原子吸收分光光度法测定自来水中的镁
摘 要：采用原子分光光度法，通过实验选择最佳测定条件，利用标准曲线法和标准加入法来测定郑州市高新区自来水中的镁。测定结果，标准曲线法线性良好，且两种方法处理结果大致相同，该区自来水中含镁量为0.014克/升左右，符合国家标准。
镁属于人体营养素——矿物质元素中的一种，属于矿物质的常量元素类。其生理作用为作为酶的激活剂，促进骨的形式，维持神经肌肉的兴奋性。但镁的摄入量过多或过少，都会对机体产生不良影响。自来水的镁含量一般控制在0.8克/升以下，过多则可能造成尿路结石症，该实验就是利用原子分光光度法对郑州市高新区自来水的镁含量做出检测。
原子吸收分光光度法的测量对象是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素，系由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素的含量。利用原子分光光度计测量吸光度，然后根据比尔定律计算物质的浓度，其光源为空心阴极灯，本实验为镁空心阴极灯，测定波长选在285.12纳米。
本实验利用标准加入法和标准曲线法获得实验结果。
标准曲线法：标准曲线法是一种简便、快速的定量方法。它是将标准样品配制成不同浓度的标准系列，在与待测组分相同的检测条件下，等体积准确进样，然后获得检测数据。
标准加入法：将一定量已知浓度的标准溶液加入待测样品中，测定加入前后样品的浓度。加入标准溶液后的浓度将比加入前的高，其增加的量应等于加入的标准溶液中所含的待测物质的量。如果样品中存在干扰物质，则浓度的增加值将小于或大于理论值。
1、 材料与方法
1.1 材料，试剂和仪器
郑州市高新区自来水，镁标准溶液（10μg/mL），25%SrCl2溶液，（1+1）盐酸溶液即1体积的盐酸+1体积的水，镁空心阴极灯，AA300原子吸收分光光度计（测定波长285.2纳米，带宽0.7纳米），燃气：乙炔4L/min，助燃气：空气0.2L/min
1.2 方法和步骤
（1）标准曲线法：
取六个50毫升容量瓶，各加入（1+1）盐酸1毫升和25%SrCl2溶液1毫升，在分别加入镁工作液0.0毫升、0.5毫升、1.0毫升、1.5毫升、2.0毫升、2.5毫升，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，待测。
取1毫升自来水于50毫升容量瓶中，加入（1+1）盐酸1毫升和25%SrCl2溶液1毫升，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，待测。
（2）标准加入法：
取三个50毫升容量瓶，各加入1毫升自来水、（1+1）盐酸1毫升和25%SrCl2溶液1毫升，在分别加入镁工作液0.0毫升、0.5毫升、1.0毫升，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，待测。
（3）AA300原子吸收分光光度计操作方法：
1打开计算机开关。2将镁空心阴极灯装到灯架上，打开原子吸收分光光度计主机开关。3打开通风管道风机开关。4进入AA WinLab工作站，在菜单和工具图标上按鼠标进入测定方法。5选取元素镁后，根据实验条件选取入射光波长、窄缝宽度、信号类型、读数时间，读数间隔时间燃气流量和助燃气流量。6在Calib窗口的Eqation units Replicates栏中设定回归方程、有效数字位数以及标准溶液和待测溶液单位。7点击Lamp图标打开空心阴极灯控制界面，对灯电流、窄缝宽度进行调解，点亮空心阴极灯。8调节空气出口压力为4千克/立方米，乙炔的为1.2千克/立方米，点燃火焰，调节助燃比。9测定时，现将进样毛细管插入空白溶液中，测定其吸光度值，此时结果显示即为应该扣除的吸光度值。10空白溶液测定后，分别将进样毛细管插入标准溶液中，测定各吸光度值。11测量完毕后，关闭相应设备，实验结束。
2、实验结果
2.1 实验记录
1标准曲线法：二号到七号瓶的吸光度分别是：0.015、0.026、0.040、0.046、0.058、0.053
2、标准加入法：三个瓶的吸光度分别是0.049、0.058、0.063
2.2 实验结果处理：
标准曲线法：由前六瓶溶液中镁浓度对测得的吸光度作图，得一条直线。
由图知，曲线斜率为0.106，曲线在Y轴上截距为0.0052，由此得出曲线方程为：
y=0.0052+0.106 * X，（注：此方程中，x代表镁浓度μg/mL，y代表吸光度）
则由于加自来水时吸光度为0.033，则代入上式得，第7瓶中镁浓度为0.262μg/mL，又由于此溶液由1毫升自来水稀释至50毫升溶液得到，则原自来水中，镁的浓度为0.013克/升。
标准加入法：
由后三瓶溶液中镁浓度对测得的吸光度作图，得一条直线。
由图知，曲线斜率为0.0014，曲线在Y轴上截距为0.04967，由此得出曲线方程为：
y=0.04967+0.0014 * X，（注：此方程中，x代表镁的加入量毫克，y代表吸光度）
求出曲线在横轴上的截距的绝对值，即得出自来水中镁的含量，镁在自来水中的含量是0.0159克/升。
3、结果分析
由结果知标准曲线法和标准加入法线性都还好，但两条曲线都有不同程度的小波动。两种方法计算得的自来水中镁含量大致相同，均符合国家标准，但标准加入法较标准曲线法结果偏大，由实验数据及处理知，标准加入法准确度较标准曲线法低。
4、讨论
一：由实验处理结果知，自来水中镁的含量为0.014克/升左右，符合国家标准，但是，含量不具有普遍性，不能整个所有郑州市高新区的自来水中镁的含量，取样条件会对此含量造成一定影响，例如，自来水应在水管开放2-3分钟以后取样。而且，本实验重复性未知，应多次测试求均值。
二：鉴于曲线的线性，实验中的一系列溶液应由一个人配制，以减小应个人条件和习惯不同而造成的偶然误差，提高实验的准确度。
三：实验条件要通过试验选择最佳条件，并严格控制，以减小误差。
四：自来水除含镁等无机离子以外，还含有其他很多物质，自来水的合格程度与人们的健康息息相关，要定期做好监测，以符合现代社会的需要。
参考文献
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