鎘元素分析方法
發(fā)布于 2011/03/03閱讀(2543)
摘要
測(cè)定范圍：本法鎘的最低檢測(cè)濃度為0.13µg／L。
內(nèi)容
1 無(wú)火焰原子吸收分光光度法
1.1 測(cè)定范圍
本法鎘的最低檢測(cè)濃度為0.13μg／L。
1.2 方法提要本法基于樣品經(jīng)基體改進(jìn)后，所含鎘離子在石墨管內(nèi)，高溫蒸發(fā)解離為原子蒸氣，并吸收本鎘空心陰極燈發(fā)射的共振線，且其吸收強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與鎘濃度成正比。因此，可在其他條件不變的情況下，根據(jù)測(cè)得的吸收值與標(biāo)準(zhǔn)系列比較進(jìn)行定量。
1.3 試劑所用水均為去離子水。
1.3.1 硝酸，優(yōu)級(jí)純（d20＝1.42g／mL)。
1.3.2 硝酸溶液(1＋1)。
1.3.3 硝酸溶液(1＋19)。
1.3.4 磷酸二氫銨(120g／L):稱取優(yōu)級(jí)純磷酸二氫銨(NH4H2PO4)12g，加水溶解， 并定容至100mL。
1.3.5 硝酸鎂(50g／L):稱取優(yōu)級(jí)純硝酸鎂〔Mg(NO3)2〕5g，加水溶解并定容至100mL。
1.3.6 鎘標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1.00mg／mL):稱取鎘金屬(純度在99.99％以上)1.000g于250mL燒杯中，加(1＋1)硝酸(1.3.2)20mL，溶解后，用水定容至1000mL，此液1.00mL含1.000mg鎘。
1.3.7 鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液(1.00μg／mL):取鎘標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1.3.6)5.00mL于100mL容量瓶中，加0.5％（V／V）硝酸溶液（1.3.2)至刻度，搖勻。此液1.00mL含50.0?g鎘 。 再取此鎘標(biāo)準(zhǔn)液2.00mL于100mL容量瓶中，加0.5％（V／V）硝酸溶液（1.3.3）定容，搖勻，得鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液。此液1.00mL含1.00μg鎘。
1.3.8 鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液(100ng／mL):取鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液(1.3.7)10.00mL于100mL容量瓶中，加0.5％硝酸溶液(1.3.3)定容，搖勻，此液1.00mL含100ng鎘。
1.4 儀器與設(shè)備
1.4.1 原子吸收分光光度計(jì)及其配件:石墨爐控制裝置、鎘空心陰極燈、氘燈或塞曼背景扣除裝置等。
1.4.2 氬氣鋼瓶氣。
1.4.3 微量自動(dòng)進(jìn)樣裝置或微量定量取樣器。
1.5 分析步驟
1.5.1 儀器操作參照儀器說(shuō)明書(shū)安裝石墨爐并將儀器工作條件和石墨爐原子化參數(shù)調(diào)整至測(cè)鎘最佳狀態(tài)。參考參數(shù)見(jiàn)表9。表 9 儀器參數(shù)
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程序
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干燥
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灰化
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原子化
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清除
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溫度，℃斜率，s保持，s氬氣，mL／min
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200
20
10
－
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800
10
20
－
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2000
1
5
50
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2500
－
3
－
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1.5.2 水樣測(cè)定
