技術文章
原子熒光標準溶液的配制是一個稀釋的過程,即將購買的高濃度的標準溶液按要求、 比例稀釋到所需濃度,使之成為一個濃度序列,檢定測得的原子熒光值呈線性關系。所以,溶液配制得好壞將直接影響到檢定結果的準確性。 因為砷、銻的測定條件基本相同,所以此兩種元素可以同時測定。因此,JJG939-2009《原子熒光光度計》 檢定規(guī)程要求配制的是兩種元素的混合標準溶液。JJG939-2009中所提供的檢定用試劑和溶液配制方法比較簡單, 下面就原子熒光光度計檢定用標準溶液的配制、保存及注意事項進行總結討論。
一、原子熒光光度計檢定所需試劑及其性質
1.鹽酸:優(yōu)級純(GR)
濃鹽酸為無色或微黃色易揮發(fā)液體,有刺激性氣味。能與水混溶,溶于堿液。 對其的操作應在通風櫥中進行。
2.硼氫化鉀(硼氫化納)
純度不低于95%。 白色至灰白色細結晶粉末或塊狀,吸濕性強,因此需與干燥劑一起存放。能溶于水、液氨,不溶于乙酉迷、苯、烴類,性質穩(wěn)定,還原性強,其溶液在此主要作為還原劑使用。 因為硼氫化鉀溶液見光易分解,其溶液需用棕色瓶避光保存。
3.氫氧化鉀(氫氧化鈉)
分析純(AR)是用來保護硼氫化鉀的。 常溫下是一種白色晶體,具有吸水性、強腐蝕性;易溶于水,同時放出大量熱。
4.硫脲:分析純(AR)
白色光亮苦味晶體,能溶于冷水、乙醇,微溶于乙酉迷,20℃時在水中的溶解度為137g/L。 有毒性,接觸皮膚會吸收,因此配制溶液時應避免與皮膚接觸。
5.二次去離子水
指去離子水經過亞沸蒸餾得到的水, 一般用在物化或分析試驗中。其中,用離子交換法制備的水被稱為去離子水,去離子水不是沒有離子的水,而是經過離子交換得到的沒有干擾離子、pH值為中性的水(干擾離子一般指鈣、鎂、碳酸根、硫酸根等,但是去離子水一般含有的有機物質是不能去除的)。去離子水不同于蒸餾水,蒸餾法只能除去水中非揮發(fā)性的物質,并不能除去溶解在水中的氣體,蒸餾水純度一般不如去離子水,去離子水比蒸餾水電導率更小。通常情況下,普通定量分析蒸餾水就可以, 儀器用水一般根據結果量級選擇用水,低標準是去離子水,這里因為結果量級比較高,因此使用的是二次去離子水。
6.標準溶液
砷標準原液(GBW08611,1000μg/mL,U=1μg/mL,k =2, 中 國 計 量 科 學 研 究 院 )、 銻 (GBW (E)080545,100μg/mL,U=1%,k=2)。
二、原子熒光光度計檢定用試劑配制所需設備
1.天平:大秤量為200g或500g,分度值不大于0.1g。
2.玻璃量具 (* ):100mL、200mL、1000mL容 量 瓶數(shù)個;100mL、500mL燒杯數(shù)個;1mL、5mL、10mL、20mL移液管或吸量管數(shù)個;玻璃棒。
3.其他實驗用器具。
三、原子熒光光度計檢定用試劑配制、保存及注意事項
1.原子熒光光度計檢定用試劑的作用原理
JJG939-2009規(guī)定要配制的是砷、 銻混合 標準 溶液。測定砷和銻的關鍵是將As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)還原為氫化物。 As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)與硼氫化鉀反應的時間較長,As(Ⅲ)、Sb(Ⅲ)更容易形成氫化物。 前處理應將五價砷、銻先還原為三價,因此需要加入硫脲和抗壞血酸進行預還原。JJG939-2009規(guī)定,配制標準溶液時需加入100g/L的硫脲水溶液,未提到抗壞血酸,是因為抗壞血酸的作用是使溶液更加穩(wěn)定并促進還原, 硫脲的作用是還原和對Cu2+Co3+、Ni2+等離子起掩蔽作用, 硫脲和抗壞血酸在一起還原效果更好。 按照JJG939-2009的要求,配制的標準溶液需要現(xiàn)用現(xiàn)配, 則抗壞血酸的添加與否基本無影響。
進行分析時, 在酸性環(huán)境條件下同時加入硼氫化鉀溶液,發(fā)生以下反應:
E為可形成氫化物元素(砷、銻),m可以等于或不等于n。
形成的氫化物被原子化后, 受光源光能所激發(fā)發(fā)生躍遷到較高能級, 并在回到較低能級的同時輻射出原子熒光。
需要注意的是,硼氫化鉀是強還原劑,在中性和酸性的情況下易分解, 與水或空氣中的氧氣和二氧化碳反應,見光易分解。在溶液中加入氫氧化鉀可使其較穩(wěn)定地存在,保持低溫可減緩它的分解。 同時,氫氧化鉀容易與玻璃中的硅發(fā)生反應生成硅酸鈉, 因此配好的溶液要用塑料瓶子進行保存,以保持溶液的有效濃度。如現(xiàn)用現(xiàn)配,在玻璃器皿中影響不大。
