陈 璐

吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春 130022

0 引言

磷是一种重要的化工矿物原料，主要用于制作磷肥、以及化学试剂、杀虫剂和防腐剂等，部分用以提取白磷、磷酸及其他磷酸盐的矿物原料。工业上常用作炼制磷青铜，铸造磷生铁、铸铁等。另外磷存在于人体所有细胞中，是人体含量较多的元素之一，位列人体元素含量第六，约占成人体重的1%，也是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。自然界含磷矿物很多，有工业利用价值的主要为磷酸钙[1]。传统的钒钼酸铵光度法用的比较广泛，适用于很多实验室，但过程依然繁复，在进行高含量分析时，不能进行重复取样，需要重新进行样品的前处理工作，给实际工作带来一定的困扰。本论文主要探讨的是对该方法进行部分改良，解决在实际工作中遇到的一些问题，不但可以节省工作强度，和降低实际成本，也能实现高含量样品重复分析问题。

1 实验部分

1.1 主要试剂及设备

主要试剂： 硝酸、 钒钼铵、 钼酸铵、 磷酸二氢钾。

设备：紫外可见分光光度计、实验室离心机。

1.2 标准溶液及试剂的配制

1.2.1 磷标准溶液

称取在110 ℃烘干的基准磷酸二氢钾0.191 7 g，溶于水中，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液为0.1 mg/mL五氧化二磷(实验室用水均为一次去离子水)。

1.2.2 钒钼酸铵显色剂

(1)钼酸铵10 g溶于100 mL水中，加热50～60 ℃，冷却。

(2)钼酸铵0.3 g溶于50 mL水中，再加入1：3硝酸50 mL，冷却。

(3)将溶液(1)徐徐倒入溶液(2)中，边倒边搅拌，再加入浓硝酸18 mL。

1.2.3 标准曲线的绘制

取0,100,200,400,600,800,1 000 μg磷标准溶液，分别加入100 mL容量瓶(或比色管)中，用水稀释至体积约为60 mL，加入25%硝酸5 mL，准确加入10 mL钒钼酸铵显色剂，用水稀释至刻度，摇匀，30 min后上分光光度计比色。

1.3 样品分析对比

新方法：称取0.100 0 g样品于150 mL烧杯中，加入盐酸10 mL、硝酸3 mL，在电热板上加热溶解并蒸发至湿盐状，然后加入少许硝酸，低温蒸干，反复2～3次赶尽盐酸，加硝酸2.5 mL及水15 mL，加热溶解可溶盐，倒入25 mL比色管中，用水定容至刻度，摇匀。取出部分置于实验室离心机中进行离心10 min，准确移取5.0 mL于另一套25 mL比色管中，准确加入2.5 mL钒钼酸铵显色剂，用水稀释至刻度，摇匀，30 min后进行光度测定。

原方法：称取0.100 0 g样品于150 mL烧杯中，加入盐酸10 mL、硝酸3 mL，在电热板上加热溶解并蒸发至湿盐状，然后加入少许硝酸，低温蒸干，反复2～3次赶尽盐酸，加硝酸2.5 mL及水25 mL，加热溶解可溶盐，趁热滤入50 mL容量瓶中，用热水洗涤沉淀及烧杯各3次。滤液冷却后，加入钒钼酸铵显色剂1 0 mL，用水稀释至刻度，摇匀。30 min后光度测定[2,3,4](只阐述各参考文献中相对比较简单的一种)。

2 实验结果

使用北京普析通用T6新世纪紫外可见分光光度计，选择波长450 nm，用2 cm比色皿，在20 ℃、湿度46%条件下进行钒钼酸铵比色改进法测量[5]。

采用的标准工作曲线浓度值依次设定为0，100，200，400，600，800，1 000 μg/100 mL,测得线性相关系数为R=0.999 9。具体情况见图1。

图1 标准工作曲线分析图Fig.1 Analysis chart of standard working curve

然后依次测定待测样品。具体数据见表1。

表1 标准样品分析结果

依据《中华人民共和国地质行业矿产行业标准》中的《地质矿产实验室测试质量管理规范》中对岩石矿物样品化学成分分析的质量管理和有关精密度控制的程序要求，测量值的相对标准偏差必须小于根据标准样品计算得出的YC值，即RSD%<判别值YC%，就表明所测量到数据值符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》有关数据准确度、精密度的要求[6]。具体数据见表2。

表2 测量值与真值的数据统计表

3 讨论及注意事项

3.1 溶解过程

本方法样品溶解过程依据来源于传统的钒钼酸铵光度法，在需要进行过滤的时候进行改进，后续步骤所消耗的试剂也进行同步变更。

3.2 固液分离

本实验采用实验室离心机实现固液分离，而不采取静置12 h以上分离，主要出于以下两方面：

(1) 静置12 h以上分离导致整体分析时间过长，严重影响样品的分析速度。

(2) 经实际实验表明，静置12 h以上并不能保证所有样品实现固液分离，有部分样品即使经过48 h依然不能完全固液分离，最终会导致实验数据偏差很大。

3.3 方法优点

(1) 本方法不涉及过滤，节省工作强度、实验成本和工作空间。

(2) 本方法定容器皿为25 mL比色管，相对于定容100 mL的容量瓶，大幅度省却了一次去离子水和试剂用量，进一步节省工作强度和实验成本。

(3) 遇到高含量磷样品时可以直接重新取样分析，本方法原液可以进行多次使用，实现离心过后的溶液，可以进行少取样工作，重新分析，不必重复前处理待测样品。

3.4 注意事项

(1) 采用电热板加热时，务必保证样品迅速加热至微沸状态，然后低温蒸干，尽可能的赶尽盐酸。

(2) 加硝酸和水加热溶解样品时，尽量把溶液控制在5～10 mL，切勿蒸干，也不要留过大体积，以免不方便定容至25 mL比色管中。

(3) 湿度对显色速度有影响，即25 ℃以上，5 min即可达到最深，15 ℃则需放置30 min才能显色完全。

4 结论

从实验过程来看，本次改良后的方法总体程度上节省了工作强度和成本，从实验结果来看，准确度也完全能够满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》中的分析要求。本论文重点在于对老方法进行局部改良，整体过程灵感和方法依然来源于传统方法。自注意到新途径以来，通过几经实验和不断完善，也不断更新实验中有可能影响实验结果的地方，总体来看，本实验方法的改进还是比较适合实际需要的。

致谢自写这篇论文以来，非常感谢吉林省区域地质矿产调查所实验室的陈义工程师的推荐和精心指导，在论文撰写过程中及时对我遇到的困难和疑惑给予悉心指导，提出了很多有益的改善性意见，对此表示诚挚的谢意。同时，也非常感谢实验室所有同事的热心帮助，给我带来极大的启发。