氢化物发生-原子荧光光谱法测定瓜尔胶中砷和铅.pdf

第6 1 卷第4 期 2009 年I1 月 有色金属 N o n f e r r o u 8M e t M s V o L6 1 ，N o ．4 N o v e m b e r ．200 9 氢化物发生一原子荧光光谱法测定 瓜尔胶中砷和铅 曾红 北京矿冶研究总院，北京10 0 0 4 4 摘 要采用氢化物发生一原子荧光光谱法测定瓜尔胶中砷和铅。对仪器工作条件和氢化物发生条件进行选择和优化。方 法对砷和铅的检出限均为0 ．0 1 斗∥L ，精密度 R S D ，n 6 为5 ．9 4 ％一1 0 ．7 ％，砷平行加标回收率为9 6 ．5 ％，铅平行加标回收率为 9 2 ．9 ％。 关键词分析化学；瓜尔胶；原子荧光光谱法；氢化物；砷；铅 中图分类号0 6 5 7 ．3 1文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 9 0 4 0 1 8 9 0 4 由于瓜尔胶独特的性能，瓜尔胶及其衍生物目 前已作为增稠剂、稳定剂、起泡剂、絮凝剂等而广泛 用于食品、纺织、医药、石油、造纸、炸药、化妆品等领 域中，是除纤维素之外用量最大的天然高分子。对 于用作食品添加剂，瓜尔胶能提高食品粘度或与食 品形成凝胶，使食品获得所需的形状和硬、软、黏稠 等各种口感。北京天然植物胶发展中心就食品类瓜 尔胶制定了企业标准，其中对砷、铅等对人体有害的 元素规定其技术要求为砷≤3 ．0 i x g ／g ，铅≤1 0 ．o i x s ／ g 。测定痕量砷铅的方法主要有光度法⋯、原子荧光 光谱法旧。8 1 、电热原子吸收光谱法⋯、I C P ．A E S 法一1 、I C P ．M s 【I 刚法等，而氢化物发生．原子荧光光谱 法由于具有较好的抗干扰能力，线性范围宽，分析速 度快，单位分析的消耗低等优点而被广泛应用。利 用硝酸- 高氯酸消解瓜尔胶样品，氢化物发生一原子 荧光法测定了其中砷、铅，该法简便易行，快速准确。 1实验方法 1 ．1 主要仪器和试剂 测试仪器为P F 6 多道全自动原子荧光光谱仪， 带有石英炉原子化器，断续流动仪及微机处理系统。 使用砷空心阴极灯和铅空心阴极灯。 使用的主要试剂有硝酸- 高氯酸 4 1 混合酸、 盐酸 1 1 、硫脲 5 0 9 ／L 一抗坏血酸 5 0 9 ／L 混合 溶液、硼氢化钾溶液 1 5 9 ／L 由3 9 K B H 。溶于 收稿日期2 0 0 8 0 9 0 9 作者简介曾红 1 9 7 4 一 ，女，甘肃天水市人，高级工程师，硕士。 主要从事天然植物胶及其衍生物产品等方面的研究。 2 0 0 m L K O H 溶液 1 0 9 ／L 配制而成、铁氰化钾溶液 1 0 0 9 ／L 、高纯氩气 质量分数不小于9 9 ．9 9 9 ％ 。 砷标准储备溶液 1 0 0 0 t L g ／m L 和铅标准储备溶液 1 0 0 0 I x g ／m L 均由国家标准物质研究中心配制。砷 标准溶液 1 肛g ／m L 由砷标准储备溶液逐级稀释配 制，铅标准溶液 1 斗s ／m L 由铅标准储备溶液逐级 稀释配制。 试验中所用盐酸、硝酸、高氯酸均为高纯试剂， 硼氢化钾、氢氧化钾均为优级纯试剂。用水为超纯 水 1 8 ．2 M n 。 1 ．2 样品溶液的制备 称取2 ．0 0 9 精确至0 ．0 0 0 1 9 试样，置于1 0 0 m L 烧杯中，加入1 0 m L 硝酸一高氯酸混合酸，摇匀浸 泡，放置过夜。