氢化物原子吸收法测定硅铁合金中痕量砷
硅铁合金是我国出口创汇的大宗商品之一 ,年出口量达几十万吨 ,对其痕量成份的分析测定 ,是近几年来提出的新的检测要求。作者前文曾报道了硅铁合金中痕量锑〔1〕和锡〔2〕的测定 ,本文则对硅铁合金中痕量砷的分析测定进行了研究。采用硝酸 -氢氟酸分解样品 ,以少量溴酸钾或饱和溴水使砷保持高价态 ,防止痕量砷的挥发损失。以氢化物原子吸收法进行测定 ,所获结果与碱熔样品处理结果一致。该法简便、快速、灵敏度高 ,可准确测定硅铁合金样品中低至 0 0 0 0 0 5 %左右的砷。
1 实验部分1 1 主要仪器和试剂ＧＧＸ 6Ａ塞曼原子吸收分光光度计 (北京地质仪器厂 ) ;ＷＨＧ -10Ａ流动注射型氢化物发生装置 (北京瀚时制作所 ) ;接触调压器 (30 0Ｗ ) ;整流桥电路集成块 ;无磁镍铬电热石英管原子化器 (北京瀚时制作所 ,规格尺寸参见文献〔1〕) ;砷高性能空心阴极灯光源(附电流分配器 ) ;聚四氟乙烯烧杯 :10 0ｍＬ ;镍坩埚 :2 5ｍＬ。砷储备液 (10 0 μｇ/ｍＬ) :称取 0 132 0 ｇ三氧化二砷溶于少量 1ｍｏｌ/Ｌ氢氧化钾溶液中 ,适当用水稀释 ,以盐酸调节溶液呈微酸性 ,移入 10 0 0ｍＬ容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,摇匀。将此溶液经逐级稀释配成 10 0ｎｇ/ｍＬ工作液 ,备用 ;饱和溴水 ;溴酸钾 :1%溶液 ;盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸均为超纯、ＭＯＳ级试剂。实验用水均为二次石英蒸馏水。1 2 测量条件及工作参数将电热石英管原子化器安装在塞曼型原子吸收仪的磁缸两极之间 ,调整好仪器光路 ,用硅胶管将ＷＨＧ -10Ａ流动注射型氢化物发生器与原子化器相连接 ,按表 1所给测量条件及工作参数进行测定。表 1 砷的测量条件及工作参数元素砷 (Ａｓ)波长 1 93 7ｎｍ狭缝 1 0ｎｍ灯电流 1 0ｍＡ载气 (Ａｒ)压力 0 2 5ＭＰａ流量 1 50ｍＬ/ｍｉｎ测量方式峰高采样时间 1 5ｓ取样体积 2 0ｍＬ还原剂 1 5%ＫＢＨ4- 0 5%ＫＯＨ载液 2 %ＨＣｌ1 3 工作曲线绘制以与样品基体相匹配量的太原高纯铁打底或用标准加入法按操作步骤进行标准系列溶液制备 ,测定其氢化物原子吸收信号 ,绘制工作曲线 ,其线性回归方程 :Ａ =0 0 10 2Ｃ +0 0 0 34,ｒ=0 9995。1 4 硅铁合金样品分析1 4 1 酸溶法 :称取 0 10 0 0 ｇ硅铁合金样品(随同试样带试剂空白 ,并作标准加入 )于10 0ｍＬ聚四氟乙烯烧杯中 ,用少量水润湿 ,加入 10ｍＬ硝酸 (1+1) ,1ｍＬ 1%溴酸钾溶液 (或饱和溴水 ) ,2ｍＬ氢氟酸 ,低温缓缓溶解。待样品溶清后加入 5ｍＬ硫酸 (1+1) ,加热蒸发至冒烟驱除氮氧化物及氢氟酸 ,取下稍冷 ,用少量水及 5ｍＬ盐酸加热溶解盐类 ,加入 5ｍＬ 5 %硫脲 ,摇匀放置 10ｍｉｎ ,然后加入 5ｍＬ 10 %ＫＩ -5 %抗坏血酸溶液 ,转入5 0ｍＬ容量瓶定容。放置 30ｍｉｎ后 ,进行氢化物原子吸收光谱测量 ,计算其砷含量 ,结果列于表 2中。