铜基体中元素

[align=center][b]原子荧光光谱法测定铜合金中铋元素含量[/b][/align][align=center] —巧用"基体效应"简化国标法[/align][b]摘要：[/b]利用将标准系列中加入相应浓度的铜标液，原子荧光光谱法测定铜合金中铋元素含量。实验中称取0.1g左右样品，加入10mL硝酸将其溶解，加入10%硫脲—5%抗坏血酸溶液7.5mL，预处理样品。在20μg/L的铋标准溶液中加入6mL浓度为1000μg/mL的铜标液。实验结果表明：在0～20μg/L的线性范围内，该方法线性关系良好，校准曲线方程为I=138.1670*C+43.8572，相关性系数为0.9996，所测定的样品中铋元素含量结果的相对误差较小，范围在-4.3 %～7.7%之间，精密度在0.4%～4.7%之间。[b]关键词：[/b]原子荧光光谱法 铜合金中铋 国标方法 简化[b]1 问题提出1.1问题描述[/b]铜合金是重要的工业产品，其中杂质含量对于产品的性质有着重要的影响。铜及铜合金化学分析方法GB/T 5121.6-2008中规定了铜合金中铋含量的测定方法。其中第一种方法使用氢化物发生-无色散原子荧光光谱法进行测定。对于测定方法来说，原子荧光光谱法已经是一种成熟的测定铋的方法。但是对于样品的预处理方法，有以下一些见解。首先来看一下国家标准方法中的样品预处理方法。[b]1.2国标方法[/b][img=,653,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171211122558_901_2352694_3.jpg!w653x375.jpg[/img][b]1.3改进设想[/b]从“1.2”中的国标方法描述可以看出，国标方法中的样品预处理方法主要分为7步，自身感觉该方法操作繁琐，对于实验员自身操作要求较高，还很有可能造成待测组分损失。因此就产生一个想法，能否将样品消解后，直接分取，加入硫脲+抗坏血酸溶液掩蔽干扰后直接进行测定。还有一个大胆的设想，若国家标准方法中的预处理是为了掩蔽铜元素对于样品测定的影响，是否可以在进行测定标注曲线配制时在标准溶液中加入铜基体，来消除铜元素对于测定过程的“基体效应”，以简化样品消解过程。为此，进行以下实验。[b]2 实验部分2.1实验材料[/b]（1）仪器设备AFS—930原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）；AS—90自动进样器（北京吉天仪器有限公司）；电热板；其他玻璃器皿，等。（2）实验试剂1000μg/mL铜、铋标准储备液（国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院）；盐酸（优级纯，洛阳昊华化学试剂有限公司）；硝酸（优级纯，成都科龙化工试剂厂）；抗坏血酸（分析纯，西陇化工股份有限公司）；硫脲（天津永晟精细化工有限公司）；硼氢化钾（分析纯，成都市科龙化工试剂厂）；氢氧化钠（分析纯，天津市标准科技有限公司）。10%硫脲—5%抗坏血酸溶液配制：称取10.0g硫脲，5.0g抗坏血酸于250mL烧杯中，加入100mL高纯水，溶解后备用。硼氢化钾溶液（15g/L）：称取5g氢氧化钾于1000mL纯净水中，将其溶解后加入15g硼氢化钾，摇匀。此溶液现配现用。[b]2.2仪器条件[/b]AFS—930原子荧光光度计的工作条件及自动进样器工作条件见表1及表2所示。[img=,690,269]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171212136880_124_2352694_3.jpg!w690x269.jpg[/img][b]2.3样品预处理[/b]称取待测样品0.1g左右（精确至0.0001g）于150mL锥形瓶中，用少量超纯水冲洗瓶壁，加入10mL浓硝酸，放置样品几分钟，待大量气体溢出后，加热消解样品，待样品残余量大概为5mL后，取下样品冷却，定容至25mL比色管中，摇匀样品，备用。[img=,502,372]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171212532509_4913_2352694_3.jpg!w502x372.jpg[/img]移取上述溶液2.50mL于25mL比色管中，加入5mL浓盐酸，加入7.5mL硫脲—抗坏血酸溶液，定容至25mL，摇匀后待测。