金属铬铅、锡、铋、锑和砷含量的测定电感耦合等离子体原子发射质谱法

《金属铬铅、锡、铋、锑和砷含量的测定电感耦合等离子体原子发射质谱法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属铬铅、锡、铋、锑和砷含量的测定电感耦合等离子体原子发射质谱法（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、金属铬 铅、锡、铋、锑和砷含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法国家标准起草试验报告根据国家标准化管理委员会国标委综合201390号文“关于下达2013年第二批国家标 准制修订计划的通知”，我们对金属铬中铅、锡、铋、锑和砷含量的测定电感耦合等离 子原子发射光谱法进行了起草，现将起草试验内容报告如下:1 实验部分1.1 试剂分析用试剂为优级纯或纯化至优级纯级别，用水符合GB/T 6682中一级水要求。1.1.1硫酸，优级纯，p约1.84 g/mLo1.1.2铅、铋、砷单元素标准储备溶液，1000p g/mL；锡、锑单元素标准储备溶液，500 M g/mL，购于北京钠克仪器分析有限公司。铅、锡

2、、铋、锑、砷的混合标准工作溶液，1p g/mL，由标准储备溶液逐级稀释得到。1.1.3铟内标溶液，10ng/mL，2%HN03介质，采用铟单元素标准储备溶液，1000m g/mL， 购于北京钠克仪器分析有限公司的标准储备溶液逐级稀释得到。1.2 主要仪器PE NEXION 350D 电感耦合等离子体质谱仪（美国 Perkin Elmer 公司）,超纯水仪，电 阻率18.2 MQcm，用于配制所有标准溶液和样品溶液。1.3 实验方法称取0.1000g样品，置于100mL烧杯中，沿杯内壁吹约20mL水，缓慢加入5mL硫酸（1+1） （1.1.1），在低温电炉上加热溶解，待溶解完全后取下冷却，移入2

3、00mL容量瓶中，以水稀 释至刻度，混匀。按照所选用的分析条件，同时测定铅、锡、铋、锑和砷元素。1.4 校准曲线的绘制分别加入待测元素的混合标准溶液，加入2mL3mL硫酸，同试样进行测量，工作曲线 各点标准溶液组成见表1o表 1 校准溶液系列w /%元素校准1校准2校准3校准4校准5校准6Pb00.00010.00030.00050.00100.0020Sn00.00010.00030.00050.00100.0020Bi00.00010.00030.00050.00100.0020Sb00.00010.00030.00050.00100.0020As00.00010.00030.00050.

4、00100.00202 结果与讨论2.1 试剂及用量的选择ICP-MS 在测定砷时，氯的干扰非常严重，无法得到准确结果，因此，在样品溶解中避 开盐酸。称量5份样品，分别加入不同量的溶解试剂进行试验，结果见表1o表 1 试样溶解条件试验ng/mLHSO (1+1)(mL)23456810溶解情况有不溶物分析结果清亮分析结果清亮分析结果清亮分析结果清亮分析结果清亮分析结果清亮分析结果样品含量Pb:6.57.87.87.87.87.87.8Sn:1.51.61.61.61.61.51.6Bi:0.00050.00110.00110.00110.00100.00120.0011Sb:1.61.91.9

5、1.91.91.91.9As:0.20.30.30.30.30.30.3考虑样品要溶解完全，而且酸度要小，本方法采用加入5mL硫酸（1+1 ）。2.2 称样量的选择用实际样品试验了称样量为0.0500g、O.lOOOg、0.2000g时的样品溶解情况及测定结 果，测定结果见表 2。表 2 不同称样量相同校准曲线的分析结果ng/mL称样量PbSnBiSbAs0.0500g7.81.60.00112.00.30.1000g7.81.50.00121.90.30.2000g7.81.50.00111.90.3由表2可知，称样量为0.05g0.2g时测定结果一致，因此本方法选择称取0.1g试样。2.3

6、 质谱干扰及检测质量数的选择在质谱测定中，按丰度大、干扰小、灵敏度高的原则来选择同位素。本文选择的所测元 素同位见表 3。表3 待测元素的同位素与潜在的干扰元糸同位素丰度潜在的干扰Pb204Pb1.4Hg,Wo206Pb24.1207Pb22.1208Pb （选用）52.4Sn112Sn0.97Cd,ZrO,MoO114Sn0.66Cd,MoO115Sn0.34In,MoO116Sn14.54Cd,MoO,Th+117Sn7.68U+11sSn24.22MoO,U+119Sn8.59U+120Sn （选用）32.58Te122Sn4.63Te124Sn5.79Xe,Te,MoO2Bi209Bi