1.5.2.1 吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液(1.3.8)0，1.00，3.00，5.00和7.00mL于5只100mL容量瓶?jī)?nèi)，各加磷酸二氫銨溶液(1.3.4)10mL，硝酸鎂溶液（1.3.5）1mL，用硝酸溶液（1.3.3 ）定容至刻度，搖勻，分別配制成每毫升含鎘0，1.00，3.00，5.00和7.00ng的標(biāo)準(zhǔn)系列。
1.5.2.2 吸取10mL水樣，加磷酸二氫銨溶液(1.3.4)1mL，硝酸鎂(1.3.5)0.1mL，同時(shí)取10mL0.5％硝酸溶液(1.3.3)，加入等量磷酸二氫銨（1.3.4）和硝酸鎂(1.3.5) 作為試劑空白。
1.5.2.3 儀器調(diào)零后依次吸取20μL試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)系列和樣液，注入石墨管，啟動(dòng)石墨爐控制程序和記錄儀，記錄吸收峰值或峰面積。
1.5.2.4 以標(biāo)準(zhǔn)濃度對(duì)吸收峰值或峰面積繪制校準(zhǔn)曲線，以樣液吸光度在校準(zhǔn)曲線是查得樣液中鎘的質(zhì)量濃度（μg／L）。
1.6 計(jì)算 p(Cd)= p1×V2/（V1×1000）.........................................(30)
式中:p(Cd)──水樣中鎘的質(zhì)量濃度，mg／L；
p1──校準(zhǔn)曲線是查得的試樣鎘的質(zhì)量濃度，μg／L；
V1──取樣體積，mL；
V2──樣品稀釋后的體積，mL。
1.7 精密度和準(zhǔn)確度
同一實(shí)驗(yàn)室用已知濃度(9.1μg／L)的質(zhì)控樣品，在約二年內(nèi)多次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.16 ％，相對(duì)誤差為3.04％。
2.火焰原子吸收分光光度法
2.1 測(cè)定范圍
本法中直接火焰原子吸收法和絡(luò)合萃取后火焰原子吸收法測(cè)鎘的最低檢測(cè)濃度分別為0.05和0. 0025mg／L。若水樣中鹽濃度高時(shí)產(chǎn)生正干擾，可用標(biāo)準(zhǔn)加入法加以校正。采用吡咯烷二硫代氨基甲酸銨（APDC）螯合，再以甲基異丁基甲酮（MIBK）萃取低含量待測(cè)元素時(shí)，順消除大量共存離子的干擾，例如，濃度為70000mg／L的Br-，I-，NO3-，PO43-，SO42-，CO32-；20％的氯化鈉,氯化鉀；5000mg／L的鈣，鎂，硅，鋁對(duì)銅，鋅，鎘，鉛，鈷，鐵及錳的測(cè)定都沒(méi)有影響。但水樣中如含有大量能與APDC絡(luò)合的金屬，會(huì)產(chǎn)生負(fù)干擾，此時(shí)應(yīng)增加APDC用量，并用MIBK重復(fù)萃取。
2.2 方法提要
本法基于水樣中的基態(tài)原子能吸收來(lái)自同種金屬元素空心陰極燈發(fā)出的共振線，且其吸收強(qiáng)度與樣品中該元素含量成正比?？稍谄渌麠l件不變的情況下，根據(jù)測(cè)得的吸收強(qiáng)度，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較進(jìn)行定量。水樣中待測(cè)金屬離子含量較高時(shí)，可將水樣直接導(dǎo)入火焰使其原子化后，采用其靈敏共振線進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于含量較低的水樣，則需先經(jīng)螯合萃取，加以富集。直接測(cè)定時(shí)，多數(shù)金屬元素能在空氣－乙炔火焰中原子化后直接測(cè)定。
2.3 試劑本法配制試劑，稀釋樣液等所用純水均為去離子水。
2.3.1 硝酸，優(yōu)級(jí)純(1＋1)。
2.3.2 鹽酸，優(yōu)級(jí)純（d20＝1.19g／mL）。
2.3.3 酒石酸溶液(150g／L)。
2.3.4 硝酸溶液〔c(HNO3)＝1 mol／L〕:吸取濃硝酸12.5mL，用純水稀釋至200mL。
2.3.5 氫氧化鈉〔c(NaOH)＝1 mol／L〕:稱取氫氧化鈉4g，用純水溶解并稀釋至100mL。
2.3.6 溴酚藍(lán)指示劑(1g／L):稱取溴酚藍(lán)(C19H10Br4O5S)0.050g，用乙醇溶液(1＋4) 溶解并稀釋至50mL。
2.3.7 吡咯烷二硫代氨基甲酸銨溶液(20g／L):稱取吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(C5H12N2S2， 簡(jiǎn)稱APDC)2g，溶于純水中，濾去不溶物，再用水稀釋到100mL。臨用前配制。
2.3.8 甲基異丁基甲酮〔(CH3)2CHCH2COCH3，簡(jiǎn)稱MIBK〕，低級(jí)品需用5倍體積的鹽酸溶液(1＋99)振搖，洗除所含雜質(zhì)，棄去鹽酸相，再用純水洗去過(guò)量的鹽酸。
