原子荧光标准溶液的配制是一个稀释的过程,即将购买的高浓度的标准溶液按要求、 比例稀释到所需浓度,使之成为一个浓度序列,检定测得的原子荧光值呈线性关系。所以,溶液配制得好坏将直接影响到检定结果的准确性。 因为砷、锑的测定条件基本相同,所以此两种元素可以同时测定。因此,JJG939-2009《原子荧光光度计》 检定规程要求配制的是两种元素的混合标准溶液。JJG939-2009中所提供的检定用试剂和溶液配制方法比较简单, 下面就原子荧光光度计检定用标准溶液的配制、保存及注意事项进行总结讨论。
一、原子荧光光度计检定所需试剂及其性质
1.盐酸:优级纯(GR)
浓盐酸为无色或微黄色易挥发液体,有刺激性气味。能与水混溶,溶于碱液。 对其的操作应在通风橱中进行。
2.硼氢化钾(硼氢化纳)
纯度不低于95%。 白色至灰白色细结晶粉末或块状,吸湿性强,因此需与干燥剂一起存放。能溶于水、液氨,不溶于乙酉迷、苯、烃类,性质稳定,还原性强,其溶液在此主要作为还原剂使用。 因为硼氢化钾溶液见光易分解,其溶液需用棕色瓶避光保存。
3.氢氧化钾(氢氧化钠)
分析纯(AR)是用来保护硼氢化钾的。 常温下是一种白色晶体,具有吸水性、强腐蚀性;易溶于水,同时放出大量热。
4.硫脲:分析纯(AR)
白色光亮苦味晶体,能溶于冷水、乙醇,微溶于乙酉迷,20℃时在水中的溶解度为137g/L。 有毒性,接触皮肤会吸收,因此配制溶液时应避免与皮肤接触。
5.二次去离子水
指去离子水经过亚沸蒸馏得到的水, 一般用在物化或分析试验中。其中,用离子交换法制备的水被称为去离子水,去离子水不是没有离子的水,而是经过离子交换得到的没有干扰离子、pH值为中性的水(干扰离子一般指钙、镁、碳酸根、硫酸根等,但是去离子水一般含有的有机物质是不能去除的)。去离子水不同于蒸馏水,蒸馏法只能除去水中非挥发性的物质,并不能除去溶解在水中的气体,蒸馏水纯度一般不如去离子水,去离子水比蒸馏水电导率更小。通常情况下,普通定量分析蒸馏水就可以, 仪器用水一般根据结果量级选择用水,低标准是去离子水,这里因为结果量级比较高,因此使用的是二次去离子水。
6.标准溶液
砷标准原液(GBW08611,1000μg/mL,U=1μg/mL,k =2, 中 国 计 量 科 学 研 究 院 )、 锑 (GBW (E)080545,100μg/mL,U=1%,k=2)。
二、原子荧光光度计检定用试剂配制所需设备
1.天平:大秤量为200g或500g,分度值不大于0.1g。
2.玻璃量具 (* ):100mL、200mL、1000mL容 量 瓶数个;100mL、500mL烧杯数个;1mL、5mL、10mL、20mL移液管或吸量管数个;玻璃棒。
3.其他实验用器具。
三、原子荧光光度计检定用试剂配制、保存及注意事项
1.原子荧光光度计检定用试剂的作用原理
JJG939-2009规定要配制的是砷、 锑混合 标准 溶液。测定砷和锑的关键是将As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)还原为氢化物。 As(Ⅴ)、Sb(Ⅴ)与硼氢化钾反应的时间较长,As(Ⅲ)、Sb(Ⅲ)更容易形成氢化物。 前处理应将五价砷、锑先还原为三价,因此需要加入硫脲和抗坏血酸进行预还原。JJG939-2009规定,配制标准溶液时需加入100g/L的硫脲水溶液,未提到抗坏血酸,是因为抗坏血酸的作用是使溶液更加稳定并促进还原, 硫脲的作用是还原和对Cu2+Co3+、Ni2+等离子起掩蔽作用, 硫脲和抗坏血酸在一起还原效果更好。 按照JJG939-2009的要求,配制的标准溶液需要现用现配, 则抗坏血酸的添加与否基本无影响。
进行分析时, 在酸性环境条件下同时加入硼氢化钾溶液,发生以下反应:
E为可形成氢化物元素(砷、锑),m可以等于或不等于n。
形成的氢化物被原子化后, 受光源光能所激发发生跃迁到较高能级, 并在回到较低能级的同时辐射出原子荧光。
需要注意的是,硼氢化钾是强还原剂,在中性和酸性的情况下易分解, 与水或空气中的氧气和二氧化碳反应,见光易分解。在溶液中加入氢氧化钾可使其较稳定地存在,保持低温可减缓它的分解。 同时,氢氧化钾容易与玻璃中的硅发生反应生成硅酸钠, 因此配好的溶液要用塑料瓶子进行保存,以保持溶液的有效浓度。如现用现配,在玻璃器皿中影响不大。
