碳酸锂-钙、镁、铜、锌、镍、锰、镉的测定-离子交换火焰原子吸收光谱法

整理时间:2012-11-07   热度:1089
1   范围                                                                

    本方法适用于荧光粉级碳酸锂中质量分数0.00010%~0.010%的钙;0.00010%~0.0060%镁、铜、锌、镍、锰、镉的量测定。

2   原理

试料用盐酸分解,调至pH8~9,用钾型螯合树脂分离富集痕量杂质元素钙、镁、铜、镍、锰、锌和镉,吸着的杂质元素分别用0.2moL/L与1.0moL/L盐酸洗脱。于原子吸收光谱仪,按表1所列波长处,用空气乙炔火焰,分别进行各元素的测定。

标准溶液应与洗脱溶液酸度一致。

表1

元素

Ca

Mg

Cu

Ni

Mn

Zn

Cd

波长/nm

422.7

285.2

324.7

232.0

279.5

213.8

228.8

3   试剂

3.1盐酸,7moL/L,蒸馏提纯,贮存于塑料瓶中。

3.2盐酸,0.2moL/L,用7moL/L盐酸配制。

3.3盐酸,1.0moL/L,用7moL/L盐酸配制。

3.4氨水,0.90g/mL,超纯。

3.5乙酸,0.05moL/L,优级纯。

3.6 501号螯合阳离子交换树脂。

3.7 氢氧化钾溶液,2moL/L:

提纯方法:称取约20g树脂(501号螯合阳离子交换树脂)于烧杯中,用水洗除片状悬浮物。每次加入50mL2moL/L盐酸,用倾泻法搅拌洗涤三次。将树脂装入交换柱(用聚乙烯管制作),用水淋洗除去游离酸。先取5mL2moL/L氢氧化钾溶液于烧杯中并加入1mg乙二胺四乙酸二钠,然后将溶液移入交换柱中,当溶液流至树脂面时,用水淋洗除去残留氢氧化钾,随后将300mL2moL/L氢氧化钾溶液移入交换柱中,用塑料瓶接收流出液,备用。

3.8氨水1+9,超纯。

3.9盐酸1+99,用7moL/L盐酸配制。

3.10 pH试纸,pH1~14。

3.11钙标准贮存溶液,1mg/mL:

称取2.4972g于105℃烘2h并在干燥器中冷却至室温的碳酸钙(基准试剂),置于300mL烧杯中,加入20mL水,滴加7moL/L盐酸至完全溶解,加热煮沸驱除二氧化碳,冷却至室温,移入1000 mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL含1mg钙。

3.12钙标准溶液,10μg/mL:

3.12.1 移取10.00mL1 mg/mL钙标准贮存溶液,置于250mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀,此溶液1mL含100μg钙。

3.12.2 移取10.00mL100μg/mL钙标准溶液,置于100mL容量中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL含10 μg钙。

3.13镁标准贮存溶液,1mg/mL:

称取1.000g纯金属镁〔w(Mg)≥99.9%〕,置于300mL烧杯中,缓慢加入34mL7moL/L盐酸使其溶解,加热煮沸,冷却至室温,移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1 mL含1 mg镁。  

3.14镁标准溶液,10μg/mL:

3.14.1移取25.00mL1mg/mL镁标准贮存溶液,置于250mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL含100μg镁。

3.14.2 移取10.00mL100μg/mL镁标准溶液置于100mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶1mL含10 μg镁。

3.15铜标准贮存溶液,1mg/mL:

称取1.000g纯金属铜〔w(Cu)≥99.9%〕,置于300mL烧杯中,加入20mL硝酸(1+1,优级纯)溶解,加热蒸干,加入10.0mL硫酸,小心翼翼加热蒸发至冒硫酸烟,冷却,加水煮沸至盐类完全溶解,冷却至室温,移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL含1mg铜。

3.16 锌标准贮存溶液,1mg/mL:

称取1.000g纯金属锌〔w(Zn)≥99.9%〕,置于300mL烧杯中,加入25.0mL盐酸(1+1,优级纯)溶解,加热煮沸,冷却至室温,移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL含1mg锌。

