原子吸收光谱法对系列无铅焊料中银的测定*

韩红兰，黄慧兰，段泽平，李 丽，秦俊虎，卢红波

（云南锡业锡材有限公司，云南 昆明 650501）

无铅锡基焊料是一种无毒，无污染的环保型焊料。银的测定方法有行业标准YS/T746.2-2010无铅锡基焊料化学分析方法[1]原子吸收光谱（AAS）法[2-8]、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法[8]和化电学分析法[9]。行业标准YS/T746.2-2010银的测定上线为0.5%，锡银无铅锡基焊料含银达到1%，锡银铜中含银1%，锡铋银焊料含银高达1%，这类产品目前没有相关行业标准和国家标准，也没有查到相应文献。本文研究了用原子吸收光谱法测定锡银、锡银铜和锡铋银系列无铅焊料中银的含量，对测定条件的选择、共存元素干扰情况，加标回收、精密度的考察进行了较详细的讨论。本方法操作简单，重现性好，灵敏度高，样品加标回收率在96%～106.4%之间，能满足锡银、锡银铜和锡铋银系列无铅焊料中0.1%～1.0%银的测定。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

1）原子吸收分光光度计（美国PE公司，PEAA400）；

2）银元素空心阴极灯；

3）盐酸 （ρ1.19 g/mL）；

4）王水：三份盐酸和一份硝酸混合；

5）硝酸 （1+1）；

6）银标准储存溶液。称取0.200 0 g银（≥99.99%），置于200 mL烧杯中，加入40 mL硝酸（1+1），加热至完全溶解，煮沸除去氮的氧化物，冷却。移入1L棕色容量瓶中，加入40 mL硝酸（1+1），用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含200 μg[3]；

7）银标准溶液。移取25.00 mL银标准储存溶液置于250 mL棕色容量瓶中，加入20 mL硝酸（1+1），用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 mL 含 20 μg银。

1.2 实验方法

1.2.1 试样

按表1称取试样，精确至0.000 1 g。

表1 称取试样量Tab.1 Weighing the amount of test sample

1.2.2 样品的溶解及测定

按表1称取试样置于150 mL烧杯中，随同试样做空白试验，加入9 mL盐酸、3 mL硝酸，盖上表面皿，低温加热至试样分解完全，并蒸发至0.5 mL左右，取下，冷却，用少量水吹洗表面皿及杯壁，按照表1加入王水，加热至盐类溶解，取下，冷却至室温，用水移入容量瓶中，按表1分取试液于容量瓶中，并补加王水浓度10%，用水稀释至刻度，混匀。

用空气-乙炔火焰，于原子吸收光谱仪波长328.1 nm测定，所测得的吸光度减去空白试验溶液的吸光度，从标准曲线查出相应银的浓度。

1.2.3 工作曲线的绘制

移取 （0、2.50、5.00、7.50、10.00、12.50）mL银标准溶液，置于以组100 mL容量瓶中，加入10 mL王水，用水稀释至刻度，混匀。

在与试料溶液测定相同的条件下，以水调零，测量系列标准溶液的吸光度，减去“零”浓度标准溶液的吸光度，以银的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。

2 实验结果与讨论

2.1 溶样方法选择试验

由表2可见，采用 HNO3∶HCl（1∶3）溶样，溶液清亮，本试验选择 HNO3∶HCl（1∶3）12 mL溶样（注：对于锡铋银系列样品，蒸发至0.5 mL左右，用少许水吹洗面皿及壁杯时，会出现白色沉淀，但按照表1加入王水，沉淀会消失，溶液变成清亮，或者可以选加入10 mL王水于烧杯中，再吹洗表面及杯壁，然后剩余的王水量按照表1补加。）

表2 溶样方法对比试验Tab.2 Contrast test of dissolution method

在加入王水体积相同条件下，对SnAg0.3Cu0.7、SnAg0.5Cu0.7、SnAg1.0Cu0.7、SnBi35Ag1 试样进行测定，结果见表3。

表3 王水体积相同条件下，不同含银试样测定结果Tab.3 Testing results of different silver-bearing samples with the same volume of aqua regia

由表3可知，样品分解，加入相同体积的王水，对SnAg0.3Cu0.7、SnAg0.5Cu0.7、SnAg1.0Cu0.7、SnBi35Ag1试样进行测定，结果都在分析误差内，选择，选择12 mL适宜。

2.2 原子吸收光谱仪工作条件的选择

本实验选定的仪器工作条件：波长328.1 nm；灯电流10 mA；狭缝2.7/0.8 mm；燃烧器高度6 mm；空气压力0.45 MPa；空气流量10 L/min；乙炔流量2.0 L/min。