表 2 硅铁合金样品中痕量砷的测定结果 ( % )样品 名称 酸溶法碱熔法硅铁 1 - 1 0 0 0 0 96 0 0 0 0 92 ,0 0 0 0 960 0 0 1 0 4 0 0 0 1 1 3,0 0 0 1 0 4硅铁 2 - 1 0 0 0 0 37 0 0 0 0 35,0 0 0 0 330 0 0 0 35 0 0 0 0 4 0 ,0 0 0 0 4 1硅铁 4- 1 0 0 0 1 580 0 0 1 32 ,0 0 0 1 480 0 0 1 40 0 0 0 1 49,0 0 0 1 39 武钢钢研所样品。1 4 2 碱熔法 :称取 0 10 0 0 ｇ硅铁合金样品(随同试样带试剂空白 ,并作标准加入 )置于预先装有 2 ｇ氢氧化钾的 2 5ｍＬ洁净镍坩埚中 ,在电热板上低温慢慢蒸发除去水份 ,待样品完全熔化后 ,摇匀 ,转至高温 (30 0℃以上 )电炉上加热熔融 30ｍｉｎ直至样品完全分解 ,取下冷却 ,用 15ｍＬ近沸热水分三次浸取熔融物 ,转入 5 0ｍＬ容量瓶中 ,最后用 10滴盐酸 (1+1)洗涤镍坩埚 ,洗涤液合并于主液中 ,稍冷 ,加入 10ｍＬ盐酸酸化 ,并加入 5ｍＬ 5 %硫脲 ,放置 10ｍｉｎ ,在加入 5ｍＬ 10 %碘化钾-5 %抗坏血酸 ,定容后放置 30ｍｉｎ ,进行氢化物原子吸收光谱测定 ,计算其砷含量。2 结果与讨论硅铁合金中痕量砷的测定所面临的主要问题就是试样如何分解。酸溶法需使用氢氟酸才能将样品分解完全 ,存在痕量砷的挥发损失问题 ;碱熔法又要使用大量熔剂 ,引入较高试剂空白。因此 ,该类样品中痕量砷的分析测定存在一定难度。青海商检局制标项目之一“出口硅铁中砷含量的测定”国家标准草案〔3〕中采用了碱熔法 ,以氢氧化钾熔融分解样品 ,热水浸取、盐酸酸化后进行氢化物原子吸收测定。作者对硅铁合金中砷含量测定时酸溶法的溶样条件进行了实验 ,在少量溴酸钾 (或饱和溴水 )存在下 ,以硝酸 氢氟酸分解样品 ,以硫酸冒烟驱除剩余氢氟酸及硝酸 ,有效地防止了在用氢氟酸分解硅铁合金样品及样品溶液在加热蒸发过程中痕量砷的挥发损失 ,测得结果与碱熔法结果获得了良好的一致性 (表 2 )。有关在氢氟酸存在下砷的挥发损失问题 ,已有文献〔4～ 6〕进行了研究报道 ,并且已经证实只有低价砷Ａｓ 在加热蒸发过程中会发生部分 ,甚至全部损失 ,高价砷Ａｓ 在溶液蒸发至近干以前 ,不会产生任何损失。为此 ,要防止砷的挥发损失 ,应使样品中的砷保持高价态。作者采用硝酸 -氢氟酸低温分解样品 ,以期在样品分解过程中 ,使低价砷能够迅速转化为高价态 ,以防止砷的挥发损失。但在实验过程中 ,发现有时测定结果要比碱熔法测定结果略偏低。其原因可能是在样品分解以及随后加热蒸发冒硫酸烟过程中 ,低价砷未能完全氧化所致 ,在有氢氟酸存在下 ,硝酸未能将低价砷迅速完全转化成高价。为此 ,作者采用在硝酸 -氢氟酸分解硅铁合金样品时 ,加入少量溴酸钾 (或饱和溴水 )氧化剂 ,使低价砷充分氧化为高价 ,实验结果与碱熔法结果完全一致 ,因而有效地防止了砷在样品分解及溶液蒸发过程中的挥发损失 ,满足了硅铁合金样品中痕量砷测定时对酸溶法的要求。氢化物原子吸收法测定硅铁合金中痕量砷@葛小鹏$钢铁研究总院测试所!北京100081硅铁合金;;砷;;氢化物-原子吸收法对硅铁合金样品中的痕量砷进行了分析测定。在少量溴酸钾 (或饱和溴水 )存在下 ,以硝酸 -氢氟酸分解样品 ,硫酸加热冒烟驱除氢氟酸及硝酸 ,氢化物原子吸收光谱法测定其砷含量 ,并用碱熔法对之进行了对照分析 ,两者结果获得了良好的一致性。
