火焰原子吸收光谱法测定复混肥料中铬的含量

2018-12-27袁常春吕国良

肥料与健康 2018年5期

袁常春，吕国良

(1.密山市质量技术监督检验检测中心黑龙江密山 158300；2.鸡西市质量技术监督检验检测中心黑龙江鸡西 158100)

铬是人体必需的微量元素，但铬过量会对人体产生严重危害。若复混肥料中铬含量过高，将导致土壤、农作物等受到污染，最终造成对人体的危害。火焰原子吸收光谱法测定铬含量具有操作简便、快速、准确等优点，本试验采用硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法对样品进行前处理，采用火焰原子吸收光谱法测定复混肥料中铬的含量，试验结果表明该方法完全适用于复混肥料中铬含量的测定。

1 试验部分

1.1 主要仪器与试剂

主要仪器：LJ- 2000型火焰原子吸收光谱仪，辽宁计量分析仪器厂。

主要试剂：铬标准储备溶液，1 000 μg/mL，国家标准物质研究中心；硝酸、高氯酸、氢氟酸、盐酸、氯化铵均为优级纯；试验用水为一级水，系采用MILI- Q制取的超纯水。

1.2 仪器工作条件

分析线359.3 nm，燃烧器高度8 mm，灯电流8 mA，燃烧器角度15°，光谱通带0.2 nm，空气与乙炔的体积比2∶3。

1.3 试样配制

准确称取经粉碎至粒度为100 μm的复混肥试样(1.000±0.001) g并置于聚四氟乙烯坩埚中，加入8 mL硝酸、4 mL氢氟酸和3 mL高氯酸，于电热板上低温消解1 h，再继续加热至冒浓白烟；蒸至近干，取下冷却，加入3 mL盐酸溶解，然后加入质量分数10%氯化铵3 mL，用体积分数1%硝酸定容于50 mL容量瓶中，待测定。

2 结果与讨论

2.1 火焰原子吸收光谱法谱线的选择

火焰原子吸收光谱法所选择的谱线通常是共振线[1]。共振线是电子在基态与最接近基态能级间跃迁所产生的谱线，都是吸收线，但吸收线不一定是共振线，所以一种元素往往不仅共振线可以作为谱线，其他灵敏度较高的吸收线也可以作为谱线。由于复混肥料中铬含量较低，在谱线选择上宜采用灵敏度高的吸收线。

以5.0 μg/mL的铬标准溶液为研究对象，通过试验发现主灵敏线357.9 nm处的吸光度为0.125，次灵敏线359.3 nm处的吸光度为0.150，即次灵敏线处的吸光度比主灵敏线大20%，故选择359.3 nm作为火焰原子吸收光谱法的测定谱线。

2.2 燃烧器高度的选择

火焰原子吸收光谱法正常燃烧的火焰结构由预热区、第1反应区、中间薄层区以及第2反应区组成，界限清晰、稳定。试样原子化反应主要在第1反应区和中间薄层区进行，因此需选择合适的燃烧器高度[2]，确保原子化效率，提高灵敏度和测试精确度。

分别设定燃烧器高度为4，6，8，10和12 mm，喷入1 μg/mL铬标准溶液，比较试验的原子化效率。试验结果(表1)表明，随着燃烧器高度的增大，吸光度有所增加；当燃烧器高度超过8 mm后，继续增大燃烧器高度，标准工作曲线的线性变差。根据原子化效率及线性平滑度综合考虑，确定燃烧器高度为8 mm。

表1 燃烧器高度试验结果

燃烧器高度/mm吸光度A40.08660.09280.106100.085120.074

2.3 燃烧器角度的选择

锐线光源的光束通过火焰的不同部位时，会对测定的灵敏度和稳定性产生一定的影响。为保证测定的灵敏度高，可选择适宜的燃烧器高度，使光源发出的锐线光通过火焰中基态原子密度最大的中间薄层区。元素含量与光路中该元素的原子数有关，当样品溶液元素含量较低时，可通过调整燃烧器角度，人为控制光路中该元素的原子数，以提高该元素的测定灵敏度，达到准确测定的目的。

分别设定燃烧器角度为10°、15°、20°、25°和30°，喷入1 μg/mL铬标准溶液进行试验，试验结果(表2)表明，燃烧器角度为15°时的测定灵敏度较高，因此选择燃烧器角度为15°。

表2 燃烧器角度试验结果

燃烧器角度/(°)吸光度A100.075150.109200.089250.080300.064

2.4 空气与乙炔体积比

不同元素在不同燃烧气氛中的原子化效率不同。喷入1 μg/mL铬标准溶液，在空气与乙炔体积比分别为2∶1、2∶2、2∶3和2∶4的条件下考察对元素测定的影响。试验结果(表3)表明，当空气与乙炔体积比为2∶3时铬元素吸光度最大，说明铬元素在此条件下原子化效率较高，故选择空气与乙炔体积比为2∶3。

表3 空气与乙炔体积比试验结果

空气与乙炔体积比吸光度A2∶10.0722∶20.0852∶30.1082∶40.070

2.5 干扰与抑制

铜、铝、镁、钙、钠、钾、锌、铁、锰、镍的存在对铬的测定有不同程度的干扰[3]，而加入氯化铵可以抑制干扰。在5.0 μg/mL铬标准溶液中加入1.0 μg/mL铜、铝、镁、钙、钠、钾、锌、铁、锰、镍标准溶液，然后分别加入质量分数10%氯化铵溶液1、2、3、4和5 mL并测定吸光度。试验结果表明：随着氯化铵溶液加入量的增加，吸光度有所上升；当氯化铵溶液加入量超过3 mL时，吸光度不再增加反而下降。因此，选择质量分数10%氯化铵溶液加入量为3 mL。

2.6 线性方程与检出限

将1 000 μg/mL铬标准储备溶液稀释成为100 μg/mL,然后分别移取0.0、0.5、1.0、2.0、4.0和6.0 mL于50 mL容量瓶中，加入质量分数10%氯化铵溶液3 mL，用体积分数1%硝酸定容，依次测定，得到的线性方程为y=0.134 7x-0.069 4，相关系数为0.995 1。

对空白样品进行11次重复测定，计算测定结果的标准偏差。以3倍标准偏差除以线性方程斜率作为仪器测定的定量限，计算得到方法的检出限为0.001 5%。