3.17 镍标准贮存溶液,1mg/mL:

称取1.000g 纯金属镍〔w(Ni)≥99.9%〕置于300mL烧杯中,加入15mL硝酸,低温加热至完全溶解,煮沸,冷却至室温,移入1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL 含1mg 镍。

3.18 锰标准贮存溶液,1mg/mL:

称取1.000g 纯金属锰〔w(Mn)≥99.9%,称量前用稀硫酸洗去金属锰表面氧化物,再用水洗

洗去酸,烘干〕,置于300mL 烧杯中,加入20mL硫酸(1+1,优级纯),加热溶解,冷却至室温,移人1000mL 容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。溶液1mL含1mg锰。

3.19 镉标准贮存溶液,1mg/mL:

称取1.000g 纯金属镉〔w(Cd)≥99.9%〕,置于300mL烧杯中,加入25.0mL7moL/L盐酸溶解,加热煮沸,冷却至室温,移入1000mL 容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL 含1mg镉。

3.20 混合标准溶液:

3.20.1分别移取25.00mL1mg/mL铜标准贮存溶液、1mg/mL锌标准贮存溶液、1mg/mL镍标准贮存溶液、1mg/mL锰标准贮存溶液、1mg/mL镉标准贮存溶液,置于250mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀。此溶液1mL 含铜、锌、镍、锰和镉各100μg。

3.20.2移取10.00mL 100μg/mL混合标准溶液,置于100mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀,此溶液1mL含铜、锌、镍、锰和镉各10μg。

3.21 离子交换柱:用聚乙烯管制作。

3.22树脂处理与再生:

称取约20g 树脂(4.6)置于200mL烧杯中,用水漂洗除去悬浮物。每次加入50mL2moL/L盐酸,用倾泻法搅拌洗涤三次,用5mL 刻度移液管(尖端切去一部分)吸取树脂,移入充有水的交换柱,此时随同柱中水的流出使树脂自然沉降至柱高为7cm。用20mL1.0moL/L盐酸淋洗,待盐酸流至树脂面时,每次加入20mL水淋洗三次.用塑料移液管移取4.0mL2moL/L氢氧化钾溶液放入柱中,待溶液流至树脂面后,用水淋洗两次,每次25mL,即可使用。

4 议器

原子吸收光谱议,附钙、镁、锌、锰、镉空心阴极灯,铜、镍高强度空心阴极灯。

在仪器最佳工作条件下,凡能达到下列指标者均可使用。

灵敏度:在与测量试液相同介质中钙、镁、铜、锌、镍、锰、镉的特征浓度分别不大于0.073,0.018,0.019,0.0064,0.029,0.020,0.0088μg/mL。

精密度:用最高浓度的标准溶液测量10次吸光度,其标准偏差应不超过平均吸光度的1.0%;用最低浓度的标准溶液(不是"零"标准溶液)测量10次吸光度,其标准偏差应不超过最高浓度标准溶液平均吸光度的0.5%。

工作曲线线性:将工作曲线按浓度等分成五段,最高段的吸光度差值与最低段的吸光度差值之比应不小于0.7。

5   操作步骤

5.1 称样

试样于瓷皿中在500℃灼烧2h ,置于干燥器中冷却至室温。

按表2称取试样,精确至0.001g 。

表2

被测元素

质量分数,%

试样质量,g

盐酸(7moL/L),mL

Ca,Mg

0.0001~0.001

3.000

12.6

>0.001~0.01

1.000

4.2

Cu,Zn,Ni,Mn,Cd

0.0001~0.001

3.000

12.6

>0.001~0.006

0.500

4.2

独立地进行两次测定,取其平均值。

5.2  空白试验

于两个100mL烧杯中,按表2分别加入7moL/L盐酸,在局部密封的电炉上,低温蒸至近干,冷却至室温,加入少量水,取下烧杯,各加入水至约40mL,冷却至室温。用氨水(1+9)和盐酸(1+99)调至pH8~9(用pH试纸检验),将试液转入已处理好的离子交换柱中,以1~2mL/ min流速进行交换,当试液流至树脂面时,用水淋洗两次,每次10mL,加入40mL0.05moL/L乙酸,洗脱锂并弃去,再用水淋洗树脂两次,每次10mL 。用15.00mL0.2moL/L盐酸洗脱钙、镁接收于25mL干比色管中,混匀。(用15.00mL1.0moL/L盐酸洗脱铜、镍、锰、锌、镉接收于25mL干比色管中,混匀。)

