火焰原子吸收法测碘盐中的微量镉

(国家轻工业井矿盐质量监督检测中心 四川 自贡 643000)

火焰原子吸收法测碘盐中的微量镉

赵玉霞

(国家轻工业井矿盐质量监督检测中心四川自贡643000)

本文研究在pH为2～3条件下，碘盐中的镉与吡咯烷基二硫代氨基甲酸铵(APDC)可以螯合成稳定镉的金属螯合物，再将PH调到4左右加入通过甲基异丁基甲酮(MIBK)进行萃取，然后准确加入一定体积的盐酸溶液，将镉的金属螯合物从有机相中反萃取出来，之后将水相导入火焰原子吸收光谱仪测定。确定了火焰原子吸收光谱仪的最佳实验条件。操作简单、测量耗费时间较少、灵敏度高，析速度快、精度高、测定元素范围广、背景干扰较少等优点适合在实际工作中应用。

火焰原子吸收法；碘盐；镉；APDC-MIBK萃取；盐酸反萃取

食盐作为人类生活的必需品，与其他食品相比，不仅不可或缺、不可代替。盐政市场稽查处检测碘盐中的镉，是在履行自己的保障食盐安全的责任，可以保障购买者吃到合格的盐，准确测定碘盐盐中的微量镉具有应用价值和重要意义。

一、实验部分

(一)实验仪器和试剂。本实验所用仪器，1.原子吸收分光光度计，SpectrAA55B；2.Mettler电子天平，AG245；3.优普超纯水机，UPT-II20；4.Finnpipette移液枪，100-1000μL、0.5-8.0mL；5.分液漏斗，125mL；6.量杯，500 mL、50mL；7.烧杯，150 mL、10 mL；8.移液管,10 mL。本实验所用试剂，1.镉标准溶液，1mg/mL；2.吡咯烷基二硫代氨基甲酸铵(APDC)，AR；3.甲基异丁基甲酮(MIBK)，AR；4.硝酸，AR；5.氨水，AR；6.盐酸，AR；7.溴酚蓝，J；8.乙醇(95%)， AR；9.加碘精制盐,500g/袋。实验用水均为超纯水。

(二)测定原理。在pH为2～3条件下，碘盐中的镉与吡咯烷基二硫代氨基甲酸铵(APDC)可以螯合成比较稳定的化合物，将PH调到4左右时能够通过甲基异丁基甲酮(MIBK)将生成的金属螯合物进行萃取，其中甲基异丁基甲酮萃取物的密度为0.7978g/cm3，并且由于甲基异丁基甲酮在水中的溶解度非常小，在20℃100g水中的溶解度仅仅为1.9%，由于有机相可以与水在较短的时间内分离开，碘盐样中的镉则能够被萃取出来，待有机相和水相完全分离层之后放掉下层水相，然后准确加入一定体积的盐酸溶液，将镉的金属螯合物从有机相中反萃取出来。 本文中首先测定出有机相中镉的吸光值，然后利用标准工作曲线将盐酸溶液中镉的含量计算出来，通过水样与盐酸溶液之间的体积关系求出碘盐样品中镉的含量。

(三)方法条件选择。借鉴文献[10，11]所知的仪器参数并结合实验所用原子吸收分光光度计使用说明书，将将部分仪器参数固定：灯电流/mA，4.0；共振吸收线/nm，228.8；狭缝宽度/nm，0.5；，并打开氘灯以扣除背景干扰。分别在不同燃气比和观测高度时测定已知浓度的系列镉标准溶液，将测试结果做出图形，确定最佳燃气比和最佳燃烧器高度。

1.最佳燃气与助燃气之比的确定实验。本实验采用空气-乙炔火焰作为原子吸收光谱分析。空气-乙炔火焰燃烧稳定，重现性好，噪声低，燃烧速度不太多，有158cm/sec，但火焰温度较高，最高温度可达2500℃，对大多数元素都有足够的灵敏度，调节空气、乙炔的流量比可以改变这种火焰的燃助比，使其具有不同的氧化-还原特性，这有利于不同性质的元素分析。空气-乙炔火焰使用较安全，操作较简单。火焰的组成决定了火焰的氧化还原特性，并直接影响到待测元素化合物的分解及难解离化合物的形成，进而影响到原子化效率和自由原子火焰区中的有效寿命。对于同一类型火焰，根据燃助比的变化可分为贫燃火焰 、化学计量焰 和贫燃火焰 。