次日置于电热板上加热消解，至消化 液呈淡黄色或无色 如消解过程色泽较深，稍冷补 加少量硝酸，继续消解 ，稍冷加入2 0 m L 水再继续 加热赶酸，至消解液0 ．5 1 ．0 m L ，冷却后用少量水 转入2 5 m L 容量瓶中，并加入0 ．5 m L 盐酸 1 1 ， 以水定容。同时做空白实验。 1 ．3 砷待测液的制备 分别移取适量样品溶液 2 ～l O m L 及空白溶液 于l O O m L 容量瓶中，加入2 m L 盐酸，5 m L 硫脲 5 0 9 ／ L 一抗坏血酸 5 0 9 ／L 混合溶液，以水定容，放置 3 0 m i n 。以盐酸 1 4 9 为载流，硼氢化钾溶液 1 5 9 ／L 为还原剂，砷以A s H ，形式逸出，在原子荧 光光谱仪上，以水调零，与标准溶液系列同时测量砷 的荧光强度。减去随同试样的空白溶液的荧光强 度，从工作曲线上查出相应的砷的质量浓度。 砷工作曲线。移取1 ．0 0 m L 砷标准溶液 1 斗s ／ 万方数据 1 9 0有色金属第6 l 卷 m L 于1 0 0 m L 容量瓶中，加入2 m L 盐酸，5 m L 硫脲 5 0 9 ／L 一抗坏血酸 5 0 9 ／L 混合溶液，以水定容，放 置3 0 m i n 。利用仪器所带全自动进样器实现溶液自 动稀释功能，制作一套标准溶液系列，其浓度分别为 0 ．0 0 ，2 ．0 0 ，4 ．0 0 ，6 ．0 0 ，8 ．0 0 ，1 0 ．0 0 1 - L g ／L 砷，在与样 品溶液相同条件下，测定标准溶液系列荧光强度，绘 制工作曲线。 1 ．4 铅待测液的制备 分别移取适量样品溶液 2 1 0 m L 及空白溶液 于小烧杯中，水浴蒸至近干，转移入1 0 0 m L 容量瓶 中，加入2 m L 盐酸，加入2 0 m L 铁氰化钾溶液 1 0 0 9 ／ L ，以水定容，放置3 0 m i n 。以盐酸 1 4 9 为载流， 硼氢化钾溶液 1 5 r , ／L 为还原剂，铅以P b H 4 形式逸 出，在原子荧光光谱仪上，以水调零，与标准溶液系 列同时测量铅的荧光强度。减去随同试样的空白溶 液的荧光强度，从工作曲线上查出相应的铅的质量 浓度。 铅工作曲线。移取1 ．0 0 m L 铅标准溶液 1 g ／ m L 于1 0 0 m L 容量瓶中，加入2 m L 盐酸，加入2 0 m L 铁氰化钾溶液 1 0 0 9 ／L ，以水定容，放置3 0 m i n 。利 用仪器所带全自动进样器实现溶液自动稀释功能，制 作一套标准溶液系列，其浓度分别为0 ．0 0 ，2 ．0 0 ， 4 ．0 0 ，6 ．0 0 ，8 ．0 0 ，1 0 ．0 0 t L g ／L 铅，在与样品溶液相同条 件下，测定标准溶液系列荧光强度，绘制工作曲线。 2试验结果与讨论 2 ．1 仪器工作条件的选择 仪器工作参数如表l 所示。 表1 仪器工作参数 T a b l e1 O p e r a t i n gc o n d i t i o nf o rH G - A F S 2 ．2 酸度的影响 氢化物发生需要一定的酸度。比较了不同浓度 的盐酸、硝酸、高氯酸作为反应介质对砷、铅荧光强 度的影响，结果表明，盐酸作为反应介质最好。比较 了不同浓度盐酸介质对测定砷、铅荧光强度的影响， 结果表明，在砷的测定中，酸度允许范围较宽，在 2 ％一1 5 ％范围均可。然而，在铅的测定中，对酸度 的要求十分严格，范围较窄，在1 ．