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作者：張毅

   目前，銅和鐵的分析方法主要有原子吸收光譜法(AAS)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)、分光光度法、滴定法等。載金炭中金、銀、砷的測(cè)定方法報(bào)道較多，但鮮見關(guān)于其中銅和鐵測(cè)定方法的報(bào)道。夏珍珠采用ICPAES測(cè)定了載金炭中的銅、鐵、鈣和鎂。本文在前人工作基礎(chǔ)上，將載金炭樣品灰化后，用酸溶解殘?jiān)�，采用火焰原子吸收光譜法( FAAS)測(cè)定了樣品中的銅和鐵。

1  實(shí)驗(yàn)部分

1.1  主要儀器和試劑

    SpectrAA-220FS型原子吸收光譜儀（美國(guó)瓦里安公司），附銅空心陰極燈和鐵空心陰極燈。

    銅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：1. 000 mg／mL，稱取1.000 0g金屬銅(w(Cu)≥99. 99%)于250 ml.燒杯中，加入10 mL水，沿杯壁加入10 mL硝酸，蓋上表面皿，低溫加熱至完全溶解，煮沸驅(qū)趕氮氧化物，取下冷卻至室溫，移入1000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻；銅標(biāo)準(zhǔn)溶液：100.0t/g／mL，移取25. 00 mL銅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于250 mL容量瓶中，加入25 mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻；鐵標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：1. 000mg／mL，稱取1.429 7 g三氧化二鐵（優(yōu)級(jí)純）于250mL燒杯中，加入50 mIJ鹽酸，蓋上表面皿，低溫加熱至完全溶解，取下冷卻至室溫。移入1000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度“，混勻；鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：100.0ug／mL，移取25. 00mL鐵標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于250 mL容量瓶中，加入25 mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。

    所用試劑均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水均為 F水。

1.2儀器工作條件    、

原子吸收光譜儀工作條件見表1。

1.3  樣品的前處理

    方法1：灰化后酸溶法。稱取0. 2～1.0 g樣品，精確至0. 0001 g，置于干燥的30 mL石英坩堝中，移人馬弗爐中。低溫緩慢升溫至550℃，稍開爐門，在有氧條件下于550℃灼燒1--2 h，直至樣品灰化完全，取出坩堝冷卻至室溫。用少量水潤(rùn)濕坩堝中殘?jiān)�，加�?0 mL鹽酸，于水浴中加熱5 min，取下稍冷。加入5 mL硝酸，繼續(xù)于水浴鍋中蒸至近干，取下稍冷。加入10 mL鹽酸，加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫。將溶液移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

    方法2：硝酸一硫酸消解法。稱取0. 2～1.0g樣品，精確至0. 000 1 g，置于250 mL燒杯中，加入10mL硫酸，蓋上干燥的表面皿，于高溫電熱板上加熱至冒濃煙保持o．5 h，取下稍冷，從燒杯嘴處緩慢滴加硝酸，邊搖邊加，每次加入1～2 mL硝酸后繼續(xù)于低溫電熱板上加熱0.5 h，取下稍冷，繼續(xù)滴加1-2 mL硝酸，重復(fù)以上操作直至燒杯中的炭全部氧化、燒杯中溶液變清亮為止，待冒濃白煙后半開表面皿，繼續(xù)在高溫下加熱至煙冒盡，取下冷卻。加入10 mL鹽酸，加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫。將溶液移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度．混勻。

    方法3：鹽酸一硝酸一高氯酸消解法。稱取0.2～1.0g樣品，精確至0.000 1g，置于250 ml．燒杯中，加少量水潤(rùn)濕，加入10 mL鹽酸、5 mL硝酸，蓋上表面皿，于電熱板上低溫加熱煮沸蒸至溶液體積約5 mL，取下稍冷，加入10 mL高氯酸，繼續(xù)加熱至高氯酸冒濃白煙，待燒杯底部的炭全部氧化、燒杯中溶液變清亮后調(diào)節(jié)控溫電熱板溫度至300℃以上，使高氯酸在燒杯內(nèi)快速回流，待杯壁及表面皿上的炭全部氧化后，取下燒杯，稍冷，半開表面皿，繼續(xù)在電熱板上將溶液蒸至濕鹽狀，取下冷卻。加入10 mL鹽酸，加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫。將溶液移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

1.4樣品的測(cè)定   

    分別于原子吸收光譜儀波長(zhǎng)324.8 nm和248.3 nm處，使用空氣一乙炔火焰，以“零”濃度溶液調(diào)零，測(cè)量試液及隨同試料空白的吸光度，從校準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的銅或鐵的含量。如果銅或鐵含量過高時(shí)，需稀釋后再測(cè)定。

2  結(jié)果與討論

2.1試樣分解方法

選取1個(gè)載金炭樣品，按照1.3節(jié)中的3種方法對(duì)樣品進(jìn)行前處理，并按照1.4節(jié)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表2。由表2可見：采用3種方法處理樣品，測(cè)定銅和鐵的結(jié)果基本一致。由于方法2處理樣品時(shí)間較長(zhǎng)，方法3處理炭樣存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，而高溫灰化法除炭完全、操作簡(jiǎn)單，速度快，適合大批量樣品的檢測(cè)。因此，實(shí)驗(yàn)采用方法1分解樣品。

