食用玉米爆米花中铅含量检测方案(电化学工作站)

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化学与生物工程2007，Vol. 24 No.3分析测试，Chemistry & Bioengineering 陈向明等：微波消解-方波溶出伏安法测铅/2007年第3期78 微波消解-方波溶出伏安法测铅 陈向明，林富荣，佟珊玲，阎 雁，杨克儿 (汕头大学化学系，广东汕头515063) 摘 要：利用微波消解样品，再以电化学方波溶出伏安法检测样品中铅的含量并确定了最佳测定条件。结果表明，以微波消解-方波溶出电化学方法分析样品中铅含量，方法简便、快速、灵敏、准确。 关键词：微波消解；电化学；伏安法；方波；线性扫描；溶出 中图分类号：0657.14 R155.5 文献标识码：A 文章编号：1672-5425(2007)03-0077-02 测定食品中铅的方法主要有石墨炉原子吸收法、火焰原子吸收法和双硫腙比色法，各自存在一定缺陷。目前，微波技术已广泛用于样品消化前处理，可在短时间内完成分析样品的消解，具有耗用试剂少、空白值低、元素损失小和回收率较高的特点2。同时，电化学分析法是近年来发展较快的食品中重金属检测的方法，它以经典极谱法为依托，衍生出示波极谱法、阳极溶出伏安法等，具有检出限低和灵敏度高的优点。其中方波溶出法可检测血液和镀铬液中微量的铅I3~5] 作者在此采用微波消解样品-方波溶出伏安法检测样品中的铅，结果令人满意。 1 实验 1.1 样品、试剂与仪器 测定样品为食用玉米爆米花，所用试剂均为分析纯以上级。 LK98B Ⅱ型微机电化学分析系统，三电极系统：工作电极为镀汞玻碳电极、参比电极为饱和甘汞电极、对电极为铂电极，操作条件：初始电位和电积电位均为-0.8000V，电积时间为60s，电位增量为4mV，扫描速度为100mV·s，灵敏度为10 uA·V，滤波参数为10 Hz，放大倍率为1，平衡时间为10s，方波幅度为10mV，方波周期为50 ms，天津兰力科化学电子高技术有限公司；XT-Ⅲ型压力自控密闭微波消解仪，新拓微波溶样测试技术有限公司。 1.2 方法 1.2.1 原理 被测金属离子在一定的电位下，还原为金属单质 而沉积在电极表面，然后进行电位扫描，使被测金属从电极上溶出进入溶液。在线性变化的电位上，迭加高频小振幅的连续方波电位，记录溶出过程中电流-电位曲线，进行金属离子含量的分析。 在标准曲线的绘制中，首先进行电极镀汞，将玻碳电极先用Al203抛光，再用湿滤纸反复擦拭几次，用沾有50%乙醇液的滤纸擦拭几次，最后用水冲洗干净.并拭干。连接好三电极系统，置入20mL镀汞液中，控制电位为-0.8000V，富集-溶出，反复镀汞4次。镀汞结束后，汞膜呈灰白色、均匀完整、无麻点、无残缺方可使用。 1.2.2 微波消解样品 在测定样品中铅含量前，首先进行样品的消解。称取研磨好的爆米花0.2g左右(精确至0.0001g)，置于聚四氟乙烯衬套中，加入4mL浓硝酸、1mL过氧化氢(30%)，盖内盖，晃动数次，然后将溶样杯放进60DM-1型高压消解罐中，加罐盖，置入微波炉内，设置压力档为第2档(112MPa)，微波加热10 min。取出稍冷，通入氮气，赶尽NO2。 1.2.3 铅含量测定 取20 mL 0. 1 mol·L的NH4Cl 溶液于小烧杯中，连接好三电极系统，测空白峰高。用移液管加入铅标准溶液0.1mL，每次加标样后煮沸1 min ，进行方波溶出，测峰高，以标准加入法测定外推，测定样品中的铅含量。 2 结果与讨论 2.1 最佳测定条件的确定 2.1.1 底液的选择 ( 收稿日期：2006-11-17 ) ( 作者简介：陈向明(1962-)，男，广东汕头人，讲师，主要从事有机合成的研究。 ) 分别采用NH4Cl、KNO3、KCl 等作为底液介质，发现用NH4Cl溶液作底液时，灵敏度较高、峰形较好、峰电流较大、空白电流较小，所以选择NH4Cl溶液作为底液介质。 2.1.2 富集电位的选择 富集电位在-0.5~-1.0V之间时，峰电流变化很小，基本趋于平稳。富集电位低于-1.0V时，峰电流变小，峰电位右移变大。为保证有较好峰形与较大的峰电流，同时又防止电位较负时其它离子的溶出对铅的干扰，选择最佳富集电位为-0.8V。 2.1.3 电位增量的选择 当电位增量小于10mV时，随着电位增量的增大，峰电流呈上升趋势；电位增量为10mV时，峰电流最大，此时峰形较好；电位增量大于10mV以后，随着电位增量的增大，峰电流和峰电位逐渐减小，峰变得不对称，峰形变差。