硅酸盐岩石—锂、铷和铯量的测定—火焰原子吸收分光光度法.doc

HZ-DZ-GSY-0077 硅酸盐岩石锂、铷和铯量的测定火焰原子吸收分光光度法 1 范围 本方法适用于硅酸盐岩石中锂、铷和铯量的测定，也适用于土壤、水系沉积物和稀有金属矿石中锂、铷和铯量的测定。 测定范围质量分数为0.0015锂、铷和铯。 2 原理 锂、铷、铯是属于易激发的碱金属元素，其熔点、沸点都很低，适于在空气-乙炔火焰中进行原子化，用原子吸收法测定。加入一定量钾盐，可克服电离效应，促进电离平稳向中性原子的方向进行，使基态原子浓度增加，元素的吸光度增强，可提高测定灵敏度，并克服某些元素的增感作用。 试样用硝酸、氢氟酸、硫酸分解，水提取，加入一定量硫酸钾作为消电离剂，在硫酸（149）介质中测定锂、铷。用氢氧化铵-碳酸铵沉淀分离铁、铝、钙、镁后，加入钾盐为电离缓冲剂测定铯。 3 试剂 3.1 硝酸 r1.42g/mL。 3.2 硫酸 r1.84g/mL。 3.3 硫酸 11。 3.4 氢氟酸 r1.15g/mL。 3.5 氢氧化铵 r0.9g/mL。 3.6 钾盐溶液 称取22.3g优级纯硫酸钾K2SO4溶于适量水中，用水稀释至500mL，摇匀。此溶液1mL含20mg钾。 3.7 碳酸铵溶液 r [NH42CO3]100g/L。 3.8 碳酸铵溶液 r [NH42CO3]10g/L。 3.9 锂标准溶液 3.9.1 称取2.6615g在110℃烘干过的碳酸锂Li2CO399.99置于200mL烧杯中，加入20mL40mL水，盖上表面皿，从杯嘴逐滴加入硫酸11，使其溶解完全，加热煮沸2min5min。冷却后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含500mg锂。 3.9.2 吸取20.00mL锂标准溶液3.9.1置于500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含20.0mg锂。 3.10 铷标准溶液 3.10.1 称取0.3905g已于150℃干燥2h的光谱纯硫酸铷Rb2SO4，溶于水中，移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含500mg铷。 3.10.2 吸取20.0mL铷标准溶液3.10.1置于500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含20mg铷。 3.11 铯标准溶液 3.11.1 称取0.3404g已在150℃干燥2h的光谱纯硫酸铯Cs2SO4，溶于水中，移入500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含500mg铯。 3.11.2 吸取50.0mL铯标准溶液3.11.1，置于500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含50mg铯。 3.11.3 吸取50.0mL铯标准溶液3.11.2置于500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含5mg铯。 4 仪器 原子吸收分光光度计，配有锂、铷、铯单元素空心阴极灯，空气-乙炔预混合燃烧器，打印机或记录仪。 5 试样制备 5.1 试样粒度应小于74mm。 5.2 试样应在105℃预干燥2h4h，置于干燥器中，冷却至室温。 5.3 对易吸水的岩石，应取空气干燥试样，在称样的同时按GB/T14506.1进行吸附水的测定，最终以干态计算结果。 6 操作步骤 6.1 预试验 在仪器工作最佳条件下，凡达到下列指标的原子吸收分光光度计，均可使用。 6.1.1 最低精密度要求工作曲线中浓度最高的标准溶液的10次吸光度的标准偏差，应不超过其平均吸光度的1.5；浓度最低的标准溶液不是零浓度溶液的10次吸光度的标准偏差，应不超过浓度最高的标准溶液平均吸光度的0.5。 6.1.2 工作曲线线性工作曲线上部20浓度范围内的斜率表示在吸光度的变化量与下部20浓度范围内斜率之比值，应不小于0.7。 6.2 空白试验 随同试样进行双份空白试验，所用试剂须取自同一瓶试剂。 6.3 试样的测定 6.3.1 称样量 称取1.0000g试样，精确至0.0001g。 