7、 （选用）100Sb121Sb （选用）57.21123Sb42.71TeAs75As （选用）100ArCl,Sm+,Nd+,Eu+如表3所示，在Pb元素的同位素中，208Pb具有最大的丰度，并且没有干扰，因此测量 中可以用m/z=208的离子计数来确定Pb的含量。在Sn元素的同位素中，120Sn具有最大的丰 度，相应的也就有最大的测量灵敏度，虽然受到Te元素的干扰，通过定性分析金属铬中没有Te元素，因此测量中选择m/z=120的离子计数来确定Sn的含量。209Bi没有任何干扰，可 以使用。在Sb元素的同位素中，i2iSb具有最大的丰度，并且没有干扰，因此测量中可以用 m/z=121的离子计

8、数来确定Sb的含量。75As存在ArCl和双电荷离子干扰，因此溶解样品时 采用硫酸代替盐酸可以有效避免，并且测定时注意仪器调谐，使双电荷离子产率最低，以减 少带来的干扰。2.4 内标元素的选择及基体效应的补偿2.4.1 内标元素能有效地监控和校正分析信号的短期和长期漂移，并对基体效应具有明显的 补偿作用。内标元素的选择应是其电离电势及质量数尽可能接近被测元素，以确保其电离及 质谱行为特征相似。实际工作中还要考虑到待测样品中不含有该种元素或含量极微。通过对 若干个试料的定性试验，从钪、铷、铼、钇、铑、碲、铟元素中选择铑、碲、铟作为备用内 标，采用不同内标校正，测定待测元素的回收率，结果见表4。表

9、 4 不同内标校正时的回收率%元糸103Rh130Te115InPb8088100Sn818799Bi828599Sb8088102As8287100由表4可以看出，铟可作为内标元素，内标强度可达约&3X104CPS，测试过程中仪器 条件变化产生的影响能有效补偿。2.4.2 试验了铬基体对待测元素的影响。通常情况下贸易金属铬中 Cr 的质量百分含量介于 80%-100%，采用纯标准溶液绘制校准曲线，按照选定的仪器条件，加入相同的待测元素标准 溶液，测定待测元素，再称取不同量高纯金属铬5 份，按照样品处理进行，于相应容量瓶中 分别加入相同的待测元素标准溶液，采用铬基体校准曲线进行测定，同时考察内

10、标的效果 通过时间的增加，观察内标校正后的回收率，结果见图1。表5 基体干扰试验分析元素PbSnBiSbAs加入，ng/mL10测得， ug/mL纯标9.79.89.99.99.7100%Cr基体+ 标8.98.78.88.78.8采用铬基作校准曲线分析元素含量，ng/mLCr%80859095100Pb9.79.89.79.99.7Sn9.510.39.59.89.8Bi9.59.69.89.69.9Sb9.49.79.99.710.4As9.89.810.19.89.9回收率图 1 加入内标校正的效果由表 5 可以看出铬基体会对测定结果产生较大的基体干扰，表现为相对于纯水中的同样 浓度的元

11、素含量，信号会明显减弱，因此配制工作曲线时需要进行基体匹配。由图1 可以看 出随着时间的增加，内标元素的回收率基本不变，表明了采用In作内标校正对消除基体效 应的影响是有效的。2.4.1 检出限及测定下限 在确定的仪器工作条件下，用按试样相同操作的试剂空白溶液，平行测定11 次，其3倍标准偏差为检出限，将检出限的10倍作为方法的测定下限，结果见表6。表6 检出限及测定下限（ng/mL）测量次数元素PbSnBiSbAs10.160.0120.00110.0130.03120.160.0110.00110.0120.03430.150.0100.00110.0130.03240.150.0110.

12、00110.0140.03150.160.0110.00110.0130.03360.150.0100.00110.0140.03470.160.0110.00110.0130.03380.160.0100.00110.0120.03290.150.0100.00110.0110.032100.150.0110.00110.0150.033110.150.0110.00110.0140.033平均值0.150.0110.00110.0130.032标准偏差0.00150.00060.000030.00100.0010检出限0.00440.00190.00010.00300.0030测定下限0.