2.2坩堝

    在載金炭的高溫灰化過程中，坩堝材質(zhì)不同，表現(xiàn)出的耐腐蝕及雜質(zhì)浸染程度會(huì)有不同。選擇瓷坩堝和石英坩堝進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明：采用瓷坩堝進(jìn)行灰化，經(jīng)過幾次樣品灼燒，不僅其內(nèi)壁釉質(zhì)易脫落，被腐蝕嚴(yán)重，雜質(zhì)浸染較大，而且銅和鐵的測(cè)定空白較高；采用石英坩堝進(jìn)行灰化，不僅其耐腐蝕性遠(yuǎn)高于瓷坩堝，而且銅和鐵的測(cè)定空白低，結(jié)果穩(wěn)定。因此實(shí)驗(yàn)選擇石英坩堝。

2.3  灰化溫度及時(shí)間

    選取1個(gè)載金炭樣品，按照實(shí)驗(yàn)選定的試樣分解方法，分別在灰化溫度為450～700℃和灰化時(shí)間為1～4 h范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：在試驗(yàn)范圍內(nèi)，銅和鐵的測(cè)定結(jié)果均保持一致。實(shí)驗(yàn)選擇灼燒溫度為550℃，灼燒時(shí)間為1～2 h。

2.4測(cè)定介質(zhì)及濃度

    考查了鹽酸、硝酸和王水在不同濃度時(shí)對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。用鐵和銅標(biāo)準(zhǔn)溶液配制銅和鐵離子質(zhì)量濃度均為3.0ug／mL的混合溶液，分別在鹽酸、硝酸、王水濃度為1. 0%～10. 0%( V／V)范圍內(nèi)對(duì)鐵和銅進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，所測(cè)銅和鐵的測(cè)定結(jié)果均保持一致，實(shí)驗(yàn)選擇測(cè)定溶液介質(zhì)為5.0% (V/V)鹽酸。

2.5  校準(zhǔn)曲線的繪制

    分別移取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL 100ug／mI．銅標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組100 mL容量瓶中，加入10 mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。使用空氣一乙炔火焰，分別于原子吸收光譜儀波長(zhǎng)324.8nm和248.3 nm處，以“零”標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)零，測(cè)量系列銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以銅的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線。鐵校準(zhǔn)曲線的繪制同以上操作。結(jié)果表明，銅和鐵的質(zhì)量濃度在1～5ug／mL范圍內(nèi)符合比爾定律，線性回歸方程分別為A。、。=0.106 6_0c，。+0. 008 3，相關(guān)系數(shù)r-0. 998 9;AF。=0. 044 5PF。+0.001 6，相關(guān)系數(shù)r-0. 999 5。對(duì)空白溶液進(jìn)行11次連續(xù)測(cè)定，以3倍空白標(biāo)準(zhǔn)偏差除以校準(zhǔn)曲線的斜率計(jì)算銅和鐵的方法檢出限，最終所得結(jié)果分別為0. 014 ug／mL和0. 010 ug／mL。

2.6  共存離子的影響

    根據(jù)載金炭樣品中各元素調(diào)研情況，以最大試樣量為1 g計(jì)，按載金炭中可能存在元素最高含量（0.2%金、銀，0. 08%鋁，1.0%硅、鋅，0.1%錳，0.007%鈦，0.22%硫、0.008%磷）的1.5倍加入各雜質(zhì)元素進(jìn)行干擾試驗(yàn)。結(jié)果表明：在分別含有100.0ug銅、鐵的100 mIJ溶液中，當(dāng)相對(duì)誤差控制在±5%范圍內(nèi)，溶液中共存的3 mg金、銀，1.5 mg硅、鋅，1.2 mg鋁，0.15 mg錳，0.1 mg鈦，10 mgSO42-，0. 37 mg P()i均不干擾銅和鐵的測(cè)定。

2.7精密度與回收率試驗(yàn)

取4個(gè)載金炭樣品，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定．同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

3  樣品分析

在實(shí)驗(yàn)選定的最佳條件下，對(duì)4個(gè)載金炭標(biāo)準(zhǔn)樣品GSB 04-3093-2013～GSB 04-3096-2013（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司研制）進(jìn)行銅和鐵的測(cè)定，結(jié)果見表4。

4摘要：將樣品置于高溫爐內(nèi)550℃灼燒1～2 h進(jìn)行灰化，采用鹽酸、硝酸溶解殘?jiān)�，�?.0%(V/V)鹽酸為測(cè)定溶液介質(zhì)，以324.8 nm和248.3 nm為測(cè)定波長(zhǎng)，建立了火焰原子吸收光譜法測(cè)定載金炭中銅和鐵的方法。研究表明，載金炭中其他元素不干擾待測(cè)元素的測(cè)定，待測(cè)元素間無相互干擾。在選定的最佳儀器條件下，銅和鐵的檢出限分別為0. 014 ug/mL和0.010ug/mL。采用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)載金炭樣品進(jìn)行測(cè)定-測(cè)得結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=11）為0.39%～2.8%，加標(biāo)回收率在96%～102%之間。將實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用于GSB 04-3093-2013～GSP) 04-3096-2013等4個(gè)載金炭標(biāo)準(zhǔn)樣品中銅和鐵的測(cè)定，結(jié)果與認(rèn)定值基本一致。