2.原子熒光光度計檢定用試劑的配制
(1)100g/L的硫脲溶液的配制
以配制100mL的溶液為例。 在分析天平上稱量10g硫脲(白色晶狀固體,放在小燒杯中用差重法稱量),用少量二次去離子水溶解,玻璃棒輕輕攪動,如溶解不*可適當水浴加熱,但不可溫度過高。用玻璃棒將溶解的硫脲溶液移入100mL的容量瓶中定容。 硫脲溶液配制中,可加入抗壞血酸,亦可不加。
(2)100ng/mL的砷、銻標準儲存液的配制
逐級稀釋法,可以降低誤差,提高準確性。 所以在稀釋砷、銻標準溶液時,分兩步稀釋,以得到標準儲存液。 用移液管或吸量管分別吸取砷標準溶液1mL、銻標準溶液10mL溶于100mL的容量瓶中, 用二次去離子水定容,配制成10μg/mL的砷、銻標準中間液。 再吸取1mL配制好的10μg/mL的砷、銻標準中間液于100mL容量瓶中,用二次去離子水定容。
(3)檢定用砷、銻標準混合溶液的配制
用移液管或吸量管分別吸取100ng/mL砷、 銻標準儲存液0mL、1.0mL、5.0mL、10.0mL、20.0mL于100mL容量瓶中, 分別加入100g/L的硫脲溶液20mL、 濃鹽酸10mL,用二次去離子水稀釋至刻度。
(4)5%鹽酸溶液的配制
用量筒量取50mL的濃鹽酸, 加入約200mL二次去離子水稀釋,然后移入1000mL的容量瓶中,用二次去離子水定容。
(5)硼氫化鉀溶液的配制
硼氫化鉀的濃度由被測元素濃度確定, 載液酸濃度由硼氫化鉀的濃度確定,終廢液呈酸性。日常檢定中,配制1.5%的硼氫化鉀溶液基本滿足檢定要求。具體配制方法是:在電子天平上稱取15g硼氫化鉀溶于預先加入5g氫氧化鉀的200mL二次去離子水中, 攪拌至溶解,用玻璃棒引流轉移至1000mL容量瓶中,再用二次去離子水稀釋至刻度。
3.溶液配制中的注意事項
(1)對溶液配制時所使用的玻璃量具根據分析方
法的不同進行清洗。測定微量元素用的玻璃器皿,首先用毛刷蘸水刷洗, 用水沖去可溶性物質及刷去表面黏附的灰塵,接著將滴管、吸量管、小試管等浸于10%硝酸溶液中8h以上,然后用純水沖凈。洗凈的玻璃器皿倒計置時,水流出后器皿壁應不掛水珠。至此再用少量純水刷洗玻璃器皿3次,洗去自來水帶來的雜質,自然瀝干。
(2) 要 注 意配 制 的 溶液 的 單位 是 質量 濃 度 還 是體積濃度。
(3)固體試劑在燒杯中溶解后,用玻璃棒引流移入容量瓶,用二次去離子水少量多次清洗燒杯和玻璃棒,將清洗用水也倒入容量瓶, 燒杯和容量瓶至少要清洗3~4次。
(4)定容時,先加二次去離子水稀釋至約3/4體積,再將容量瓶平搖幾次(切勿倒轉搖動),作初步混勻。接著將二次去離子水加至接近刻度處,再一點點加入,使溶液的凹面與容量瓶刻線相切。然后用玻璃塞塞好,來回顛倒容量瓶數(shù)次使溶液充分混合均勻。
(5)使用移液管或吸量管量取試劑時,要先用欲取溶液淋洗2~3次后方可操作。
(6)吸取溶液時,移液管或吸量管的下口插入欲取的溶液中不能太淺或太深,太淺會產生吸空,把溶液吸到洗耳球內弄臟溶液,太深又會使管外黏附過多溶液。
(7)為減少測量誤差,吸量管每次都應將上面的刻度作為起始點,往下放出所需體積,而不是放出多少體積就吸取多少體積。除吹出式吸量管外,殘留在吸量管末端的少量溶液,不可用外力強行使其流出。
(8)容量瓶使用前要進行試漏,即在瓶內裝入自來水到標線附近,蓋上塞,用手按住塞,倒立容量瓶,觀察瓶口是否有水滲出,如果不漏,把瓶直立后,轉動瓶塞約180°后再倒立試一次。
(9)不要用容量瓶長期存放配好的溶液,配好的溶液如果需要長期存放,應該轉移到干凈的磨口試劑瓶中。
(10)容量瓶長期不用時應該洗凈,把塞 子 用 紙 墊上,以防時間長后,塞子打不開。
(11)還原劑濃度由試樣來定,載流液濃 度 由 還 原劑濃度來定,后廢液呈酸性。 如果不是酸性,硼氫化鉀會在管道壓力低處沉淀,而后堵塞。
(12)實驗室內不能放置食物,以免交叉感染。
(13)如對自己所配硼氫化鉀溶液和載流液濃度存懷疑態(tài)度,可用pH試紙測試一下,如廢液呈酸性,則滿足實驗要求;如廢液呈堿性,則硼氫化鉀溶液濃度過高。
(14)標準儲存液也可用5%鹽酸來制備,溶液性質會更加穩(wěn)定,可保存較長時間。
4.原子熒光用溶液的保存
除標準儲存液在0~5℃條件下可保存6個月外,其他溶液好現(xiàn)用現(xiàn)配。