通过实验，从结果可以看出：富燃火焰的测量值除了0.00 μg/mL浓度测量值都比贫燃火焰和化学计量焰的测量值低。在0.00 μg/mL、0.25 μg/mL这两个浓度值时贫燃火焰和化学计量焰的测量值都一样；在1.00 μg/mL时贫燃火焰的测量值比化学计量焰高；在0.50 μg/mL、2.00 μg/mL这两个浓度时化学计量焰的测量值比贫燃火焰值高。因为化学计量焰在测镉时的测量值时较高，而且在实际操作中使用火焰原子吸收分光光度计时都是选择化学计量焰，考虑到实际操作过程的连续性，所以选择化学计量焰作为测量火焰。

2.反萃取时盐酸浓度的确定实验。镉离子在PH=2～3时与吡咯烷基二硫代氨基甲酸铵(APDC)络合后，将PH调到4左右时能够用甲基异丁基甲酮(MIBK)将镉离子萃取出来，之后用盐酸将镉从有机相中反萃取出来，加入盐酸溶液的体积起着一种对反萃取出来的镉定容的作用，不同浓度的盐酸溶液对镉的萃取效果不尽相同，而萃取效果的好坏直接影响到测定结果，因此对于反萃取时盐酸溶液浓度的实验研究特别有必要。

通过实验，从结果可以看出：盐酸浓度为1.0mol/L时测得吸光度的平均值最大在此仪器参数条件下灵敏度最高，但稳定性不够好，盐酸浓度为0.5mol/L时测得吸光度的平均值比浓度为1.0mol/L平均吸光度低0.00075，但标准偏差值最小即稳定性最好，因此选择0.5mol/L的盐酸作为本实验反萃取的盐酸摩尔浓度。

3.方法条件的确定。经过条件选择，方法操作确定为：分别用移液枪取0.00、0.25、0.50、1.0 2.0mL镉标准工作液(1ug/mL)放在5个150mL烧杯中，加5mL硝酸，加入50mL蒸馏水，加热煮沸5min，冷却至室温，分别转移到5个125 mL分液漏斗，各加入2滴溴酚蓝指示剂，加入氨水溶液(1+1)使溶液由黄色变为蓝色，再滴加盐酸溶液(2mol/L)，使溶液刚刚变为黄的为止，向每个分液漏斗中加入APDC水溶液5 mL，摇匀静置10min，加1滴氨水使溶液再次变为蓝色，加5 mL MIBK，震荡摇匀3min，静置分层后弃去下层水相，再准确加入10.0ml的盐酸溶液(0.5mol/L)，震荡摇匀3min，静置分层后将下层水相放入10mL小烧杯中。经过10.00mL盐酸(0.5 mol/L)反萃取后，分液漏斗下层水相中镉标准溶液浓度分别为：0.000、0.025、0.050、0.100、0.200 μg/mL。将下层水相在之前确定的仪器条件下导入原子吸收分光光度计检测，记录吸光度A，以吸光度对浓度作回归曲线。

以吸光度对浓度作回归曲线得出，工作曲线为y=0.325x+0.000425,相关系数为0.9996，SD为8.51469×10-4。由此可以看出：该方法在0.000～0.200mg/L范围内呈线性关系，而且线性相关系数良好。

二、结论与展望

本文以APDC络合碘盐中的镉，MIBK进行萃取，盐酸反萃取，之后将水相导入火焰原子吸收光谱仪测定。通过盐酸反萃取可以消除盐体系对测量的干扰，对镉进行浓缩富集提高了检测灵敏度。通过条件实验及方法研究，确定了火焰原子吸收光谱仪的最佳实验条件：以化学计量焰为燃烧火焰、燃烧器高度为7.5mm、反萃取时盐酸浓度为0.5mol/L。该方法的定量检出限为0.016 mg/kg，在0.025～0.200mg/L范围内呈线性关系，线性相关系数为0.9996，加标回收率为99.7%～102%,符合国家标准，对回收率的要求 ，相对标准偏差1.1%～2.5%。

食盐中镉的含量都是很少的，要准确测定其含需要采用其他检出限更低的方法比如石墨炉。石墨炉测食盐时，食盐中的钙和测定时的盐体系对石墨炉体系造成的基体干扰很严重，以后研究石墨炉测食盐时可以将消除盐体系造成的基体干扰方向进行。

[1]赵静，孙海娟，冯叙桥. 食品中重金属镉污染状况及其检测技术研究进展[J]. 食品工业科技，2014，16(35)：371-376.

[2]李存圣，赵汝丽. ADPC-MIBK萃取火焰吸收法与石墨炉原子吸收法测定地

赵玉霞(1993.10-)，本科，国家轻工业井矿盐质量监督检测中心，研究方向：食盐分析。