原子吸收光譜法和ICP―AES測定礦物中銣的比較探索

　　摘 要：銣在礦物中是一種稀有的堿性元素，它在礦物中的含量微小，對于這種微量元素的含量測定，對測定方法的精密度和準確性要求很高。本文分別從檢出限，測量范圍，精密度，準確度以及回收率對原子吸收光譜法和ICP-AES兩種方法測定礦物中銣的含量進行了比較探索，結果證明，原子吸收光譜法測定礦物中的銣時其檢出限相對更低，但是測量的線性范圍更窄。兩者測量的準確度和精密度都能符合要求，但是隨著樣品濃度的增高，原子吸收光譜法的精確度和準確度會相對下降。 
　　原子吸收光譜法主要用于痕量元素的測定分析，其靈敏度高，選擇性好，但是測定范圍較窄，而且樣品處理較復雜，需排除各種雜質的干擾，在銣的測定中，需要加入硫酸鉀消除電離的干擾后才可測定。兩種方法的優缺點不同，因此用于測定礦物中的銣時也會有不同的效果。以下進行比較。 
　　一、實驗儀器，試劑以及實驗條件 
　　（一）主要的實驗儀器 
　　梅特勒AE240型電子天平，AA-7003型火焰/石墨爐原子吸收分光光度計（北京華銳新儀科技有限公司），Optima7000全譜直讀電感耦合等離子體發射光譜儀（珀金埃爾默儀器（上海）有限公司），ECH-Ⅱ型微機控溫加熱板（上海新儀微波化學科技有限公司），聚四氟乙烯坩堝。另外，為了消除其他重金屬微量元素的干擾，所有實驗的玻璃器材及坩堝都要用2%的優級純硝酸提前浸泡兩小時。 
　　（二）主要實驗試劑 
　　氫氟酸（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；鹽酸（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；硝酸（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；硫酸（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；銣標準儲備液（1000ug/ml）；銣中間液（100ug/ml）；硫酸鉀溶液（20g/L）；雙蒸水。 
　　（三）實驗的最佳條件 
　　兩種方法中銣的測量波長為780nm，根據儀器情況和銣的測定條件設定最佳測量條件。其中原子吸收光譜法的測量最佳條件為：燈電流為4mA，狹縫寬度為0.3nm，燃燒器的高度為8.0mm，空氣流量為3.0L/min，乙炔流量為1.0L/min。 
　　ICP-AES測定的最佳條件為：高頻發生功率：1.0kW，觀測高度：10mm，冷卻器流量12.0L/min，載氣流量：0.6L/min，輔助器流量：1.0L/min。具體情況可以根據實驗中需要調至最佳狀態。 
　　二、實驗步驟 
　　提前準備好實驗所用器具，按照有關實驗標準配備好實驗中用到的試劑。 
　　（一）樣品處理 
　　在電子天平上準確稱取兩份約0.2g的樣品，置于聚四氟乙烯坩堝中，先向兩份樣品中各加入15ml的混酸（氫氟酸：鹽酸：硝酸-3：3：1），再于另外兩個空坩堝中加入相等量的混酸作為兩者的空白樣品，然后放在加熱板上于150℃加熱分解至白煙散去，取下放冷，在用AAS法測定的樣品中加入4ml的50%的硫酸，在用ICP-AES測定的樣品中加入4ml50%的鹽酸，在兩者的空白樣品中各加入對應的試劑，在加熱板上繼續加熱至鹽溶解完全，取下冷卻，用雙蒸水定容于25ml容量瓶中，待測。另外，在用AAS法測定的樣品和空白樣中均加入2.5ml的硫酸鉀溶液。 
　　（二）檢出限，測量范圍，精密度，準確度，回收率的測定方法 
　　1.檢出限檢測 
　　將兩種方法的空白樣品各在儀器上進樣7次，計算測定結果，將測得結果的相對標準偏差的3倍數值作為兩種方法的最小檢出限。 
　　2.測量范圍 
　　以儀器使用方法指導中對各重金屬的測定條件及進樣濃度為指導，分別配置兩組不同濃度的標準溶液。 
　　第一組： 
　　0.00ug/ml，2.00ug/ml，4.00ug/ml，6.00ug/ml，8.00ug/ml，10.001ug/ml， 
　　12.00ug/ml，16.00ug/ml，20ug/ml 
　　第二組： 
　　0.00mg/ml，10.00mg/ml，50.00mg/ml，100.00mg/ml，150.00mg/ml， 
　　200.00mg/ml，250.00mg/ml，300.00mg/ml 
　　將第一組溶液用第一種方法進樣，將第二組溶液用第二種方法進樣，做出標準曲線，比較實際值和理論值，以及標準曲線的相關系數。 
　　3.精密度 
　　將6.00ug/ml的標準溶液分別用兩種方法進樣，各進樣六次，測得實驗結果以及RSD值。比較兩種方法的精密度。 
　　4.準確率 
　　分別稱取國家標準樣品GSD-5、GBW07154各七份，按照兩種測量方法對標準物質進行平行測定，比較測定的結果以及相對標準偏差。 
　　加標回收率 
　　稱取兩份一定量的國家標準樣品GSD-5并配制成濃度為5.02ug/ml的本底溶液，在本底溶液定容前各加入一定量的銣標準溶液，使定容后的加標量濃度各為2.00ug/ml，4.00ug/ml。用兩種方法分別進樣，平行測定5次，計算平均值，比較回收率。 
　　三、測定結果比較 
　　（一）檢測限比較 
　　經過實驗測定，AAS的最小檢測限為0.009ug/ml，ICP-AES的最低檢測限為0.030ug/ml，可以看出，AAS的檢測限要遠遠小于ICP-AES的檢測限。 
　　（二）測定范圍比較 
　　從實驗數據可以分析出，AAS的最佳測定范圍為0.00～12.00ug/ml，當超出這個范圍時，標準曲線的相關系數開始降低，增大至20ug/ml時，相關系數下降到0.9990以下，測量數據無參考價值。ICP-AES的最佳測定范圍經測定可以看出為0.00～150.00ug/ml，當濃度達到300ug/ml時，相關系數在0.9990～0.9999之間，結果仍有價值。 
　　（三）精密度比較 
　　從表1可以看出，兩種方法的精密度都符合規定且相似。 
　　（四）樣品的含量測定比較 
　　處理后的樣品和樣品空白分別平行進樣三次，測定結果，在AAS法測得的樣品含量為0.202ug/ml，ICP-AES法測得的樣品含量為0.205ug/ml，兩者的RSD均符合標準，可以看出，兩種方法測定的結果基本相符。 
　　四、結束語 
　　通過兩種方法的對比可以得知，兩種方法對于測定礦石中的銣均有效。目前國內AAS法測定銣主要采用的使火焰法[3]，其優點是靈敏度高，檢測限低，但是其檢測范圍窄，對銣含量高的樣品無法測定，因此，ICP-AES是相對好的測定礦物中銣的方法，適合大批量樣品的分析。