发射光谱法在测定麦饭石微量元素晒中的应用

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  • 更新时间2015-09-23
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付腾洋

(河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院,河南 信阳 464000)

【摘要】在样品溶液中,用适量的盐酸和硝酸—高氯酸混合液,多次还原Se(v)、Se(Ⅵ)和Se0、Se2-,提高Se了的回收率。样液中加入适量镍溶液作基体改进剂,提高了灰化富Se巯基棉的温度,不至于使Se损失。以S、ZnO为缓冲剂,用脉冲狐激发提高Se原子的激发几率,继而增强了Se分析线的灵敏度。本文对传统的发射光谱法测定麦饭石和岩石中的微量元素晒(Se)的应用进行了方法总结和研究,具有较大的实用和借鉴意义。

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关键词 发射光谱法;麦饭石;分析测定;微量元素晒

作者简介:付腾洋(1969—),男,1991年毕业于中国地质大学,工程师,从事岩矿测试及科研工作。

人们除了从肉类、蔬菜和粮食中摄取Se外,还可以从侵泡过的麦饭石水中获取Se等有益微量元素,以补充食物中Se摄取量的不足。麦饭石中(主要是水溶性Se)Se的含量多少,是衡量其质量优劣的重要指标之一。Se在地壳中的丰度值仅为0.6×10-6(维氏,1949),需用比较高的灵敏度的分析方法,才能准确测定其含量。作者在前人工作的基础上,建立了发射光谱法测定麦饭石及岩石中微量元素Se,获得了满意的效果。

1实验前提

1.1试剂准备

(1)分析纯酸类:硝酸、盐酸、高氯酸、硫代乙醇酸、乙酸酐、乙酸、浓硫酸。

(2)镍溶液:取458.2gNiSO4·7H2O溶于500ml加热的蒸馏水中,制成10%左右的镍溶液备用。

(3)光谱缓冲剂:硫磺粉:氧化锌=3:1。

1.2仪器设备

(1)WPG—100型1m光栅摄谱仪,狭缝10μm,中间光栏2mm,三透镜照明系统。

(2)脉冲狐光激发,光谱纯石墨电板,上电极为园锥形,下电极Ф2.5 mm×4 mm×0.5 mm,不带颈。

(3)天津短紫外Ⅲ型感光相板。A、B显影液1:1混合,18~20℃,显影3min。

(4)上海9W测微光度计,测量狭缝宽度0.15 mm,高度13 mm。以分析线旁背景至-∞为内标。ΔΡ-Lgc绘制工作线。

Se 206.3nm/背景(左侧) 0.1~30μg

Se 241.4nm/背景(右侧) 10.0~1000μg

1.3巯基棉及吸附柱的制备

(1)在良好的通风条件下,于广口瓶中,依次加入硫代乙醇酸50ml,乙酸酐35ml,36%乙酸16ml,浓硫酸0.15ml,蒸馏水5ml,充分浑匀,放入15g脱脂棉,全部侵没。加盖放入40~45℃的烘箱中4~5d。取出后用耐酸过滤漏斗抽漏,并用蒸馏水洗至中性,置于滤纸上,在40~45℃的烘箱中烘干,置于密闭避光处保存备用[1]。

(2)将Se巯基棉装入漏斗颈中(内径约5mm),稍压紧,以控制溶液的流速。至此,一个完好的吸附柱已做成。

1.4标准液的配置

(1)称取光谱纯Se粉25.0g,加入5ml浓硝酸在水浴上加热溶解,至清澈。转入350ml的容量瓶中,用10%的盐酸溶液稀释至刻度,配置成每ml含Se100μg的标准母液。

(2)将Se储备液用10%的盐酸稀释,逐渐稀释成0.5μg/ml的工作溶液。

1.5标准曲线的绘制

吸取Se标准溶液,配置成0,0.1,0.3…30,100μg于一组烧杯中。然后以4M的盐酸溶液稀释至30ml,在水浴上加热煮沸15min左右,及时摇动,取下放置室温后,装于有0.1g巯基棉柱的漏斗中过滤,控制流速为1~2ml/min。将烧杯和滤纸用10%的盐酸溶液洗3~4次。再用氯化钠饱和的6M盐酸(1+1),分三次洗部分残留元素(Sb3+、Ag+、Cd3+、Hg2-、Bi3+、Pb2+)[2],然后用蒸馏水洗漏斗3~4次。最后加5 ml10%的镍溶液为基体改进剂于巯基棉中,以提高其灰发温度,避免Se灰发跑掉[3]。把巯基棉取出后,用定量纸包好,于10ml坩埚内。置于马弗炉中,逐渐升温至450℃灰化,450℃时停5min后取出。保持冷却至室温后,各加入3mg缓冲剂,磨匀,装入电极,摄谱测光,绘图。即为标准曲线(图1)。

