宋应球,崔德海,吴东华,宗 屹,毛晓红,李 兵

(1.锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南冷水江 417502;2.湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

火焰原子吸收光谱法测定锑品中微量镉

宋应球1,崔德海1,吴东华1,宗 屹1,毛晓红1,李 兵2

(1.锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南冷水江 417502;2.湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

利用火焰原子吸收光谱(FAAS)分析技术,对测定锑品中微量镉的基体和共存元素干扰、仪器分析参数等因素进行了研究,确定了最佳分析条件。试验结果表明:该方法准确、可靠、简便、适用。方法的检出限0.008 2μg/mL,相对标准偏差小于6%,回收率为92%～101%。

火焰原子吸收光谱法;锑品;镉;测定

镉是锑品中的一种微量杂质元素,锑品中的主要产品三氧化二锑主要用作塑料、化纤、搪瓷等中的阻燃协效剂,与人们的生活息息相关,由于镉对人体有严重危害,因此必须建立锑品中微量镉的检测方法。目前文献报道的微量镉的检测方法有分光光度法[1]、电化学分析法[2]、原子吸收光谱法[3]、原子荧光光谱法[4],近年来发展了ICP-A电感耦合等离子体发射光谱[5](ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱[6](ICP-MS)等。

在GBn/165.3-82[7]中,锑锭中的镉量采用双硫腙光度法测定。这种方法要用到剧毒的氰化钾掩蔽干扰离子和有机试剂三氯甲烷进行萃取显色,手续繁锁,操作环境差,已不适用现代分析的需要。本试验是对采用空气-乙炔火焰原子吸收分光光度法测定锑品中的微量镉进行研究。试验表明,该方法操作简便、灵敏度高、有较好的重复性和准确性。

1 试验部分

1.1 仪器及试剂

1.TAS-986原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

2.盐酸、硝酸、氢溴酸为分析纯;水为一次蒸馏水。

3.高纯锑(99.999%,锡矿山闪星锑业生产)。

4.溶液镉标(1 000μg/mL,GSBG 62040-90)。

5.镉标准溶液:移取1 mL液体镉标于100 mL容量瓶中,加入5 mL盐酸,用水稀释至刻度,混匀,此溶液含镉量为10μg/mL。

1.2 试验方法

1.2.1 仪器条件试验

移取浓度10μg/mL的镉标准溶液5.00 mL,于100 mL容量瓶中,加入5 mL盐酸,稀释至刻度,混匀(此时镉标准溶液浓度为0.5μg/mL),按表1逐项改变仪器工作条件进行吸光度测定。

表1 仪器最佳条件选择

1.2.2 样品测定

称取0.2～1.0 g试样置于100 mL烧杯中,用少量水润湿,加入8～10 mL王水(氧化锑加8 mL氢溴酸)于低温电热板上溶解试样并蒸干,取下稍冷。加1 mL盐酸、5 mL氢溴酸蒸干,稍冷后加3 mL盐酸、1 mL氢溴酸蒸干,加入2 mL盐酸蒸干,冷却。加盐酸溶解残渣并煮沸(保持稀释后盐酸酸度5%),移入25 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。在仪器工作条件下与标准溶液系列同时测定,减去试样空白溶液吸光度,根据吸光度由标准线性回归方程式计算出试样中镉的浓度。

2 结果与讨论

2.1 仪器最佳工作条件

仪器条件的选择对测定的灵敏度、准确度、精密度及干扰消除有很大的影响,因此在进行锑品中镉量定量之前,必须进行灯电流、助燃比、燃烧器高度、狭缝宽度等仪器条件试验,选定仪器的最佳工作条件。

经试验,选择的仪器最佳工件条件为:镉空芯阴极灯,波长228.8 nm,狭缝宽度0.4 mm,灯电流2 mA,燃烧器高度5 mm,空气压力0.25 MPa,乙炔流量1.3 L/min。

2.2 介质及介质酸度

选择不同酸度的硫酸、硝酸和盐酸,配成0.5 μg/mL镉标准溶液,在仪器工作条件下,分别测定吸光度,数据见表2。

表2 不同酸、酸度体系对吸光度的影响试验

从表2可以看出,在盐酸和硝酸酸度1%～10%范围内吸光度稳定,硫酸酸度增加使吸光度有上升趋势。考虑到低酸度可能造成试样中残余的锑水解,酸度太高不便于操作及对仪器、环境不利,选用5%的盐酸介质。

2.3 干扰及消除

2.3.1 基体锑的干扰

分别取不同量的高纯锑,加入5 mL 10μg/mL镉标准溶液,用王水溶解,配成0.5μg/mL镉标准溶液,在5%的盐酸介质中测定吸光度,数据见表3。

表3 含锑量与吸光度的关系

表3表明:基体锑对镉的测定有干扰,必须采取措施消除。

2.3.2 基体干扰的消除

消除锑干扰的措施通常有两种:一是用酒石酸络合锑,但此法易使雾化器和燃烧头阻塞,甚至有记忆效应,极少采用;二是利用锑的卤化物沸点较低,采用低温挥发分离。SbCl3的沸点223℃,SbBr3的沸点230℃,而CdCl2的沸点为900℃,CdBr2的沸点为943℃,挥发分离是可行的。