5.3  测定

5.3.1分离富集;

5.3.1.1钙,镁:将试料置于烧杯中,用少量水润湿,按表2加入7moL/L盐酸分解,加热煮沸驱除二氧化碳,取下烧杯,各加入水至约40mL,冷却至室温。用氨水(1+9)和盐酸(1+99)调至pH8~9(用pH试纸检验),将试液转入已处理好的离子交换柱中,以1~2mL/ min流速进行交换,当试液流至树脂面时,用水淋洗两次,每次10mL,加入40mL0.05moL/L乙酸洗脱锂并弃去,再用水淋洗树脂两次,每次10mL ,用15.00mL0.2moL/L盐酸洗脱钙、镁接收于25mL干比色管中,混匀。

5.3.1.2铜、镍、锰、锌、镉:将试料置于烧杯中,用少量水润湿,按表2加入7moL/L盐酸分解,加热煮沸驱除二氧化碳,取下烧杯,各加入水至约40mL,冷却至室温。用氨水(1+9)和盐酸(1+99)调至pH8~9(用pH试纸检验),将试液转入已处理好的离子交换柱中,以1~2mL/ min流速进行交换,当试液流至树脂面时,用水淋洗两次,每次10mL,加入40mL0.05moL/L乙酸洗脱锂并弃去,再用水淋洗树脂两次,每次10mL,用15.00mL1.0moL/L盐酸洗脱铜、镍、锰、锌、镉接收于25mL干比色管中,混匀。

5.3.2于原子吸收光谱议表1所列波长处,用空气-乙炔火焰,与标准溶液系列平行,分别以0.2moL/L盐酸调零测量钙和镁的吸光度,以1.0moL/L盐酸调零测量铜、锌、镍、锰、镉的吸光度,从工作曲线上查出试液与空白溶液中相应的元素的浓度。

5.4工作曲线的绘制

5.4.1钙工作溶液:

5.4.1.1移取0,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00mL10μg/mL钙标准溶液分别置于一组盛有2.85mL 7moL/L盐酸的100m

L容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀,将溶液移入塑料瓶中贮存。

5.4.1.2移取0,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00mL100μg/mL钙标准溶液分别置于一组盛有2.85mL 7moL/L盐酸的100mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀,将溶液移入塑料瓶中贮存。

5.4.2镁工作溶液:

移取0,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00mL10μg/mL镁标准溶液分别置于一组盛有14.2mL 7moL/L盐酸的100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。

5.4.3铜、镍、锰、锌、镉工作溶液:

5.4.3.1移取0,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00mL10μg/mL混合标准溶液, 分别置于一组盛有14.2mL 7moL/L盐酸的100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。

5.4.3.2移取0,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50mL100μg/mL混合标准溶液,分别置于一组盛有14.2mL 7moL/L盐酸的100mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀(锌可偏转燃烧器角度测定)。

5.4.4 工作曲线的绘制

在与试料测量相同条件下测量标准溶液系列的吸光度,以吸光度为纵坐标,被测元素浓度为横坐标,绘制工作曲线。

6   结果计算

按下式计算被测元素的含量,以质量分数表示:

式中:wX——被测元素的质量分数,%;

c——自工作曲线上查得的试液中被测元素浓度,μg/mL;

c0 ——自工作曲线上查得的空白溶液中被测元素浓度,μg/mL;

      V——试液的总体积,mL;

      m——试料的质量, g。

7   允许差

两个测定值之间的差值应应不大于表3所列允许差。

                                         表3                                    %

元素

含量

允许差

钙、镁、铜

0.00010~0.00050

0.00008

锌、镍

>0.00050~0.0010

0.00010

锰、镉

>0.0010 ~<0.0060

0.0005

8   参考文献

[1] 国家标准GB/T 11064.18-89

 

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