劉曉燕,羅江波
(1.湖北省黃石市大冶有色設(shè)計(jì)研究院檢測(cè)檢驗(yàn)中心,湖北 黃石 435000;2.湖北省黃石市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所,湖北 黃石 435000)
在原子熒光光譜法分析金屬、合金的過程中,操作者可以利用共沉淀法,向溶液中加入沉淀劑,并得到成分均一的沉淀物,從而去除光譜試驗(yàn)中的干擾元素,完成溶液中各微量元素的測(cè)定,提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此操作者要深入分析共沉淀法的運(yùn)用方式,優(yōu)化金屬、合金分析工作的效果。
在原子熒光光譜分析法中,金屬與合金的試劑樣品中通常存在干擾基體,它們經(jīng)常在受熱解離等試驗(yàn)步驟中與溶液中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),造成溶液成分的不穩(wěn)定,干擾最終的光譜呈現(xiàn)效果,增加分析工作的誤差,其中鐵元素作為一種主要的干擾因素,能夠與還原劑硼氫化鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀物,影響目標(biāo)元素的測(cè)定。在鋼鐵樣品的分析中,操作人員可采用共沉淀法,來去除樣品中的鐵元素,排除外界干擾。在共沉淀法中,工作人員通常會(huì)采用氨水作為共沉淀劑,分離、去除溶液中的鐵元素,之后將處理過的試樣放入原子化器中進(jìn)行受熱解離,使目標(biāo)測(cè)定元素轉(zhuǎn)化為原子蒸汽狀態(tài),最后經(jīng)過熒光強(qiáng)度測(cè)試,工作人員可發(fā)現(xiàn)共沉淀法能夠消除鐵基質(zhì)內(nèi)銻、錳、錫等物質(zhì)對(duì)目標(biāo)元素測(cè)定的干擾,在很大程度上提高了光譜分析法的準(zhǔn)確性。
鎳基質(zhì)中通常會(huì)含有銅、鈷等元素,如果試樣中的鎳基質(zhì)濃度過高,會(huì)抑制目標(biāo)測(cè)定元素的熒光信號(hào),為原子熒光光譜分析試驗(yàn)帶來極大的干擾,因此在試驗(yàn)前,工作者需要用共沉淀法將其分離出來,降低該因素對(duì)金屬、合金分析工作的影響。在共沉淀法的應(yīng)用中,經(jīng)過多次試驗(yàn),對(duì)于不同的目標(biāo)待測(cè)元素,會(huì)造成干擾現(xiàn)象的鎳基質(zhì)濃度不同,因此工作人員需要根據(jù)具體的待測(cè)目標(biāo)元素性質(zhì),來采取對(duì)應(yīng)的沉淀劑,保證該方法的操作效果。一般情況下,操作者會(huì)在試劑中加入氨水,創(chuàng)造一個(gè)堿性環(huán)境,然后加入鑭含量小于80mg/L的硝酸鑭溶液,以免遺留干擾元素,此時(shí),硝酸鑭就會(huì)在堿性條件下與鎳基質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成沉淀,待操作者將沉淀分離后,其中殘余的雜質(zhì)元素就會(huì)大幅度減少,并且不會(huì)干擾正常的熒光試驗(yàn),保證光譜圖分析工作的有效性。
在原子熒光試驗(yàn)中,銅基中不僅含有大量的干擾元素,而且二價(jià)的銅離子會(huì)在管道中與硼氫化鉀產(chǎn)生大量的反應(yīng),生成黑色的沉淀物,當(dāng)沉淀物與硫脲和抗壞血酸這兩種還原劑混合后,則會(huì)形成具有較強(qiáng)吸附、包裹能力的乳白色沉淀,它能夠阻攔待測(cè)元素的氫化物到達(dá)原子化器,大幅度降低熒光信號(hào),影響試驗(yàn)的正常進(jìn)行,因此操作者需要采用共沉淀法,先將銅基排除,再進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。在共沉淀法的運(yùn)用中,銅基的排除可以采用多種沉淀劑,都能達(dá)到較好的效果,以8-羥基喹啉乙醇(5+95)溶液為例,一般來講1.5ml~2.0ml的該種溶液能夠沉淀10mg的銅基,但在此過程中,為了避免該溶液與試樣生成的沉淀吸附目標(biāo)待測(cè)元素,操作者需要在試樣中加入鋁溶液來調(diào)節(jié)試劑中的PH值,并將PH值控制在6,這樣就可以令最終生成的沉淀物呈松散顆粒狀,確保了目標(biāo)待測(cè)元素不受干擾,從而深入優(yōu)化了共沉淀法在原子熒光試驗(yàn)中的應(yīng)用效果。