取0.500 0 g、1.000 0 g高纯锑,分别置于6个100 mL烧杯中,加8 mL王水溶解,加入不同量的10μg/mL镉标准溶液,以下按样品测定步骤进行测定,数据见表4。

表4 挥发分离锑试验

表4结果表明:低温挥发分离锑后,镉的测定回收率在90.0%～103%之间,无损失。

2.3.3 杂质干扰试验

在4个100 mL烧杯中各称取高纯锑1.000 0 g,加入锑品中可能存在的杂质元素的最大量/mg: Pb 2.0、As 0.2、Cu 0.2、Fe 0.2、Se 0.05,分别加入10μg/mL镉标准溶液镉/mL:0.5、1.0、1.5、2.0按样品测定步骤进行测定,结果见表5。

表5 杂质干扰试验结果

从表5结果可以看出,锑品中通常存在的杂质不干扰镉量的测定。

2.4 标准曲线

分别取10μg/mL的镉标准溶液/mL:0.0、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10.0、15.0、20.0置于100 mL容量瓶中,加入适量的盐酸后稀释至刻度,使盐酸酸度为5%,在仪器工作条件下测定吸光度,减去“零浓度”溶液吸光度,测定数据见表6。

以镉浓度为横坐标,吸光度为竖坐标作图1。从图1可以看出,镉的浓度在0～1.00μg/mL时,与吸光度线性相关。标准曲线见图2。

表6 线性范围测定

图1 镉浓度与吸光度的关系

图2 标准曲线

标准曲线用一元线性回归方程处理,方程为A =0.009 9+0.391 6C,相关系数γ=0.998 6,线性良好。

2.5 检出限和样品检测下限

在仪器工作条件下,以5%盐酸水溶液为空白,测定浓度为0.5μg/mL的镉标准溶液的吸光度。计算出本方法的检出限为0.008 2μg/mL,样品检测下限为0.000 068%。

2.6 准确度和精密度

2.6.1 样品加标回收率

取2003-08精锑(ωCd=0.001 8%)和2003-11锑白(ωCd=0.000 6%)样品两个,分别加入不同量的10μg/mL镉标准溶液,按分析步骤进行测定,结果见表7。

表7 加标回收试验

试验结果表明:镉的回收率较好,在92%～101%之间。

2.6.2 精密度试验

取2008-Cd-01、2008-Cd-02、2008-Cd-03、2008-Cd-04、2008-Cd-05等5个样品,按测定步骤各平行测定9次,结果见表8。

表8 方法精密度试验%

试验结果表明:该方法重复性好、精密度高。

2.6.3 不同方法测定对照

2003-08精锑和2003-11锑白样品在湖南商检局用ICP-AES检测及在本公司质检中心按GBn165.3-82规定的双硫腙光度法测定,其结果与本法测定结果对照如表9。

表9 不同方法检测结果对照%

上述结果表明:本法测定结果与ICP发射光谱和双硫腙光度法测定结果相符。

3 结束语

本方法灵敏度高,具有较好的精密度和准确度,简便、实用。回收率为92%～101%,检出限0.008 2 μg/mL,样品测定下限低于0.000 1%。满足锑品中微量镉测定的要求。

[1] 罗肓池,林春.分光光度法测定环境水样中痕量镉[J].光谱实验室,2003,20(5):790.

[2] 梁志芳,魏利滨.极谱吸附催化波法连续测定铅、镉的方法[J].金属矿山,2003,321(3):33.

[3] 董仁杰.火焰原子吸收光谱法测定污泥中铜锌铅镉镍[J].理化检验-化学分册,2002,38(10):500-501.

[4] 石杰,宋庆国,龚雪云,等.断续流动氢化物发生-原子荧光光谱法测定中草药中有痕量镉[J].分析实验室,2005,24(4):53 -54.

[5] 童玉贵,程群,林碧芬,等.氢化物发生-等离子发射光谱法测定电子五金原件中汞铅镉铬[J].理化检验-化学分册,2006, 42(10):841-842.

[6] 杨先明,王晓燕.原子荧光光谱法同时测定食品中的砷和镉研究[J].职业卫生与病伤,2004,19(4):273.

[7] GBn/165.3-82,锑化学分析方法镉的测定[S].

Abstract:Using the flame AAS technology,It studied the elements of the basis and interference from coexistence elements and instrument analytical parameters in determination of the content of cadmium in antimony products, and determined the best analytical condition.The results show that the way is accurate,reliable,simple and useful.The limit of detection of this way is 0.008 2μg/mL,RSD of the measurement is less than 6%and recovery in range of 92%～101%.

Key words:flame AAS;antimony products;cadmium;determination

Determination of Cadmium Content in the Antimony Products by Flame Atomic Absorption Spectrometry

SONG Ying-qiu1,CUI De-hai1,WU Dong-hua1,ZONG Yi1, MAO Xiao-hong1,LI Bing2
(1.Hsikwangshan Twinkling Star Co.Ltd.,Lengshuijiang417502,China;2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

O657.31

A

1003-5540(2012)04-0065-04

2012-05-09

宋应球(1965-),男,工程师,主要从事锑冶金分析检测研究工作。