石墨炉原子吸收法测定地质样品中微量金的含量

2016-04-14王燕

地球 2016年4期

关键词：王水灰化硫脲

■王燕

（新疆地质矿产勘查开发局物化探大队新疆昌吉831100）

石墨炉原子吸收法测定地质样品中微量金的含量

■王燕

（新疆地质矿产勘查开发局物化探大队新疆昌吉831100）

地质矿物样品经680℃高温灼烧除去硫化物和有机物后，用1比1王水分解以后，泡沫塑料吸附法富集地质样品中微量金，再以10%硫脲溶液解脱后，用石墨炉原子吸收方法测定。

微量金石墨炉原子吸收泡沫吸附

1　样品前的处理技术

1.1高温干法灰化法

干法灰化是在较高温度下，用氧来氧化样品。称取2～3g样品置于电炉上小心碳化完全，然后再450℃¯550℃高温炉内灰化完全，在加硝酸或混合酸溶解、过滤、定容测定。高温干法灰化时温度根据被测金属的沸点决定，灰化温度太高，被测金属挥发，造成结果偏低，灰化温度太低，灰化不完全，碳粒悬浮于溶解液中，在石墨炉原子化阶段吸收峰高，结果偏高。此法的优点是，操作简单，可以大批量处理样品，试剂用量小，减少了试剂对样品的污染。缺点是这种方法不适于测定易挥发元素，如Hg、As、Sn、Sb等的测定，并且灰化时间长。

1.2湿法消解

湿法消化是样品在高温下用合适的酸加以氧化。其原理是用强氧化的酸在高温下破坏样品中的有机物，使被测元素变成可溶性的无机盐。常用的氧化酸有：HNO3、、H2SO4和HClO4。为了使样品中的被测元素完全溶解出来，一般采用混合酸，如HNO3+HCl、HNO3+HClO4和HNO3+H2SO4等，。湿法消解是比较经典的消解方法，其优点是，消化完全，损失较小，时间短，缺点是不适合同时处理大批量的样品，在处理样品时需时刻注意观察，否则容易碳化，造成重复作业，并且造成试剂的浪费。湿法消解在处理样品过程中由于需加入大量的酸，试剂空白较高，对痕量元素的检测偏低。湿法消解也是在高温下消解样品，所以当测定易挥发的元素时，不适宜用此法消化样品。

1.3微波消解

微波消解是近年来发展起来的一种崭新、高效的样品预处理技术。目前已广泛应用于生物、冶金、煤炭、医药和食品等领域的样品处理过程中。其原理是极性分子随微波频率快速变换取向，分子来回转动与周围分子相互碰撞摩擦，分子的总能量增加，使试样温度急剧上升。同时试样中的带电粒子在交变的电磁场中，受电场力的作用而来回迁移运动，也会与临近分子撞击使得试样温度升高。微波消解的优势在于消耗试剂少，试剂污染少。微波消解样品时，加酸量一般为5¯10ml，减少了试剂的污染，同时也节约了成本。在密闭的环境条件下，减少了被测元素的挥发，提高了分析的准确度，微波消解在电脑控制下使用同一的温度、压力、时间，重复性好，精密度高。随着压力的迅速升高，温度上升快，大大缩短了消解时间，提高了工作效率。降低了劳动强度，改善了工作环境。

2　实验方法和注意事项

2.1仪器和试剂的选择

仪器的选择上要有石墨炉、金空心阴极灯、zd型调速振荡器可以进行改装的、分析纯盐酸、分析纯硝酸、金标准溶液、称取0.1克纯度在99.99%以上金放到100小烧杯中，加入10毫升王水，以沸水浴蒸发至干。取下加入1毫升HCl，继续在沸水浴上蒸干，加入少量水，微热。冷却至室温，用移液管移入盛有10毫升HCl的1000毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。硫脲溶液10%的水溶液，需要用的时候现配就好;1:1王水泡沫塑料，将市售聚氨酯泡沫塑料剪去边皮后，剪成1.5厘米×1.5厘米×1厘米块状。