5 ％～2 ％范围较 好，若盐酸浓度较高会产生过多的氢气，稀释铅烷气 体，降低荧光强度，影响测定结果。选择2 ％盐酸作 为反应介质和载流。 2 ．3 还原剂浓度的影响 K B H 。浓度对砷、铅荧光强度影响很大。K B H 。 浓度太低，反应不完全，太高则会产生大量的氢气引 起荧光猝灭，使灵敏度降低。移取1 ．0 0 m L 砷标准 溶液 1p , g ／m L 于1 0 0 m L 容量瓶中，加入2 m L 盐酸， 5 m L 硫脲 5 0 9 ／L - 抗坏血酸 5 0 9 ／L 混合溶液，以 水定容，放置3 0 m i n 。改变K B H 。溶液的浓度 其中 K O H 浓度不变，为1 0 9 ／L ，测定砷荧光强度，结果 表明K B H 。溶液浓度在l O 一4 0 9 ／L 之间，砷的荧光 强度最大且稳定。移取1 ．0 0 m L 铅标准溶液 1 斗g ／ m L 于1 0 0 m L 容量瓶中，加入2 m L 盐酸。2 0 m L 铁氰 化钾溶液 1 0 0 9 ／L ，以水定容，放置3 0 m i n 。改变 K B H 。溶液的浓度 其中K O H 浓度不变，为1 0 9 ／L ， 测定铅荧光强度，结果表明K B H 。溶液浓度在1 5 ～ 2 0 9 ／L 之间，铅的荧光强度最大且稳定。因此选择 1 5 9 ／LK B H 。作为反应体系的还原剂。 2 ．4 铁氰化钾的影响 铅的氢化物发生必需有氧化剂或螯合剂的存 在，才能提高铅烷 P b H 。 的发生效率。文献[ 2 ] 报 道铁氰化钾是氢化物发生一原子荧光光谱法测定铅 的最佳氧化剂和增敏剂。然而，陶锐等1 比较了大 量数据，发现使用铁氰化钾为增敏剂存在的重要问 题是试剂空白值较高及检出限值变异较大，并证实 高空白值来源于分析纯铁氰化钾试剂中的杂质铅， 由此给分析过程带入的偶然误差是产生噪声的化学 离散源，直接影响分析方法检出限。该文献还报道 经用酸洗活性炭处理铁氰化钾试剂可除去杂质铅， 极大地降低空白值，改善检出限。试验也使用经酸 洗活性炭吸附处理过的铁氰化钾溶液。 铁氰化钾浓度会影响铅的荧光强度，试验表明 随着铁氰化钾浓度的增大，铅荧光强度增大，当其浓 度大于1 0 异／L 时，铅的荧光强度达到最高且稳定，考 虑到铁氰化钾还可以极大的提高共存干扰离子的允 许量，选择2 0 9 ／L 铁氰化钾为增敏剂。 2 ．5 硫脲和抗坏血酸浓度的选择 万方数据 第4 期曾红氢化物发生一原子荧光光谱法测定瓜尔胶中砷和铅 1 9 l 在相同测定条件下，砷 V 比砷 Ⅲ 产生的荧 光强度弱很多，选择硫脲一抗坏血酸混合溶液预还 原砷 V 为砷 Ⅲ 。分别移取1 ．0 0 m L 砷 V 和 砷 H I 于1 0 0 m L 容量瓶中，加入2 m L 盐酸，按表2 加入不同量硫脲 5 0 9 ／L ．抗坏血酸 5 0 9 ／L 混合溶 液，以水定容，放置3 0 m i n 后测定砷的荧光强度。 表2 硫脲- 抗坏血酸用置对砷荧光强度的影响 T a b l e2E f l e e to ft h e o r i e sa n dL ．a s c o r b i c a c i du s a g e 表2 表明，硫脲一抗坏血酸用量在5 1 0 m L 之 间，砷 Ⅲ 和砷 V 荧光强度一致，选择硫脲 5 0 9 ／ L ．抗坏血酸 5 0 9 ／L 混合溶液用量为5 m L 。 2 ．6 共存离子的干扰 在选定的试验条件及仪器工作条件下，测定2 ． 0 1 L L g ／L 铅和2 ．