所以选择最佳电位增量为10mV. 2.1.4 方波周期与方波幅度的选择 方波周期小于40ms时，随着方波周期的增大，峰电流逐渐增大；方波周期在45~70ms之间时，方波周期对峰电流的影响不大；方波周期较大时，扫描速度变慢，测定时间延长。所以选择50 ms作为最佳方波周期。 方波幅度小于20mV时，峰电流随着方波幅度的增大而增大；方波幅度在20~40mV之间时，峰电流趋于平稳，变化不大；方波幅度大于50mV时，峰电流逐渐变小，峰形变差。由于方波幅度在15mV时峰形最好，所以选择为15mV最佳方波幅度。 2.1.5 富集时间和最佳平衡时间的选择 经过实验测定，选取最佳富集时间为30s、最佳平衡时间为10 s。 2.2 样品测定结果 将已经处理好的样品，通过两次加入标准溶液，分别测得峰高，铅和汞的方波溶出曲线见图1。 图1 铅(a)和汞(b)的方波溶出曲线 g.1 Square wave leaching curves of lead(a) and mercury(b) 用外推法求得样品中铅的含量。测得爆米花中铅的含量为0.14 mg··kg 用铅标准溶液进行测定，本实验的检出限为0.1502ugg(试剂空白值标准差的3倍)。相对标准偏差为4.6%。 3 结论 用微波消解的方法处理样品，具有消解速度快、操作简便、消解完全等优点。样品中铅含量的最佳测定条件如下：以NH4Cl溶液为底液介质，富集电位为-0.8V，电位增量为10mV，方波周期为50 ms，方波幅度为15mV，富集时间为30s，平衡时间为10s。用微波消解-方波溶出伏安法测定Pb含量，简便、快速、灵敏、准确。 ( 参考文献： ) ( [1] 汤龙，连太兰，张燕，等.白酒中铅、锰含量的方波溶出伏安法测 定[].酿酒，2000，27(5)：73-74. ) ( [2] 任乃林，李红，曾青华.密闭微波消解-AAS法测定牡蛎的金属元 素[J].化学世界，2005，46(2)：83-85. ) ( [3] 汤龙，连太兰.微量血铅中的方波溶出伏安法测定[J].职业与健 康，2001，17(5)：42-43. ) ( [4] 陶建中，杨凤霞，谷永庆.方波溶出伏安法测定镀铬液中微量铅 [].电镀与环保，2005，25(1)：30-31. ) ( [5] 邹如意，杨秀培，许秀琴，等.方波溶出伏安法同时测定废水中微量的锌、镉、铅和铜[J].沈阳师范大学学报(自然科学版)，2004， 22(2)：122-124. ) Determination of Lead by Micro wave Digestion- Volta mmetryof Square Wave Leaching Method CHEN Xiang ming，L IN Furrong， TONG Shan-ling， YAN Yan， YANG Ke-er (Department of Chemistry， Shantou University， Shantou 515063， China) Abstract ：A new electrochemical method was established to analyze lead in samples by voltammetry of square waveleaching after pre-treatment of microwave irradiating digestion，and the optimum determination conditions were ex-plored. The results showed that for determination of lead content ，the microwave digestion voltammetry of square waveleaching was quick ， convenient ， sensitive and accurate. Key words ： microwave digestion； electrochemistry； voltammetry； square wave； linear sweep； leaching ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net