2.原子荧光光度计检定用试剂的配制
(1)100g/L的硫脲溶液的配制
以配制100mL的溶液为例。 在分析天平上称量10g硫脲(白色晶状固体,放在小烧杯中用差重法称量),用少量二次去离子水溶解,玻璃棒轻轻搅动,如溶解不*可适当水浴加热,但不可温度过高。用玻璃棒将溶解的硫脲溶液移入100mL的容量瓶中定容。 硫脲溶液配制中,可加入抗坏血酸,亦可不加。
(2)100ng/mL的砷、锑标准储存液的配制
逐级稀释法,可以降低误差,提高准确性。 所以在稀释砷、锑标准溶液时,分两步稀释,以得到标准储存液。 用移液管或吸量管分别吸取砷标准溶液1mL、锑标准溶液10mL溶于100mL的容量瓶中, 用二次去离子水定容,配制成10μg/mL的砷、锑标准中间液。 再吸取1mL配制好的10μg/mL的砷、锑标准中间液于100mL容量瓶中,用二次去离子水定容。
(3)检定用砷、锑标准混合溶液的配制
用移液管或吸量管分别吸取100ng/mL砷、 锑标准储存液0mL、1.0mL、5.0mL、10.0mL、20.0mL于100mL容量瓶中, 分别加入100g/L的硫脲溶液20mL、 浓盐酸10mL,用二次去离子水稀释至刻度。
(4)5%盐酸溶液的配制
用量筒量取50mL的浓盐酸, 加入约200mL二次去离子水稀释,然后移入1000mL的容量瓶中,用二次去离子水定容。
(5)硼氢化钾溶液的配制
硼氢化钾的浓度由被测元素浓度确定, 载液酸浓度由硼氢化钾的浓度确定,终废液呈酸性。日常检定中,配制1.5%的硼氢化钾溶液基本满足检定要求。具体配制方法是:在电子天平上称取15g硼氢化钾溶于预先加入5g氢氧化钾的200mL二次去离子水中, 搅拌至溶解,用玻璃棒引流转移至1000mL容量瓶中,再用二次去离子水稀释至刻度。
3.溶液配制中的注意事项
(1)对溶液配制时所使用的玻璃量具根据分析方
法的不同进行清洗。测定微量元素用的玻璃器皿,首先用毛刷蘸水刷洗, 用水冲去可溶性物质及刷去表面黏附的灰尘,接着将滴管、吸量管、小试管等浸于10%硝酸溶液中8h以上,然后用纯水冲净。洗净的玻璃器皿倒计置时,水流出后器皿壁应不挂水珠。至此再用少量纯水刷洗玻璃器皿3次,洗去自来水带来的杂质,自然沥干。
(2) 要 注 意配 制 的 溶液 的 单位 是 质量 浓 度 还 是体积浓度。
(3)固体试剂在烧杯中溶解后,用玻璃棒引流移入容量瓶,用二次去离子水少量多次清洗烧杯和玻璃棒,将清洗用水也倒入容量瓶, 烧杯和容量瓶至少要清洗3~4次。
(4)定容时,先加二次去离子水稀释至约3/4体积,再将容量瓶平摇几次(切勿倒转摇动),作初步混匀。接着将二次去离子水加至接近刻度处,再一点点加入,使溶液的凹面与容量瓶刻线相切。然后用玻璃塞塞好,来回颠倒容量瓶数次使溶液充分混合均匀。
(5)使用移液管或吸量管量取试剂时,要先用欲取溶液淋洗2~3次后方可操作。
(6)吸取溶液时,移液管或吸量管的下口插入欲取的溶液中不能太浅或太深,太浅会产生吸空,把溶液吸到洗耳球内弄脏溶液,太深又会使管外黏附过多溶液。
(7)为减少测量误差,吸量管每次都应将上面的刻度作为起始点,往下放出所需体积,而不是放出多少体积就吸取多少体积。除吹出式吸量管外,残留在吸量管末端的少量溶液,不可用外力强行使其流出。
(8)容量瓶使用前要进行试漏,即在瓶内装入自来水到标线附近,盖上塞,用手按住塞,倒立容量瓶,观察瓶口是否有水渗出,如果不漏,把瓶直立后,转动瓶塞约180°后再倒立试一次。
(9)不要用容量瓶长期存放配好的溶液,配好的溶液如果需要长期存放,应该转移到干净的磨口试剂瓶中。
(10)容量瓶长期不用时应该洗净,把塞 子 用 纸 垫上,以防时间长后,塞子打不开。
(11)还原剂浓度由试样来定,载流液浓 度 由 还 原剂浓度来定,后废液呈酸性。 如果不是酸性,硼氢化钾会在管道压力低处沉淀,而后堵塞。
(12)实验室内不能放置食物,以免交叉感染。
(13)如对自己所配硼氢化钾溶液和载流液浓度存怀疑态度,可用pH试纸测试一下,如废液呈酸性,则满足实验要求;如废液呈碱性,则硼氢化钾溶液浓度过高。
(14)标准储存液也可用5%盐酸来制备,溶液性质会更加稳定,可保存较长时间。
4.原子荧光用溶液的保存
除标准储存液在0~5℃条件下可保存6个月外,其他溶液好现用现配。