2.3 仪器的综合性能试验

2.3.1 工作曲线线性

以标准溶液浓度（μg/mL）为横坐标，测得吸光度的平均值为纵坐标，绘制工作曲线，见图1。

图1 银工作曲线Fig.1 Working curve of silver

银量与吸光度之间的线性回归方程式为：

式中：y—吸光度；x—银浓度。

线性回归相关系数：r=0.999 1。

2.3.2 灵敏度

取1 mL含0.5 μg银标准溶液测得的吸光度计算得灵敏度为0.029 μg/mL 1%吸收。

2.3.3 检出限

选取浓度为0.5 μg/mL标准溶液，计算检出限为：DL=2CS/A=0.005 3 μg/mL。

2.4 不同浓度王水对测定银的影响

在一组100 mL容量瓶中，移取不同量的银标准溶液，分别加入下表所述浓度的王水溶液，按实验方法测定标准系列的吸光度，结果见表4。

表4 不同浓度王水对测定银浓度的影响Tab.4 Effect of aqua regia with different concentration on silver determination

表4试验数据表明：王水浓度在5%～20%（V/V）以内对测定银无影响，综合考虑基体中存在的离子情况，选用10%（V/V）王水介质为宜。

分别移取（2.50、7.50、12.50）mL银标准溶液，置于一组150 mL烧杯中，分别加入（12、15、20）mL王水，盖上表面皿，低温加热至试样分解完全，并蒸发至0.5 mL左右，取下，冷却，用少量水吹洗表面皿及杯壁，加入10 mL王水，以水移入100 mL容量瓶中，并稀至刻度，混匀。在选定的仪器条件下测定。结果见表5。

表5 王水体积相同条件下，不同银浓度标液的影响Tab.5 Effect of different silver-bearing standard solution with the same volume of aqua regia

由表5可知，样品分解，加入相同体积的王水，对银浓度为（0.5～2.5）μg/mL没有影响，选择12 mL适宜。

2.5 共存元素干扰试验

2.5.1 锡的干扰实验

分别称取不同含量的金属锡（≥99.99%）置于150 mL烧杯中，加入已知浓度的银标准溶，加入9 mL盐酸、3 mL硝酸，盖上表面皿，低温加热至试样分解完全，并蒸发至0.5 mL左右，取下，冷却，用少量水吹洗表面皿及杯壁，加入10 mL王水，用水稀释至刻度，摇匀，在选定的最佳仪器工作条件下，进行测定，结果见表6。

表6 锡的干扰实验Tab.6 Interference experiments of tin

由表6可知，在100 mL容量瓶中，锡基体对银的测定无影响。

2.5.2 单元素干扰试验

移取已知浓度的银标准溶液于100 mL容量瓶中，加入不同的共存元素，加入10 mL王水，按样品中各元素的最大含量计算，按试验方法及选定的仪器工作条件测定其吸光度，结果见表7。

表7 各共存元素对银的干扰Tab.7 Interference of silver by each coexistence element

表7试验数据表明：锡银、锡银铜和锡铋银系列无铅焊料中其他杂质元素，对银的测定无影响。

2.5.3 综合干扰试验

移取已知浓度的银标准溶液于100 mL容量瓶中，按照样品实际测定的体系中各共存元素的最高含量，进行共存元素的综合干扰，按试验方法及选定的仪器工作条件进行测定，其结果见表8。

表8 各共存元素对银的综合干扰Tab.8 Comprehensive interference of silver by each coexistence element

表8试验数据表明：共存元素对银的测定无明显影响。

2.6 精密度实验

选取5个代表样品按照拟定的分析步骤进行精密度实验，见表9。

表9 精密度试验结果（n=11）Tab.9 Precision degree test results %

表9试验数据表明：本方法的精密度较好，银的标准偏差为1.14%～2.32%之间，满足测定要求。

2.7 样品加标回收试验

为了考察本方法的准确度，选取了4个代表样品，按照拟定的分析方法进行加标回收试验，结果见表10。

表10 样品加标回收试验结果Tab.10 Adding standard recovery rate of samples

由表10可知，银的样品加标回收率在96%～106.4%，满足分析要求。

3 结语

由以上试验结果可以看出，采用火焰原子吸收光谱法测定锡银、锡银铜、锡铋银系列无铅焊料中0.1%～1.0%的银是可行的，该方法操作简单，干扰少，回收率在96%～106.4%之间，相对标准偏差在1.14%～2.32%之间，能够满足测定要求，可为生产控制提供技术支持。