13、04370.01880.00080.03020.0302根据金属铬产品标准，本方法分析下限为铅：0.0001%、锡：0.0001%、铋：0.0001%、 锑：0.0001%，砷：0.0001%2.5 方法精密度、回收率及准确度试验2.5.1 精密度试验选取 4 份试样，分别进行11 次分析测定，计算其相对标准偏差，方法精密度结果见表 7。表7精密度实验数据（ng/mL）编号元素编号元素1#PbSnSbAs2#PbSnSbAs1.922.602.040.765.212.982.170.591.852.582.030.755.292.992.160.631.832.562.060.795.222.

14、972.150.571.882.532.050.795.333.002.160.551.862.552.090.765.252.962.130.581.872.562.120.745.352.972.180.591.862.542.100.785.233.032.190.561.842.582.070.795.362.952.120.631.892.592.080.835.292.932.140.601.822.502.080.825.263.052.170.561.902.592.110.835.353.022.120.56X1.872.562.080.79X5.292.992.150.58

15、S0.0300.0300.0290.031S0.0560.0360.0240.028RSD1.631.181.394.00RSD1.051.211.104.74编号SnSbAsBi3#2.561.600.494#0.812.501.620.460.862.491.660.420.882.491.680.460.852.481.600.430.842.471.590.430.852.461.580.460.832.471.610.470.852.481.620.460.882.521.610.460.852.501.600.490.86X2.491.620.46X0.85S0.0280.0300

16、.023S0.020RSD1.121.845.00RSD2.38由表 7 可以看出，试样的相对标准偏差都小于等于 5%，证明本方法的精密度良好。2.5.2 回收率试验 选取一份样品，向已称量样品中分别加入不同量的铅、锡、铋、锑和砷标准溶液，按试 样方法操作，测定方法的回收率，结果见表8。表 9 回收率实验结果元素参考值加标量ng/mL测得量ng/mL回收率Pb5.291.006.332104.23.008.325101.25.0010.351101.2Sn2.991.004.026103.62.005.058103.43.006.085103.2Bi0.850.100.955105.00.30

17、1.163104.30.901.780103.3Sb2.151.003.14799.72.004.14299.63.005.158100.3As0.580.100.683103.00.300.87096.70.501.07198.2由表8可见，本方法的加收率在96.7105.0之间。2.5.3 准确度试验为验证方法的准确性选择有证参考物质进行待测元素的测定，结果见表10.1。表 10.1 准确度试验数据w /%标样编号CRM NO.F8/1元素认定值测得值差值Pb0.000310.000300.00001Sn0.000300.000280.00002As0.000260.000270.0000

18、1由于标准物质中没有铋、锑元素含量，选取1 个试样，其中 Sb 元素进行化学对照， Bi 元素与原方法进行比对，结果见表10.2。表 10.2 准确度试验数据w /%样品编号1#元素ICP-MS结果化学/原方法结果差值Sb0.00140.00140Bi0.000110.000120.00001从表 10.1、表 10.2 可以看出，本方法的准确度较好。3 试验结论通过对 ICP-MS 测定金属铬中铅、锡、铋、锑和砷元素的方法进行了系统试验和充分论 证，最终获得以下主要结论。 金属铬样品前处理条件为:称样量控制在0.1000g0.0500g,溶解用酸HS03%(v/v)24 时对待测元素的信号强

19、度影响不大，考虑样品要溶解完全，而且酸度要小，本方法确定了加 入 5mL 硫酸(1+1)。在Sn元素的同位素中，12Sn具有最大的丰度，相应的也就有最大的测量灵敏度， 虽然受到Te元素的干扰，通过定性分析金属铬中没有Te元素，确定测量中选择m/z=120 的离子计数来确定Sn的含量。 铬基体会对测定结果产生较大的基体干扰，表现为相对于纯水中的同样浓度的元素含量，信号会明显减弱，因此配制工作曲线时需要进行基体匹配。同时由于大量基体的存在， 溶液总溶解固体量较高，在测量的过程中存在明显的信号漂移，需采用内标校正的方法进行 消除。本方法的适用范围为：Pb、Sn、Bi、Sb、As 0.0001%0.001%。本方法操作简便， 经多个实验室、多类型ICP-MS光谱仪共同进行的精度试验证明，该方法测量准确性和精度 均较好，完全能满足金属铬中铅、锡、铋、锑和砷的测量要求。4 参考文献1 GB/T 6041-2002质谱分析方法通则S.2 JJF 1159-2006 四极杆电感耦合等离子体质谱仪校准规范中信锦州金属股份有限公司2015年9月