保證測定值與認(rèn)定值一致的最新方法
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作者：鄭曉蒙
電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鋁-鋅-銦系合金犧牲陽極中9種元素內(nèi)容簡介。
1 實驗部分
1.1 主要儀器與工作條件
2100 DV電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（美國Perkin-Elmer公司），儀器最佳工作條件見表1。氬氣凈化機(jī)。
1.2主要試劑
鐵、銅、銦、鋅、鎘、鎂、鈦單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（鋼鐵研究總院，國家鋼鐵材料測試中心）：1 000μg/mL；錫、硅單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（鋼鐵研究總院，國家鋼鐵材料測試中心）：500μg/mL;錫、鈦單元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：將錫、鈦單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液逐級稀釋成50. 00 μg/mL和10. 00μg/mL，并與標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液保持一致的酸度；鎂標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：將鎂儲備溶液稀釋成100. 00 μg/mL，并與標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液保持一致的酸度；鋁基體溶液：20 mg/mL，稱取20. 00 9高純鋁（鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99. 99%），置于l 000mL燒杯中，蓋上表面皿，分次加入總量為600 mL鹽酸(1+1)和數(shù)滴過氧化氫，低溫反應(yīng)至溶解完全，煮沸，分解過量的過氧化氫，冷卻至室溫，將溶液移入1 000 mL的容量瓶中，定容，搖勻。
實驗所用試劑的純度均不低于分析純，實驗用水為蒸餾水。
1.3 實驗方法
1.3.1 樣品前處理
稱取0．1 g（精確到0．000 1 g）樣品，置于250mL錐形瓶中，加入20 ml_ HCI (1+l)，待劇烈反應(yīng)變緩后（反應(yīng)太劇烈時可用洗瓶吹水降溫），低溫加熱分解，加入適量（數(shù)滴）H2O2，至樣品完全溶解，煮沸分解過量的過氧化氫，冷卻至室溫。移入100 mL塑料容量瓶中，定容，搖勻，待測。按照選定的工作條件，上機(jī)依次測定空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和試樣溶液，儀器自動計算出樣品中鐵、銅、銦、錫、鋅、鎘、鎂、鈦和硅的含量。
1.3.2標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制
鐵、銅、銦、鋅、鎘、硅混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：使用系列GSB 04-19202005標(biāo)準(zhǔn)樣品（國家一級標(biāo)樣），按照1.3.1方法處理，得到GSB 04-19202005系列標(biāo)準(zhǔn)溶液；用純鋁打底加入鐵、銅、銦、鋅、鎘、硅配制而成標(biāo)準(zhǔn)溶液b5，該混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液各元素濃度相當(dāng)于樣品中各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表2。
錫、鎂、鈦混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：根據(jù)試液中鋁的質(zhì)量濃度，移取適量的鋁基體溶液于一組100 ml_容量瓶中，使標(biāo)準(zhǔn)溶液與試液中鋁的質(zhì)量濃度基本一致，按照表3給出的元素質(zhì)量濃度，加入適量的待測元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，保持標(biāo)液與試液的酸度基本一致，定容，搖勻。
2 結(jié)果與討論
2.1試樣處理方法的選擇
鋁-鋅-銦系合金犧牲陽極中元素多，含有錫等易水解元素，處理不當(dāng)易使其水解。另外考慮到試樣溶解速度、是否引入干擾元素等問題，通過HCI、HNO3、HCL一H2O2、HCI-HNO3等試劑溶解樣品及上機(jī)測定試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，確定了采用HCl-H2O2溶解試樣。HCI-H2O2。的用量試驗表明：對于0.1g試樣，使用20mL HCl(1+1)相數(shù)滴H2O2的溶解效果最好，鐵、銅、銦、錫、鋅、鎘、鎂、鈦和硅的測定結(jié)果穩(wěn)定。因此實驗使用20 mL HCI (l+l)和數(shù)滴H2O2溶解試樣。
2.2分析譜線的選擇
鋁鋅銦系合金犧牲陽極中元素多，待測元素不同波長的譜線受到干擾情況不同，見表4。
根據(jù)樣品組成及待測元素含量，譜線強(qiáng)度、干擾情況和靈敏度等最終確定各元素的分析譜線，如表5所示。
2.3 干擾及消除
用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對鋁鋅-銦系合金犧牲陽極進(jìn)行分析時，因等離子體溫度很高，化學(xué)干擾很少，干擾主要為光譜干擾和物理干擾。光譜干擾主要有譜線重疊干擾和背景漂移。光譜背景干擾是強(qiáng)發(fā)射雜散光使背景增強(qiáng)、信噪比變小、精密度和檢出限變差。物理干擾主要由試樣溶液黏度、表面及密度差異 引起的譜線強(qiáng)度變化。
對于光譜干擾，通過選擇干擾較少的譜線作為分析線和采用兩點校正法消除，光譜干擾的校正見表6。
為消除物理干擾，采用基體匹配法，即在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時，加入與被測樣品含量相當(dāng)?shù)母呒冧X，使所配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的酸度與樣品盡量一致，保證霧化效率也一致，達(dá)到消除基體干擾的目的。為了使結(jié)果準(zhǔn)確，不僅要求制備好合適的標(biāo)準(zhǔn)溶液，還要使儀器參數(shù)與所配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液、試樣溶液協(xié)調(diào)一致。
2.4校準(zhǔn)曲線和方法檢出限
按照儀器設(shè)定的工作條件分別對鐵、銅、銦、鋅、鎘、硅系列混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和錫、鎂、鈦系列混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行測定并繪制校準(zhǔn)曲線，各元素的校準(zhǔn)曲線線性良好，線性相關(guān)系數(shù)均大于0. 997，見表7。在選定的實驗條件下對空白溶液連續(xù)測定10次，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算方法的檢出限，結(jié)果見表7。
2.5精密度試驗
按照實驗方法對鋁一鋅一銦一鎂一鈦、鋁一鋅一銦一鎘、鋁一鋅一銦一硅等4個鋁一鋅一銦系合金犧牲陽極樣品中鐵、銅、銦、錫、鋅、鎘、鎂、鈦和硅進(jìn)行測定，結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，n=10）均不大于4.0%，見表8。
3 樣品分析
按照實驗方法測定GSB 04-1920-2005鋁一鋅一銦系合金犧牲陽極標(biāo)準(zhǔn)樣品中的鐵、銅、銦、鋅、鎘、硅以及鋁合金標(biāo)準(zhǔn)樣品中的鎂、鈦等元素含量，測定值與認(rèn)定值一致，結(jié)果見表9。
按照實驗方法對樣品中銦、錫、鋅、鎘等元素進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，回收率在99%～108%之間，結(jié)果見表10。
4 評述：
鋁一鋅一銦系合金犧牲陽極樣品用鹽酸和過氧化氫溶解，選擇干擾少或沒有干擾且靈敏度高的譜線作為待測元素的分析譜線，采用左、右兩點扣背景的方法校正光譜干擾和基體匹配方法消除物理干擾，實現(xiàn)了使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定鋁一鋅銦系合金犧牲陽極中鐵、銅、銦、錫、鋅、鎘、鎂、鈦和硅等元素。方法中各元素檢出限在0. 000 011%～0.000 77%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間，校準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)r.>0. 997。按照方法測定實際樣品，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤4.0%（n=10）。標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定值與認(rèn)定值一致；實際樣品的加標(biāo)回收率為99%～110%。
