用原子吸收光谱法测定岩石中的二氧化硅
摘 要：在原子吸收仪器上安装了一个简易自制的比色皿托架，将原子吸收光谱法变成一台紫外可见光谱法，可用原子吸收光谱法进行了硅钼蓝分光光度测定岩石中的二氧化硅，扩展了原子吸收光谱法的应用范围。
1、前言
原子吸收光谱法是不能用于测定岩石样品中的二氧化硅，但原子吸收光谱法和紫外可见光谱法有许多共同之处，从理论上来看，其定量分析的原理皆基于朗伯—比尔定律;从仪器构造上来看，这两种仪器的检测信号相同，检测系统相似，只是光源和样品室有所不同。能否用原子吸收光谱法代替紫外可见分光光度法进行紫外可见分光光度测定，来扩展原子吸收光谱法的应用范围，扩展原子吸收光谱法的测定元素，作者在日立180—280原子吸收光谱仪上添置了一个自制的简易比色皿托架，用空心阴极灯作光源，进行了二氧化硅的钼蓝分光光度测定实验，成功的用原子吸收光谱法测定了岩石样品中的二氧化硅。
2、实验部分
2.1 仪器及主要工作参数
日立180—280原子吸收光谱仪，空心阴极灯，UV—VIS 8500光谱法。原子吸收光谱仪工作参数:狭缝1.3nm;测量方式:浓度直读或吸光度;样品光束;计算方式:积分5s;测量时间:5s。
2.2 主要试剂
200μg/mL二氧化硅标准溶液:称取优级纯二氧化硅0.2000g于铂坩埚中，加入无水碳酸钠3.5g，搅匀，于950—1000℃熔融20—30min。取出，400mL水加热提取后移入1000mL容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀。
6%钼酸铵溶液:称取6g分析纯钼酸铵溶于100mL热水中，用时现配。实验用水为蒸馏水。
2.3 实验方法
分取0、200、400、600、800、1000μg的二氧化硅标准溶液，置于100mL容量瓶中，加水稀至约50mL。加入50%盐酸2.5mL，摇匀，加入6%钼酸铵溶液5mL，摇匀，放置片刻。加入50%的硫酸15mL并摇匀，立刻加入1%抗坏血酸溶液2.5mL，摇匀，冷至室温，用水稀至刻度，摇匀。放置30min后在180—280原子吸收光谱仪上测定。
2.4 测定方法
将选定的空心阴极元素灯预热10至20min，待其光强稳定，按2.1中的仪器工作参数设置好原子吸收仪，按原子吸收光谱法测定时的方法调置选择的测定波长，在光路中无比色皿的情况下调节增益，使光强读数为100。用标准的空白溶液倒入1cm的比色皿中，将比色皿插入安装在原子吸收光谱仪上的自制比色皿托架中，调仪器零点。然后用同一比色皿依次测定其他试液。
3、结果和讨论
3.1 光源和测定波长的选择
由于原子吸收光谱法不是使用连续光源，而是使用产生锐线光谱的空心阴极灯。因此必需选择适当的空心阴极灯及波长才能进行所要做的紫外可见分光光度测定。4μg/mL的SiO2在UV—VIS 8500光谱法上测得的吸收光谱曲线如图1所示。从图1可见，大约550—850nm的波长都可用于测定，峰值为810nm，灵敏度最高，其附近波长可用于测定低含量的样品，550—700nm灵敏度较低，可用于测定高含量的样品。通过实验选出了信噪比高，光强稳定的几种空心阴极灯及其波长测定样品时可根据实际情况选择使用。
3.2 比色皿托架的制作
用原子吸收光谱法进行紫外及可见分光光度测定时需在光源和检测器之间的光路中固定一个比色皿托架，以保证测定时在同一光路位置上插入盛放待测试液的比色皿。作者自制了一个简易的比色皿托架，如图2a所示。用一块包装用的硬泡沫塑料切成如图所示尺寸的长方形，在中间正对光源入射窗口位置挖一个略小于1cm比色皿架的缺口，将一个1cm的比色皿架牢牢地嵌入缺口，再将其卡在日立180—280原子吸收光谱仪石墨炉前面的光源入射窗口处，如图2b所示。务必卡紧，使其使用时不会发生位移。测定时将盛有待测试液的1cm比色皿插入该架即可测定。图2是日立180—280原子吸收光谱仪的火焰燃烧室和石墨炉部分的俯视图，自制的比色皿托架是利用其硬泡沫材料有一定的弹性卡在图示位置，安装拆卸都很方便，而且安装比色皿托架后无论对原子吸收的火焰测定还是石墨炉测定都毫无影响。
3.3 标准系列测定
按2.3实验方法配制一系列SiO2标准溶液，于加装了自制简易比色皿托架的日立180—280原子吸收光谱仪上测定。灵敏度高的测定范围小，灵敏度低的测定范围大。当测得的信号值大于2.000时，线性关系变差，不能使用。
3.4 国家一级标样的测定
准确称取0.1000g国家一级岩石标样于银坩埚中，用数滴乙醇润湿，加入3g氢氧化钾，置于马弗炉中逐渐升温至650℃，熔融10min，取出冷却。将坩埚放在塑料杯中用热水浸取，洗净坩埚将此溶液迅速倒入预先盛有盐酸(1+1)20mL，水80mL的500mL容量瓶中，不断摇动，用水稀至刻度，摇匀。分取5mL置于100mL容量瓶中，按2.3实验方法显色，分别于日立180—280原子吸收光谱仪、UV—VIS 8500光谱法上测定。
4、结论
通过实验表明在原子吸收光谱仪上添置一个简易的比色皿托架就可以用原子吸收光谱法进行硅钼蓝分光光度测定SiO2。从表3中可看出本方法的测定结果无论是准确度还是精密度都比较好，能满足岩石中SiO2的测定。
参考文献：
[1]岩石矿物分析编写组.岩石矿物分析(第一分册)[M].第三版.北京:地质出版社，1991.129.