0 1 x g ／L 砷时，1 0 0 0 倍以上的C o “， F e 2 ，F e 3 ，C u 2 ，N i 2 ，C d 2 ，M n 2 ，Z n 2 ，C r 6 ， V “，8 0 0 倍的T e “，H g “，M g “，A g ，1 0 0 倍的 s e 4 ，5 0 倍的S n “，B i 3 均无干扰，而5 0 倍的A s 3 不干扰铅的测定，1 0 0 0 倍以上的P b 2 不干扰砷的测 定。此共存离子的允许量大大超过瓜尔胶中各杂质 元素含量，满足分析要求。 2 ．7 标准曲线、检出限与精密度 在选定的最佳仪器工作条件下，砷和铅在0 5 0 I J L g ／m L 范围内线性关系均良好，线性方程分别 为，， A s 1 0 4 ．1 0 2 4 木c 6 ．2 3 9 5 ，相关系数r 0 ．9 9 9 9 2 ；J r ， P b 9 4 ．5 2 6 8 母C 一3 ．5 6 2 6 ，相关系数r 0 ．9 9 9 8 8 。对空白样品平行测定1 1 次，得出A s 和 P b 检出限 3 0 r 均为o ．0 1 斗g ／L 。分别对5 ．0 0 I 乩g ／L 的A s 和P b 标准溶液测定7 次，其相对标准偏差 R S D 分别为0 ．4 6 ％和0 ．6 7 ％。 3样品分析 根据所建立的分析方法，对所生产的瓜尔胶中 砷、铅进行了测定，其测定结果见表3 。并同时对样 品瓜尔胶1 进行了加标回收率试验，砷平行加标回 收率为9 6 ．5 ％，铅平行加标回收率为9 2 ．9 ％。 表3 样品分析结果 T a b l e3 S a m p l ea n a l y s i sr e s u l t s 参考文献 [ 1 ] 闷军，杨惠芬，强卫国，等．G B ／T 5 0 0 9 ．1 2 2 0 0 3 食品中铅的测定[ s ] ．北京中国标准出版社，2 0 0 3 ． [ 2 ] 高舸，陶锐．氢化物发生- 原子荧光光谱法测定铅的研究进展[ J ] ．中国卫生检验杂志，2 0 0 5 ，1 5 4 5 0 9 5 1 2 ． [ 3 ] 陶锐，高舸．氢化物发生一原子荧光光谱法测定铅的研究 1 铁氰化钾试剂的影响[ J ] ．中国卫生检验杂志，2 0 0 4 ，1 4 3 2 8 2 2 8 4 ． [ 4 ] 邹爱美，刘勇，陈明丽，等．氢化物发生新体系- 原子荧光法同时测定铅和镉[ J ] ．分析化学，2 0 0 8 ，3 6 2 1 6 2 1 6 6 ． [ 5 ] 麦洁梅，成晓玲，张琪．氢化物发生．原子荧光光谱法测定铅的最佳酸度条件选择[ J ] ．中国卫生检验杂志，2 0 0 7 ，1 7 7 1 2 2 5 1 2 2 6 ． [ 6 ] 高舸，陶锐．氢化物发生- 无色散原子荧光光谱法测定乳与乳制品中痕量铅[ J ] ．理化检验 化学分册 ，2 0 0 7 ，4 3 7 5 9 1 5 9 4 ． [ 7 ] 于力，汤淑芳．氢化物发生一原子荧光光谱法测定金锭中砷[ J ] ．冶金分析，2 0 0 8 ，2 8 s 1 4 8 2 4 8 5 ． [ 8 ] 符斌．有色冶金分析手册[ J ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 4 5 3 7 ． [ 9 ] 王守箐．I C P - 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