2应用条件

2.1巯基棉富集Se的条件

2.1.1价态的影响

因为巯基棉只定量吸附Se(Ⅳ)。所以一定要使样品溶液在4M盐酸中于水浴中煮沸15min左右。使Se(Ⅴ)、Se(Ⅵ)还原为Se(Ⅳ)。另外还将含Se溶液经硝酸—高氯酸混合酸硝化,使无机和有机的Se2-氧化至Se(Ⅳ),以增加Se的回收率。

2.1.2介质酸度的影响

巯基棉对Se(Ⅳ)的吸附率与酸度有很大关系。经试验表明:当介质为4M盐酸时,其Se(Ⅳ)的吸附率最大,酸度太大会降低巯基棉的饱和吸附量,酸度太小则不利于分离基体元素。作者在不同条件下,分别测定了Se在0.1g巯基棉上的吸附回收率。结果见表1。

2.1.3溶液体积的影响

当加入Se的量达到一定时,巯基棉对其吸附量与它的摩尔浓度成反比。

2.1.4流速的影响

溶液流经巯基棉的速度亦直接影响其对Se(Ⅳ)的吸附率,一般流速控制在1~2 ml/min为宜。在4M盐酸介质中巯基棉对Se(Ⅳ的饱和吸附量为14~18 mg/g[4]。一般样品含Se较低,故每次用巯基棉0.1g即可。少量样品可视情况酌情增加。

2.2摄谱条件的选择

Se属易挥发元素,激发电位又比较高,一般电弧激发达不到要求,选用硫磺粉和氧化锌作缓冲剂,光谱用改装过的交流电弧发生器脉冲弧光激发,以增强其激发能量,提高其灵敏度。Se的光谱线较为简单,处于短紫外光域,所以选用短紫外Ⅲ型相板。上述方法的关键是利用分馏效应,采取降低电极温度,充分提高电弧温度,以利于Se蒸发后来不及扩散而得到充分的激发,以提高分析灵敏度。此时Se206.3 mm的灵敏度可达0.005%[5]。

3应用效果

3.1分析方法

(1)称取200目的麦饭石样品10g于100 ml的烧杯中,加少许蒸馏水湿润。加入20mlHNO3、6 mlHCI和4 ml高氯酸,盖上表皿。置电热板上加热溶解,至高氯酸冒烟即取下冷却。以下程序同“标准曲线”。

(2)溶解样品时温度不宜过高,因Se在315℃时灰发。所以当煮沸后,应及时把烧杯移向电热板边缘温度较低的地方,更不要蒸干。一般情况下Se的灰发尚不致于构成严重的问题。

3.2应用效果

检出限、精密度与准确度:根据IUPAC的规定,做空白试验12份,以空白测定平均值加3倍空白的标准离差为方法检出限,此数值相当Se含量为0.1μg,即为Se的检出下限。

在选定的条件下分别对0.80×10-6和0.40×10-6的Se各测13次,按公式RSD%=S/C×100计算其标准偏差分别为12.35%、8.35%(表2)。若装两支电极取平均值,则精度会有大的改善。作者对不同麦饭石和岩石样及风化岩石样中的Se作了测定,测定结果与氢化物—无色散原子荧光法测定结果对比(表3),并与标准样GSD-5结果对比,数值非常接近。说明发射光谱法测定Se结果的精密度是很好的,其准确度也是比较高的。

4结语

利用发射光谱法测定麦饭石和岩石中微量元素晒(Se),首先,要进行实验前的准备,包过试剂、巯基棉及吸附柱的制备和标准液的配制及标准曲线的绘制;然后开始方法实验,进行样品测试分析;最后对分析结果进行质量评定,计算多次测定结果的标准偏差,并与其它方法分析结果和标准样进行对比,说明质量可靠,准确度较高。在测试分析过程中,应用发射光谱法测定麦饭石和岩石中微量元素晒(Se)其方法是可行的,供从事本行业的人士借鉴和应用。

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参考文献

[1]俞穆清.介绍新型的螯合吸附剂:巯基棉[J].环境科学,1986,7(3):71-76 .

[2]黄沛成,巯基棉富集—阳极溶出伏安法测定水中痕量砷和晒[J].理化检验(化学分册),1986,22(5):261-264.

[3]邵永添,等.电热石墨炉原子吸收测定矿样中微量晒碲[J].分析测试通报,1984,,3(3):53-58.

[4]林微.介绍SCF分离富集技术[J].冶金分析,1988,8(4):38.

[5]岩石矿物分析编写组.岩石矿物光谱分析[M].北京:地质出版社,1974:223.

[责任编辑:曹明明]