6.3.2 试样的分解 将称取的试样置于聚四氟乙烯坩埚中，用少量水湿润，加入3mL5mL硝酸、2mL硫酸11、10mL15mL氢氟酸，置于中温电热板上加热分解至硫酸冒烟数分钟。用少量水吹洗坩埚壁，再蒸至冒白烟。冷却后，加入20mL水，加热溶解盐类，移入50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，放置澄清。 6.3.3 测定锂、铷溶液的制备 分取部分试液6.3.2置于20mL比色管中，加入0.2mL硫酸11，加入2mL钾盐溶液，用水稀释至刻度，摇匀。用作锂、铷的测定。 6.3.4 沉淀分离干扰测定铯溶液的制备 分取部分溶液6.3.2置于烧杯中，稍加热并趁热加入数滴氢氧化铵，冷却后，加入5mL碳酸铵溶液，使铁、铝及碱土金属等一起沉淀，过滤于50mL烧杯中，用碳酸铵溶液洗涤沉淀4次5次。滤液中加入0.4mL硫酸11，于电热板上低温加热浓缩至小体积。取下冷却，移入25mL比色管中，加入钾盐溶液使每mL试液含1mg钾，用水稀释至刻度，摇匀，用作铯的测定。 注1测定试液中，每毫升含1mg钾，对铯的测定有一个恒定的增值，如样品试液中已达到此量，测定时无需加钾。 注2在测定铯的溶液中可以同时测定低含量的铷，在沉淀分离其他元素时，由于沉淀对锂有吸附作用，故测定铯的溶液不能用于锂的测定。 注3碳酸铵的浓度不影响铯的测定，但浓度过大会引起燃烧器狭缝的堵塞。 注4硫酸钾常含有锂、铷、铯，使用前必须检测，选其含量最少者使用，否则由于空白值高而影响结果。 6.3.5 测量吸光度 在原子吸收分光光度计上分别按各自仪器的最佳工作条件进行测量。用试液6.3.3测定锂和铷，锂的测量波长为670.8nm，铷的测量波长为780.0nm。用试液6.3.4测定铯，铯的测量波长为852.1nm。点燃空气-乙炔火焰，用水调零，分别测量吸光度。先用工作曲线系列溶液浓度最大的喷测，并调节火焰状态和燃烧器位置与高度，使测得的吸光度为最大，然后按浓度由低到高的顺序，依次喷测锂、铷或铯的工作曲线系列溶液和待测试样溶液包括空白与标准试样。喷测溶液时均以水调零，每一溶液至少喷测两次，记下获得的稳定读数，求得各自的平均吸光度。 在喷测试样溶液的过程中，须经常喷测工作曲线系列溶液中的某一份，以了解仪器工作情况是否有变化。如果该溶液的读数有明显变化，则须重新喷测全部工作曲线系列溶液后再继续测量。 6.4 工作曲线的绘制 6.4.1 取0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL锂标准溶液3.9.2和铷标准溶液3.10.2，分别置于一系列25mL容量瓶中，加入0.5mL硫酸11，加2.5mL钾盐溶液，用水稀释至刻度，摇匀。按6.3.5进行测量。 6.4.2 取0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL铯标准溶液3.11.3，分别置于一系列25mL容量瓶中，加入0.5mL硫酸11，加2.5mL钾盐溶液，用水稀释至刻度，摇匀。按6.3.5进行测量。 6.4.3 工作曲线系列每一溶液的平均吸光度减去零浓度溶液的平均吸光度，为锂、铷或铯工作曲线系列溶液的净吸光度。以锂、铷或铯的质量为横坐标，净吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。 6.5 将试样溶液的平均吸光度和随同试样的空白溶液平均吸光度，从工作曲线上分别查出试样认和空白溶液中锂、铷或铯的质量，mg。 7 结果计算 按下式1计算锂、铷和铯的含量 wLi、Rb、Cs 1001 式1中 wLi、Rb、Cs锂、铷、铯的质量分数，或10-2； m1从工作曲线上查得的试样溶液中锂、铷或铯的质量，mg； m0从工作曲线上查得的试样空白溶液中锂、铷或铯的质量，mg； V试样溶液总体积，mL； m试样质量，g； V1分取试样溶液体积，mL。 8 参考文献 8.1 DZG93-04. 岩石和矿石分析规程. 稀有金属矿中稀有元素分析规程. 火焰原子吸收分光光度法测定锂、铷和铯量[S]. 西安陕西科学技术出版社，1993，324. 8.2 岩石矿物分析编写组. 岩石矿物分析[M]第一分册（第三版）. 北京地质出版社，1991，606. 3