付騰洋
(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 信陽 464000)
人們除了從肉類、蔬菜和糧食中攝取Se 外,還可以從侵泡過的麥飯石水中獲取Se 等有益微量元素,以補充食物中Se 攝取量的不足。麥飯石中(主要是水溶性Se)Se 的含量多少,是衡量其質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標之一。Se 在地殼中的豐度值僅為0.6×10-6(維氏,1949),需用比較高的靈敏度的分析方法,才能準確測定其含量。作者在前人工作的基礎(chǔ)上,建立了發(fā)射光譜法測定麥飯石及巖石中微量元素Se,獲得了滿意的效果。
(1)分析純酸類:硝酸、鹽酸、高氯酸、硫代乙醇酸、乙酸酐、乙酸、濃硫酸。
(2)鎳溶液:取458.2gNiSO4·7H2O 溶于500ml 加熱的蒸餾水中,制成10%左右的鎳溶液備用。
(3)光譜緩沖劑:硫磺粉:氧化鋅=3:1。
(1)WPG—100 型1m 光柵攝譜儀,狹縫10μm,中間光欄2mm,三透鏡照明系統(tǒng)。
(2)脈沖狐光激發(fā),光譜純石墨電板,上電極為園錐形,下電極Ф2.5 mm×4 mm×0.5 mm,不帶頸。
(3)天津短紫外Ⅲ型感光相板。A、B 顯影液1:1 混合,18~20℃,顯影3min。
(4)上海9W 測微光度計,測量狹縫寬度0.15 mm,高度13 mm。以分析線旁背景至-∞為內(nèi)標。ΔΡ-Lgc 繪制工作線。
Se 206.3nm/背景(左側(cè))0.1~30μg
Se 241.4nm/背景(右側(cè))10.0~1000μg
(1)在良好的通風(fēng)條件下,于廣口瓶中,依次加入硫代乙醇酸50ml,乙酸酐35ml,36%乙酸16ml,濃硫酸0.15ml,蒸餾水5ml,充分渾勻,放入15g 脫脂棉,全部侵沒。加蓋放入40~45℃的烘箱中4~5d。取出后用耐酸過濾漏斗抽漏,并用蒸餾水洗至中性,置于濾紙上,在40~45℃的烘箱中烘干,置于密閉避光處保存?zhèn)溆茫?]。
(2)將Se 巰基棉裝入漏斗頸中(內(nèi)徑約5mm),稍壓緊,以控制溶液的流速。至此,一個完好的吸附柱已做成。
(1)稱取光譜純Se 粉25.0g,加入5ml 濃硝酸在水浴上加熱溶解,至清澈。轉(zhuǎn)入350ml 的容量瓶中,用10%的鹽酸溶液稀釋至刻度,配置成每ml 含Se100μg 的標準母液。
(2)將Se 儲備液用10%的鹽酸稀釋,逐漸稀釋成0.5μg/ml 的工作溶液。
吸取Se 標準溶液,配置成0,0.1,0.3…30,100μg 于一組燒杯中。然后以4M 的鹽酸溶液稀釋至30ml,在水浴上加熱煮沸15min 左右,及時搖動,取下放置室溫后,裝于有0.1g 巰基棉柱的漏斗中過濾,控制流速為1~2ml/min。將燒杯和濾紙用10%的鹽酸溶液洗3~4 次。再用氯化鈉飽和的6M 鹽酸(1+1),分三次洗部分殘留元素(Sb3+、Ag+、Cd3+、Hg2-、Bi3+、Pb2+)[2],然后用蒸餾水洗漏斗3~4 次。最后加5 ml10%的鎳溶液為基體改進劑于巰基棉中,以提高其灰發(fā)溫度,避免Se 灰發(fā)跑掉[3]。把巰基棉取出后,用定量紙包好,于10ml 坩堝內(nèi)。置于馬弗爐中,逐漸升溫至450℃灰化,450℃時停5min 后取出。保持冷卻至室溫后,各加入3mg 緩沖劑,磨勻,裝入電極,攝譜測光,繪圖。即為標準曲線(圖1)。
圖1 Se 的標準曲線圖
2.1.1 價態(tài)的影響
因為巰基棉只定量吸附Se(Ⅳ)。所以一定要使樣品溶液在4M 鹽酸中于水浴中煮沸15min 左右。使Se(Ⅴ)、Se(Ⅵ)還原為Se(Ⅳ)。另外還將含Se 溶液經(jīng)硝酸—高氯酸混合酸硝化,使無機和有機的Se2-氧化至Se(Ⅳ),以增加Se 的回收率。
2.1.2 介質(zhì)酸度的影響
