铅及其化合物测定--火焰原子吸收分光光度法方法介绍

一、原理

用玻璃纤维滤筒采集铅尘、铅烟样品,经索氏提取法或酸煮法制备成样品溶液。在空气-乙炔火焰中,铅被原子化,于光路中吸收从铅空心阴极灯发射出来的特征谱线(283.3nm)。根据特征谱线光强度的变化,用原子吸收分光光度法测定。

超过铅100倍的Fe³⁺、A1³⁺、Bi³⁺、Cr³⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Hg²⁺、Sn²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等离子不干扰测定,稍有干扰,必要时可加氢氟酸消除。Na⁺、K⁺、Ca²⁺稍有增感作用,当浓度高时,可采用稀释的方法消除干扰。

测定范围:0.05～50mg/m³。

二、仪器

①索氏提取装置。

②烟尘采样器。

③原子吸收分光光度计。

④玻璃纤维滤筒。

三、试剂

①硝酸溶液C(HNO₃)=0.010mol/L及(1+1)。

②30%过氧化氢。

③铅标准贮备液:称取0.5000g金属铅(99.99%)于100ml烧杯中,用(1+1)硝酸溶液15ml溶解,冷却后,移入500ml容量瓶中,用水稀释至标线。此溶液每毫升含1000μg铅。

④铅标准使用液:临用前,用水将标准贮备液稀释为每毫升含100μg铅的标准使用液。

四、采样

当温度高于400℃时,铅呈气态存在,应将废气导出管道外,使温度降至400℃以下,以20L/min流量恒流采样10～30min;温度低于400℃时在管道内等速采样。

五、步骤

1、原子吸收分光光度计工作条件

波长:283.3nm;狭缝宽度:0.8nm;灯电流:5mA;火焰类型:空气-乙炔;气体流量:乙炔2.1L/min,空气8.0L/min;燃烧器高度:10.0cm。

2、标准曲线的绘制

①取七个100ml容量瓶,按表1配制铅标准系列。

用0.010mol/L硝酸溶液稀释至100ml标线,摇匀。

②按选定的仪器工作条件,测定铅标准系列的吸光度。以吸光度对铅浓度(μg/ml),绘制标准曲线。

3、样品测定

①样品溶液制备:任选下述方法其一。

索氏提取法:将滤筒放入提取器内,于蒸馏瓶中加(1+1)硝酸溶液50ml,30%过氧化氢15ml,加热回流3h,待冷却后将溶液洗入烧杯中(如溶液混浊片拌有絮状物,可先过滤),在电热板上缓慢蒸发至近干,再加入(1+1)硝酸溶液2ml,加热溶解残渣,定量转移至50ml容量瓶中,用水稀释至标线。

酸煮法:将滤筒放入250ml锥形瓶中,加入(+1)硝酸溶液50ml,30%过氧化氢15ml,插入一小漏斗,在电热板上微沸2h,1h后再小心滴加过氧化氢5ml,必要时可补加少量水,冷却后抽滤,滤液移入烧杯中。用水洗涤锥形瓶、滤渣及抽滤瓶三次以上,洗涤液与滤液合并,放在电热板上微沸蒸干,再加入(1+1)硝酸溶液2ml,加热使残渣溶解,定量转移至50ml容量瓶中,用水稀释至标线。

②取适量样品溶液于另一50ml容量瓶中,用0.010mol硝酸溶液稀释至标线。按绘制标准曲线的工作条件,测定吸光度。

③取同批号滤筒两个,按样品测定步骤测定空白值。

六、计算

式中:C——测定时样品溶液(50.0ml)中铅浓度,μg/ml;

C₀——空白溶液(50.0ml)中铅浓度,μg/ml;

V_t——样品溶液总体积,ml;

V_a——测定时所取样品溶液体积,ml;

V_nd——标准状态下干气的采样体积,L。

七、说明

①在样品溶液蒸至近干时,温度不宜太高,以免崩溅。

②实验过程中,应使用无铅水,以尽可能地降低空白值。

③玻璃纤维滤筒铅含量较高,使用前可先用(1+1)热硝酸溶液浸泡约3h(不能煮沸,以免破坏滤筒)。从酸中取出后,在水中浸泡10min,取出用水淋洗至近中性,烘干后即可使用。

④索氏法制备的样品溶液,不易受环境污染过程简便,但耗时较长。酸煮法,步骤较繁琐,制得样品溶液需过滤。两种方法各行优缺点,可根据实验室的具体条件选用。

⑤由于铅的熔点较低(327℃),在400℃时便开始气化,因此当温度高于400℃时,应将废气导出管道外,使温度降至400℃以下,才能采集气溶胶态铅。

⑥不同仪器的最佳工作条件不同,因此要根据所用仪器的说明书精确选择仪器的工作条件,以使测定的灵敏度高、重现性好及线性范围宽。