離子膜產(chǎn)品中鈣和銅具體的數(shù)值，只能≤對(duì)應(yīng)的檢出限，原子吸收法分析出離子膜產(chǎn)品中鈣和銅的結(jié)果精確數(shù)值，以實(shí)現(xiàn)快速分析的目的。

取平行測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果。在運(yùn)算過(guò)程中保留所有有效數(shù)字，報(bào)出結(jié)果取與指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的有效數(shù)字。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)，采用原子吸收的結(jié)果與化學(xué)分析的誤差在國(guó)標(biāo)要求范圍內(nèi)。此方法精密度高，分析速度快，而且大大減少了勞動(dòng)力，極大的提高了分析工作效率。