2.2样品处理

称取10克样品于25毫升的瓷舟中，放置于高温炉中慢慢升温至680℃下灼烧2h后，冷却至室温。取出，倒入250毫升三角烧瓶中，加入王水(1+1)差不多是50毫升这样的，盖上盖子放置于1000w电热板上分解1.5小时取下。然后需要用水进行稀释，大约稀释出120毫升这样的，放置于泡沫塑料，将三角烧瓶置于振荡器上振荡30min，取出，用水将泡沫洗净、挤干，放入加入5毫升硫脲溶液的试管中，将泡沫完全浸入硫脲后沸水浴中煮30min，趁热取出泡沫，静止待测。

2.3样品处理注意事项

实验室用水应符合《实验室用水规格和实验方法》二级水的要求；实验室试剂应使用优级纯。因盐酸、硝酸等酸中常有的杂质，这样空白值过高，影响工作曲线的线性，方法的检出限和测定的准确度。因此实验中必须采用较高纯度的酸，并在实验之前可可将待使用的酸按标准空白的酸度在仪器上进行测试，挑选较低吸光度的酸；实验过程中要严格控制污染，实验所用的玻璃仪器使用前要用酸浸泡过夜，然后反复用自来水冲净，再用去离子水冲净、晾干待用，其他设备也要尽可能洁净。对玷污严重的器皿可用超声清洗、用氧化性强的溶剂、加温等手段清洗；为了保证测量准确，实验室的用的容量瓶最好选用A级的且经计量检定部门检定合格的容量瓶。

2.4仪器工作条件、工作曲线的绘制

石墨炉原子吸收光谱仪工作条件波长242.8nm，灯电流7mA，光谱通带宽度0.5nm，自动进样体积20μL，载气流量为0.2L/min。欧曼扣背景，面积积分测定；用10%的HCl溶液将金的标准溶液逐级稀释成100n克/毫升的金标准溶液。移取100n克/毫升金标准工作溶液0.00、0.10、0.50、1.00、2.50、5.00毫升于250毫升三角烧瓶中，加入1比1王水20毫升，用水稀释至约120毫升，与样品一起振荡、解脱。此为0.0、2.0、10.0、20.0、50.0、100.0n克/毫升的金标准系列。

3　对实验结论的探讨

3.1探讨

石墨炉原子吸收法测定值标准偏差一般小于5%，实验过程中每个样品测定出结果大概需要2min，其检出限，准确度精密度均高于质量管理要求，适合样品数量较多的分析。在试验过正中要注意王水最好是先用现配，样品中如果含有少量的铁时，可在溶样时加入约3毫升三氯化铁。硫脲也要先用现配，趁热解脱泡沫。烧样刚开始时要稍开炉门，冒烟后关上炉门，高温炉要安装排风系统。泡沫在使用前需要做下回收试验。

3.2结论

石墨炉测定要做灰化原子曲线。干燥的作用是为了去除样品中的溶剂，但不允许破坏待测元素，试验用一般选用高于溶剂的沸点温度进行干燥。如果干燥时间过短，干燥温度过高，会使溶剂暴沸溅射，是实验结果偏低。但延长时间会使检测效率降低选择120℃作为干燥温度，不但干燥效果好，同时节省了时间，提高了分析效率。灰化阶段是为了使有机物分解或使样品基体中的某些盐类物质挥发，从而减少或消除样品原子化时的背景吸收和元素间的相互干扰.试验中选择800℃温度下，对待测元素的损失影响最小。使用硫脲对金的进行解脱是一种物理化学过程，反应速度受温度和时间的影响较大，时间越长，痕量金被解脱率就越高，但时间过长会使溶液蒸发过多影响测量结果。同时解脱一定要趁热进行，否则溶液温度过低会使解脱出来的痕量金重新吸附到泡沫中去。