氫化物干擾是指試劑中的干擾基質(zhì)會(huì)生成揮發(fā)性的氫化物,并摻入目標(biāo)待測(cè)元素的氫化物中,影響后續(xù)熒光試驗(yàn)的效果,在此過程中,鉛基質(zhì)作為一種容易生成揮發(fā)性氫化物的主要基質(zhì),操作者應(yīng)該在試驗(yàn)之前利用共沉淀法,將該基質(zhì)從試劑中分離出來,降低雜質(zhì)氫化物的干擾。在共沉淀法的應(yīng)用中,人們主要采用兩種沉淀劑,即硫酸和鹽酸,硫酸與鉛形成的沉淀,相較于鹽酸鉛沉淀,其溶解積更小,由于不同鉛基質(zhì)對(duì)不同元素的干擾濃度限量不同,因此操作者要根據(jù)實(shí)際情況來選用合適的沉淀試劑,保證共沉淀法的運(yùn)用效果,以錫的測(cè)定為例,經(jīng)過以往的試驗(yàn)研究可知,當(dāng)錫的溶液中含有200mg/L濃度的鉛時(shí),會(huì)對(duì)試驗(yàn)造成干擾,鑒于錫的鉛基質(zhì)干擾濃度限量較小,因此工作者需要使用硫酸來作為沉淀劑,降低鉛沉淀物的溶解積,使鉛基質(zhì)能夠被順利去除,提高原子熒光光譜分析工作的準(zhǔn)確性。
在共沉淀法的應(yīng)用中,工作人員可以通過向試劑中加入有機(jī)共沉淀劑,來得出較為純凈的待測(cè)定元素沉淀,然后利用燒灼法去除沉淀中的有機(jī)共沉淀劑,最后得到目標(biāo)待測(cè)定元素,提高原子熒光光譜分析金屬、合金操作的準(zhǔn)確性。在燒灼法中,共沉淀試驗(yàn)采用的方法主要有三種,即膠體型、離子締合物型以及惰性沉淀型,操作者可以根據(jù)實(shí)際情況,來采用不同的沉淀方式,保證待測(cè)元素的提取效果。此外,共同沉淀法在灼燒法去雜質(zhì)的應(yīng)用中,所需的有機(jī)共沉淀劑種類較多,給予工作者的選擇空間較大,同時(shí),采用該方法基本可以得到純凈、均一的待測(cè)元素沉淀,因此效果也比較好。但由于該種方式需要對(duì)沉淀進(jìn)行灼燒,所以操作者要注意有機(jī)溶劑的使用量,如果用量過大就一定要把控好沉淀中有機(jī)共沉淀劑的量,避免大量的有機(jī)物進(jìn)入灼燒用的爐頭,導(dǎo)致火苗不穩(wěn)定,影響最終灼燒操作的效果。
在原子熒光光譜分析工作中,共沉淀法的應(yīng)用可以將目標(biāo)待測(cè)物質(zhì)與干擾物質(zhì)相分離,保證熒光試驗(yàn)的正常進(jìn)行,在此過程中,操作者通過使用無機(jī)共沉淀劑,吸附痕量元素或與其反應(yīng)形成混合晶體,來達(dá)到物質(zhì)分離效果,實(shí)現(xiàn)吸附法去雜質(zhì)的操作。在具體操作上,工作者通常會(huì)采用氫氧化物沉淀分離法、硫酸根沉淀分離法以及硫化物沉淀分離法這三種方式,操作者應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況來選取合適的沉淀方式,保證生成的沉淀溶解度小、穩(wěn)定性強(qiáng)、物質(zhì)純度高。此外,在部分試樣的沉淀分離操作中,工作者可以采取調(diào)節(jié)溶液PH值的方式,來分層逐步沉淀出所需物質(zhì),提高共同沉淀法的效用,同時(shí),在混合晶體沉淀中,操作者要注意盡量使載體與痕量元素的半徑接近,確保最后形成的晶格相同,使溶液中的雜質(zhì)能夠被順利排出,優(yōu)化光譜分析工作的準(zhǔn)確性[2]。
綜上所述,共沉淀法在原子熒光光譜分析中的應(yīng)用能夠提升金屬、合金分析檢測(cè)水平。在分析工作中,操作者利用共沉淀法可以維護(hù)試樣中物質(zhì)的穩(wěn)定、避免待測(cè)元素的熒光信號(hào)受到抑制、確保試驗(yàn)正常進(jìn)行、去除鉛基質(zhì)干擾、有效提取目標(biāo)待測(cè)元素、使雜質(zhì)被順利去除,從而優(yōu)化分析操作效果。