电感耦合等离子体发射光谱法同时测定无机复混肥料中的7种元素

2022-01-26于晓琪方雅琴任小荣鹿现宣张飞鸽王锝

质量安全与检验检测 2021年6期

于晓琪方雅琴任小荣鹿现宣张飞鸽王锝

（湖北省地质实验测试中心湖北武汉 430034）

1 前言

目前无机复混肥料中钾、磷、钙、硫、铁所采用的国标方法虽然成熟、稳定性好、准确度高，但分析过程繁琐，流程较长，分析成本较高，不适合大批量工作，而有的方法用到的试剂，会造成环境的污染。ICP-OES作为应用广泛的高灵敏的分析仪器之一，非常适合多元素的同时检测，有着不可比拟的优势。本法具有灵敏度高，检出限低，精密度好，线性范围宽等优点，特别适用于同时测定无机复混肥料样品中磷、钙、镁、钾、钠、铁和硫元素。

2 实验部分

2.1 主要仪器及工作参数

电感耦合等离子体原子发射光谱仪（iCAP7400，美国Thermo Scientific公司）。仪器工作参数：射频功率1 150 W；雾化器流量0.75 L/min；辅助气流量0.5 L/min；观察高度12 mm；蠕动泵转速100 r/min；分析波长和背景扣除见表1。

表1 分析波长和背景扣除

2.2 主要试剂及标准溶液

盐酸：ρ（HCl）=1.18 g/mL；盐酸（1+2）：量取500 mL HCl，用二次去离子水稀释至1 500 mL；硝酸：ρ（HNO3）=1.41 g/mL。

标准储备溶液：磷标准溶液[ρ（P）=1.00 mg/mL]、钙标准溶液[ρ（Ca）=1.00 mg/mL]、镁标准溶液[ρ（Mg）=1.00 mg/mL]、钾标准溶液[ρ（K）=1.00 mg/mL]、钠标准溶液[ρ（Na）=1.00 mg/mL]、铁标准溶液[ρ（Fe）=1.00 mg/mL]、硫标准溶液[ρ（S）=1.00 mg/mL]。均为市售可溯源有证标准物质。

试验所用试剂均为分析纯，水为二次去离子水。

2.3 试验方法

2.3.1样品处理

称取1.0 g样品（精确至0.000 1 g），置于100 mL烧杯中，加入75 mL盐酸（1+2）溶液，电热板低温加热10～20 min并滴加3～5滴硝酸。待样品全溶取下，冷却至室温，用去离子水定容于250 mL容量瓶中，摇匀，放置过夜，待测（钾、磷元素含量过高可稀释后再测）。

2.3.2标准系列的配制

钙、镁、钾、钠、铁混合标准溶液。分别移取钙、镁、钠、铁标准储备溶液10 mL，钾标准储备溶液20 mL于50 mL容量瓶中，用HCl（1+2）溶液稀释至刻度，摇匀，备用。将该混合溶液逐级稀释，制备成钙、镁、钠、铁浓度为0、2、20、200μg/mL，钾浓度为0、4、40、400μg/mL的混合标准系列。

磷标准系列溶液。将1.00 mg/L磷标准溶液逐级稀释，制备成磷浓度0、5、25、50、100μg/mL标准系列。

硫标准系列溶液。将1.00 mg/L硫标准溶液逐级稀释，制备成硫浓度0、5、25、50、100μg/mL标准系列。

2.3.3样品测定

按2.1的分析谱线和仪器工作条件，分别测定标准系列、试剂空白及样品溶液。结果由仪器自带数据处理软件自动计算得出。

3 结果与讨论

3.1 样品分解方法的选择

实现无机复混肥料中磷、钙、镁、钾、钠、铁、硫的同时快速测定，最关键的是选择合适的样品分解方法。本文选取高、中、低浓度的无机复混肥料进行稀盐酸分解、王水分解和硝酸-高氯酸分解试验，结果见表2。结果表明，这3种试样分解方法对分析结果并无明显影响。考虑到混合酸的加入会增加空白，提高成本，硝酸-高氯酸溶矿时间较长，故本文选择稀盐酸溶样法。

表2 不同样品分解方法对测定结果的影响

3.2 称样量的选择

肥料基体较复杂，若称样量小，取样没有代表性，造成结果偏差；若取样量大，溶液中盐分高，仪器测量不稳定，结果不准确，故选择合适的称样量很有必要。本实验选取选取高、中、低浓度的无机复混肥料，分别称取0.5 g、1 g、2 g，采用盐酸溶样方式进行分析。结果见表3。结果表明这3种不同称样量对分析结果并无明显差异，考虑ICP-OES测定不宜盐类太高，兼顾多数元素的报出率，采用称样量为1.000 0 g。

表3 不同称样量对测定结果的影响

3.3 分析谱线的选择及干扰消除

ICP-OES可以对每个元素同时选择多条特征谱线进行测定，且具有同步背景校正功能。由于肥料中主次元素的含量相差较大，待测元素间可能存在基体效应及谱线干扰，分析谱线的选择应遵循灵敏度高且干扰少的原则。通过对多条谱线的分析，最终选择表1中所列谱线作为分析谱线。所选谱线均无其它共存离子的干扰，且检出限低、灵敏度适宜、精密度高。基体效应通过配制匹配的校准系列溶液得到消除，背景由仪器自动扣除。