巰基棉對Se(Ⅳ)的吸附率與酸度有很大關(guān)系。經(jīng)試驗表明:當(dāng)介質(zhì)為4M 鹽酸時,其Se(Ⅳ)的吸附率最大,酸度太大會降低巰基棉的飽和吸附量,酸度太小則不利于分離基體元素。作者在不同條件下,分別測定了Se 在0.1g 巰基棉上的吸附回收率。結(jié)果見表1。
表1 在給定條件下Se 的吸附率
2.1.3 溶液體積的影響
當(dāng)加入Se 的量達到一定時,巰基棉對其吸附量與它的摩爾濃度成反比。
2.1.4 流速的影響
溶液流經(jīng)巰基棉的速度亦直接影響其對Se(Ⅳ)的吸附率,一般流速控制在1~2 ml/min 為宜。在4M 鹽酸介質(zhì)中巰基棉對Se(Ⅳ的飽和吸附量為14~18 mg/g[4]。一般樣品含Se 較低,故每次用巰基棉0.1g即可。少量樣品可視情況酌情增加。
Se 屬易揮發(fā)元素,激發(fā)電位又比較高,一般電弧激發(fā)達不到要求,選用硫磺粉和氧化鋅作緩沖劑,光譜用改裝過的交流電弧發(fā)生器脈沖弧光激發(fā),以增強其激發(fā)能量,提高其靈敏度。Se 的光譜線較為簡單,處于短紫外光域,所以選用短紫外Ⅲ型相板。上述方法的關(guān)鍵是利用分餾效應(yīng),采取降低電極溫度,充分提高電弧溫度,以利于Se 蒸發(fā)后來不及擴散而得到充分的激發(fā),以提高分析靈敏度。此時Se206.3 mm 的靈敏度可達0.005%[5]。
(1)稱取200 目的麥飯石樣品10g 于100 ml 的燒杯中,加少許蒸餾水濕潤。加入20mlHNO3、6 mlHCI 和4 ml 高氯酸,蓋上表皿。置電熱板上加熱溶解,至高氯酸冒煙即取下冷卻。以下程序同“標準曲線”。
(2)溶解樣品時溫度不宜過高,因Se 在315℃時灰發(fā)。所以當(dāng)煮沸后,應(yīng)及時把燒杯移向電熱板邊緣溫度較低的地方,更不要蒸干。一般情況下Se 的灰發(fā)尚不致于構(gòu)成嚴重的問題。
檢出限、精密度與準確度:根據(jù)IUPAC 的規(guī)定,做空白試驗12份,以空白測定平均值加3 倍空白的標準離差為方法檢出限,此數(shù)值相當(dāng)Se 含量為0.1μg,即為Se 的檢出下限。
在選定的條件下分別對0.80×10-6和0.40×10-6的Se 各測13 次,按公式RSD%=S/C×100 計算其標準偏差分別為12.35%、8.35%(表2)。若裝兩支電極取平均值,則精度會有大的改善。作者對不同麥飯石和巖石樣及風(fēng)化巖石樣中的Se 作了測定,測定結(jié)果與氫化物—無色散原子熒光法測定結(jié)果對比(表3),并與標準樣GSD-5 結(jié)果對比,數(shù)值非常接近。說明發(fā)射光譜法測定Se 結(jié)果的精密度是很好的,其準確度也是比較高的。
表2 分析結(jié)果對照表(×10-6)
表3 不同方法分析結(jié)果對比表(×10-6)
利用發(fā)射光譜法測定麥飯石和巖石中微量元素曬(Se),首先,要進行實驗前的準備,包過試劑、巰基棉及吸附柱的制備和標準液的配制及標準曲線的繪制;然后開始方法實驗,進行樣品測試分析;最后對分析結(jié)果進行質(zhì)量評定,計算多次測定結(jié)果的標準偏差,并與其它方法分析結(jié)果和標準樣進行對比,說明質(zhì)量可靠,準確度較高。在測試分析過程中,應(yīng)用發(fā)射光譜法測定麥飯石和巖石中微量元素曬(Se)其方法是可行的,供從事本行業(yè)的人士借鑒和應(yīng)用。
[1]俞穆清.介紹新型的螯合吸附劑:巰基棉[J].環(huán)境科學(xué),1986,7(3):71-76.
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[3]邵永添,等.電熱石墨爐原子吸收測定礦樣中微量曬碲[J].分析測試通報,1984,,3(3):53-58.
[4]林微.介紹SCF 分離富集技術(shù)[J].冶金分析,1988,8(4):38.
[5]巖石礦物分析編寫組.巖石礦物光譜分析[M].北京:地質(zhì)出版社,1974:223.