[b]2.4标准溶液配制[/b]（1）未加铜基体将1000mg/L的铋标准溶液逐级稀释为100μg/L，准确吸取上述溶液5.0mL于25mL比色管中，加入加入5mL浓盐酸，加入7.5mL硫脲—抗坏血酸溶液，定容至25mL，摇匀后待测。此溶液中铋浓度为20μg/L。（2）加入铜基体将1000mg/L的铋标准溶液逐级稀释为100μg/L，准确吸取上述溶液5.0mL于25mL比色管中，加入加入5mL浓盐酸，加入7.5mL硫脲—抗坏血酸溶液，加入6.0mL1000μg/mL的铜标准溶液，定容至25mL，摇匀后待测。此溶液中铋浓度为20μg/L。[b]2.5样品测定[/b]分别在仪器工作条件下，将“步骤2.4”中两组标准溶液以5%盐酸为载流，硼氢化钾溶液（15g/L）为还原剂，测定各个标准溶液的荧光强度，并以浓度值为横坐标，荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线，并在相应的标准曲线下测定各个样品的荧光值，并根据校准曲线计算相应的浓度值。[b]3 结果与讨论3.1消解用酸的选择[/b]分别选择盐酸、硝酸、王水和盐酸+双氧水四种消解方法溶解样品，结果见表3所示。[img=,690,123]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171213476289_2590_2352694_3.jpg!w690x123.jpg[/img]从表3中结果可以看出，利用硝酸消解样品的方法适用于铜合金样品的消解。[b]3.2 10%硫脲—5%抗坏血酸溶液加入量的讨论[/b]取五个25mL比色管，分别加入2.5mL浓度为100ug/L的铋标准溶液，加入5.0mL盐酸，分别加入1.0mL、2.0mL、5.0mL、7.5mL、10.0mL10%硫脲—5%抗坏血酸溶，加入6mL浓度为1000μg/mL的铜标准溶液，摇匀，测定铋浓度。实验结果见图1所示。[img=,690,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171214381234_3990_2352694_3.jpg!w690x252.jpg[/img]从图1中结果可以看出，当10%硫脲—5%抗坏血酸溶液加入量为7.5mL时，所测定的结果最为适宜。[b]3.3校准曲线[/b]将“2.4”步骤中的两组标准系列在“2.2”步骤中的工作条件下进行测定，结果见图2所示。[img=,690,462]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171215150651_8250_2352694_3.jpg!w690x462.jpg[/img][align=center]图2 校准曲线[/align]从图2中的结果可以看出，两种方法所绘制的标准曲线的线性关系良好，校准曲线相关性系数均大于0.999。[b]3.4准确度实验[/b]将利用“步骤2.4”中的两套标准曲线条件下测定待测样品，结果见表4所示。[img=,690,197]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171216425509_7672_2352694_3.jpg!w690x197.jpg[/img]从表4中结果可以看出，未加入铜标液的标准曲线所测定的样品中铋元素含量结果的相对误差较大，范围在-13.0%～-45.0%之间，方法准确度较低；而使用加入铜标液的标准曲线所测定的样品中铋元素含量结果的相对误差较小，范围在-4.3 %～7.7%之间，方法准确度较高。[b]3.5精密度实验[/b]称取所选定的待测样品三份，利用“步骤2.3”消解样品，利用加入铜标液的校准曲线测定样品含量，所测定样品的精密度结果见表5所示。[img=,690,172]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/09/201809171217232039_9513_2352694_3.jpg!w690x172.jpg[/img]从表中结果可以看出，该方法的精密度在0.4%～4.7%之间。[b]4 结论[/b]利用该方法测定铜合金中铋元素含量，可以通过将标准溶液中加入和待测样品中含量大致相同的铜标液，既简化了样品的消解方法，又能获得良好的检测结果。[b]参考文献[/b]铜及铜合金化学分析方法第6部分：铋含量的测定，GB/T 5121.6-2008.