保证测定值与认定值一致的最新方法

     作者：郑晓蒙

    电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝-锌-铟系合金牺牲阳极中9种元素内容简介。

    1  实验部分

    1.1  主要仪器与工作条件

    2100 DV电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国Perkin-Elmer公司），仪器最佳工作条件见表1。氩气净化机。

    1.2主要试剂

    铁、铜、铟、锌、镉、镁、钛单元素标准储备溶液（钢铁研究总院，国家钢铁材料测试中心）：1 000μg/mL；锡、硅单元素标准储备溶液（钢铁研究总院，国家钢铁材料测试中心）：500μg/mL;锡、钛单元素标准工作溶液：将锡、钛单元素标准储备溶液逐级稀释成50. 00 μg/mL和10. 00μg/mL，并与标准储备溶液保持一致的酸度；镁标准工作溶液：将镁储备溶液稀释成100. 00 μg/mL，并与标准储备溶液保持一致的酸度；铝基体溶液：20 mg/mL，称取20. 00 9高纯铝（铝的质量分数不小于99. 99%），置于l 000mL烧杯中，盖上表面皿，分次加入总量为600 mL盐酸(1+1)和数滴过氧化氢，低温反应至溶解完全，煮沸，分解过量的过氧化氢，冷却至室温，将溶液移入1  000 mL的容量瓶中，定容，摇匀。

    实验所用试剂的纯度均不低于分析纯，实验用水为蒸馏水。

    1.3  实验方法

    1.3.1  样品前处理

    称取0．1 g（精确到0．000 1 g）样品，置于250mL锥形瓶中，加入20 ml_ HCI (1+l)，待剧烈反应变缓后（反应太剧烈时可用洗瓶吹水降温），低温加热分解，加入适量（数滴）H2O2，至样品完全溶解，煮沸分解过量的过氧化氢，冷却至室温。移入100 mL塑料容量瓶中，定容，摇匀，待测。按照选定的工作条件，上机依次测定空白溶液、标准系列溶液和试样溶液，仪器自动计算出样品中铁、铜、铟、锡、锌、镉、镁、钛和硅的含量。

    1.3.2标准系列溶液的配制

    铁、铜、铟、锌、镉、硅混合标准系列溶液：使用系列GSB 04-19202005标准样品（国家一级标样），按照1.3.1方法处理，得到GSB 04-19202005系列标准溶液；用纯铝打底加入铁、铜、铟、锌、镉、硅配制而成标准溶液b5，该混合标准系列溶液各元素浓度相当于样品中各元素质量分数见表2。

    锡、镁、钛混合标准系列溶液：根据试液中铝的质量浓度，移取适量的铝基体溶液于一组100 ml_容量瓶中，使标准溶液与试液中铝的质量浓度基本一致，按照表3给出的元素质量浓度，加入适量的待测元素标准系列溶液，保持标液与试液的酸度基本一致，定容，摇匀。

    2  结果与讨论

    2.1试样处理方法的选择

    铝-锌-铟系合金牺牲阳极中元素多，含有锡等易水解元素，处理不当易使其水解。另外考虑到试样溶解速度、是否引入干扰元素等问题，通过HCI、HNO3、HCL一H2O2、HCI-HNO3等试剂溶解样品及上机测定试验，根据试验结果，确定了采用HCl-H2O2溶解试样。HCI-H2O2。的用量试验表明：对于0.1g试样，使用20mL  HCl(1+1)相数滴H2O2的溶解效果最好，铁、铜、铟、锡、锌、镉、镁、钛和硅的测定结果稳定。因此实验使用20 mL HCI (l+l)和数滴H2O2溶解试样。

    2.2分析谱线的选择

    铝锌铟系合金牺牲阳极中元素多，待测元素不同波长的谱线受到干扰情况不同，见表4。

    根据样品组成及待测元素含量，谱线强度、干扰情况和灵敏度等最终确定各元素的分析谱线，如表5所示。

    2.3  干扰及消除

    用电感耦合等离子体原子发射光谱法对铝锌-铟系合金牺牲阳极进行分析时，因等离子体温度很高，化学干扰很少，干扰主要为光谱干扰和物理干扰。光谱干扰主要有谱线重叠干扰和背景漂移。光谱背景干扰是强发射杂散光使背景增强、信噪比变小、精密度和检出限变差。物理干扰主要由试样溶液黏度、表面及密度差异    引起的谱线强度变化。

    对于光谱干扰，通过选择干扰较少的谱线作为分析线和采用两点校正法消除，光谱干扰的校正见表6。

    为消除物理干扰，采用基体匹配法，即在配制标准溶液时，加入与被测样品含量相当的高纯铝，使所配制标准溶液的酸度与样品尽量一致，保证雾化效率也一致，达到消除基体干扰的目的。为了使结果准确，不仅要求制备好合适的标准溶液，还要使仪器参数与所配制的标准溶液、试样溶液协调一致。

    2.4校准曲线和方法检出限

    按照仪器设定的工作条件分别对铁、铜、铟、锌、镉、硅系列混合标准系列溶液和锡、镁、钛系列混合标准系列溶液进行测定并绘制校准曲线，各元素的校准曲线线性良好，线性相关系数均大于0. 997，见表7。在选定的实验条件下对空白溶液连续测定10次，以3倍标准偏差计算方法的检出限，结果见表7。

    2.5精密度试验

    按照实验方法对铝一锌一铟一镁一钛、铝一锌一铟一镉、铝一锌一铟一硅等4个铝一锌一铟系合金牺牲阳极样品中铁、铜、铟、锡、锌、镉、镁、钛和硅进行测定，结果的相对标准偏差（RSD，n=10）均不大于4.0%，见表8。

    3  样品分析

    按照实验方法测定GSB 04-1920-2005铝一锌一铟系合金牺牲阳极标准样品中的铁、铜、铟、锌、镉、硅以及铝合金标准样品中的镁、钛等元素含量，测定值与认定值一致，结果见表9。

    按照实验方法对样品中铟、锡、锌、镉等元素进行加标回收试验，回收率在99%～108%之间，结果见表10。

    4  评述：

    铝一锌一铟系合金牺牲阳极样品用盐酸和过氧化氢溶解，选择干扰少或没有干扰且灵敏度高的谱线作为待测元素的分析谱线，采用左、右两点扣背景的方法校正光谱干扰和基体匹配方法消除物理干扰，实现了使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铝一锌铟系合金牺牲阳极中铁、铜、铟、锡、锌、镉、镁、钛和硅等元素。方法中各元素检出限在0. 000 011%～0.000 77%（质量分数）之间，校准曲线的线性相关系数r.>0. 997。按照方法测定实际样品，测定结果的相对标准偏差RSD≤4.0%（n=10）。标准样品的测定值与认定值一致；实际样品的加标回收率为99%～110%。