2.3.9 鎘標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1mg／mL):稱取1.0000g金屬鎘，溶于 5 mL硝酸(2.3.1)中， 用純水定容1000mL，搖勻，備用。此液1.00mL含1.00mg鎘。
2.4 儀器、設(shè)備
2.4.1 原子吸收分光光度計(jì)及鎘空心陰極燈。
2.4.2 空氣壓縮機(jī)或空氣鋼瓶氣。
2.4.3 乙炔鋼瓶氣。
2.4.4 250及125mL分液漏斗。
2.4.5 10mL具塞試管。所有玻璃器皿使用前均須先用(10＋90)硝酸浸泡并直接用純水清洗干凈。
2.5 分析步驟
2.5.1 儀器操作按照儀器說(shuō)明書(shū)將儀器工作條件調(diào)整至測(cè)鎘最佳狀態(tài)，選擇靈敏吸收線228.8nm。
2.5.2 直接法測(cè)定:適用于含鎘量較高的水樣。
2.5.2.1 用每升含1.5mL濃硝酸的純水將鎘標(biāo)準(zhǔn)貯備液(2.3.9)稀釋并配制成0.05～2.0mg／L的鎘標(biāo)準(zhǔn)系列。
2.5.2.2 將標(biāo)準(zhǔn)溶液與空白液依次交替噴入火焰，測(cè)定其吸光度。
2.5.2.3 以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mg／L）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制校準(zhǔn)曲線或計(jì)算回歸方程。
2.5.2.4 將樣品噴入火焰，測(cè)定其吸光度，在校準(zhǔn)曲線或回歸方程中查出其鎘濃度（mg／L）。
2.5.3 萃取法測(cè)定:適用于含鎘量較低的水樣。
2.5.3.1 用每升含1.5mL濃硝酸的純水將鎘標(biāo)準(zhǔn)貯備液(2.3.9)稀釋為1.00mL含1.00 μg鎘，分別向6 個(gè)125mL分液漏斗中加入0，0.25，0.50，1.00，2.00和3.00mL，用每升含1.5 mL濃硝酸 (d20＝1.42g／mL)的純水稀釋到100mL，配成每升分別含鎘0，2.5，5.0，10.0，20.0，30. 0?g的標(biāo)準(zhǔn)系列。
2.5.3.2 取水樣100mL于另一個(gè)125mL分液漏斗中。
2.5.3.3 向盛有水樣和標(biāo)準(zhǔn)的分液漏斗中，各加酒石酸溶液(2.3.3)5.0mL，混勻。 加溴酚藍(lán)指示劑(2.3.6)數(shù)滴，用硝酸溶液(2.3.4)或氫氧化鈉溶液(2.3.5)，將標(biāo)準(zhǔn)及水樣的pH調(diào)至2.2～2.8(溶液由藍(lán)色變成黃色)。
2.5.3.4 向各分液漏斗中加入APDC(2.3.7)2.5mL，混勻，再加入MIBK(2.3.8)10mL，振搖2min。靜置分層，棄去水相，將MIBK層經(jīng)脫脂棉濾入具塞試管中。
2.5.3.5 將MIBK層噴入火焰，調(diào)節(jié)進(jìn)樣量至每分鐘0.8～1.5mL，減小乙炔流量調(diào)節(jié)火焰至正常高度。
2.5.3.6 將標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品萃取液與MIBK試劑間隔噴入火焰，測(cè)定其吸光度。所有測(cè)定必須在萃取后5h內(nèi)完成。
2.5.3.7 以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(mg／L)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線，并從校準(zhǔn)曲線上查得樣品含鎘的質(zhì)量濃度（mg／L）。
2.6 計(jì)算
2.6.1 直接進(jìn)樣測(cè)定法，可從校準(zhǔn)曲線上直接查出水樣中鎘的質(zhì)量濃度（mg／L）。
2.6.2 水樣經(jīng)濃縮或稀釋后直接進(jìn)樣測(cè)定，或用萃取法進(jìn)行測(cè)定者，可從校準(zhǔn)曲線上查出鎘的質(zhì)量濃度后按式(31)計(jì)算結(jié)果。
p(Cd)＝p1×100／V.......................................(31)
式中:p(Cd)──水樣中鎘的質(zhì)量濃度，mg／L；
p1──從校準(zhǔn)曲線上查得鎘的質(zhì)量濃度，mg／L；
100──水樣稀釋后的體積，mL；
V──原水樣體積，mL。
2.7 精密度和準(zhǔn)確度
13個(gè)實(shí)驗(yàn)室用本法測(cè)定含鎘27μg／L的合成水樣〔其他離子濃度（μg／L）為:汞 4.4，鋅 26，銅 37，鐵 7.8，錳 47〕，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.6％，相對(duì)誤差為3.7％。
3 共沉淀-火焰原子吸收分光光度法
參見(jiàn) 共沉淀-火焰原子吸收分光光度法銅 相關(guān)資料
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