沈亞琴,何碧蓉
(新疆中力勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司),新疆 烏魯木齊 830092)
火焰光度計(jì)是一種鈉、鉀離子的專(zhuān)屬檢測(cè)儀器,較“差減法”更加準(zhǔn)確,較“原子吸收光譜法”更加經(jīng)濟(jì),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),能廣泛運(yùn)用于工作實(shí)踐。由于火焰光度計(jì)是一種基于發(fā)射光譜的分析儀器,通常使用液化氣為燃料,火焰溫度能量激發(fā)被測(cè)原子的數(shù)量有限,在測(cè)試過(guò)程中,高濃度鈉、鉀離子容易產(chǎn)生自吸、自蝕現(xiàn)象,吸光度不隨待測(cè)元素濃度的增加而保持線(xiàn)性增加,即會(huì)出現(xiàn)“自吸收干擾”又稱(chēng)“吸光度衰減”的現(xiàn)象[1-2]。因此,在標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)溶液進(jìn)樣時(shí),通常采用低濃度樣品,從而需要準(zhǔn)確配制低濃度范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在經(jīng)過(guò)多次嘗試后,進(jìn)行方法總結(jié)和改進(jìn),所配制標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線(xiàn)圖的相關(guān)系數(shù)不小于0.995[3],待測(cè)樣品相對(duì)誤差均小于15%[4],滿(mǎn)足使用要求。
(1)火焰光度計(jì)(6400A)。K+:檢測(cè)線(xiàn)≤0.004mmol/L;Na+:檢測(cè)線(xiàn)≤0.008mmol/L。分析天平的分度值為0.0001g。
(2)火焰光度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按GBW(E)130109,采用1% HCl溶液,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院。氯化鈉:光譜純,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;氯化鉀:光譜純,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;鹽酸:分析純,永飛化工廠(chǎng)。
火焰光度計(jì)測(cè)定鈉、鉀離子含量時(shí),由于酸對(duì)吸光度影響的大小關(guān)系為H2SO4>HCl>HNO3,其中H2SO4產(chǎn)生的基體效應(yīng)干擾最顯著,因此必須消除由于標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品待測(cè)液間基體不一致所產(chǎn)生的基體干擾效應(yīng),減小試驗(yàn)誤差,確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[2,5]。實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)的鈉、鉀離子標(biāo)準(zhǔn)溶液基體為1% HCl,故選用1% HCl溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制基體。
容量瓶規(guī)格為50mL,全部經(jīng)資質(zhì)單位校準(zhǔn)合格,但是用于標(biāo)準(zhǔn)溶液配制時(shí)其體積誤差會(huì)比較顯著的影響標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù),故以萬(wàn)分之一分析天平為基準(zhǔn)進(jìn)行體積修正。步驟:(1)洗凈容量瓶,晾干,檢查并配套瓶塞,按流水編號(hào)進(jìn)行區(qū)分,放置于干燥器內(nèi)24h;(2)用分析天平精確稱(chēng)量容量瓶的質(zhì)量m0,精確至0.0001g;(3)采用蒸餾水對(duì)容量瓶進(jìn)行準(zhǔn)確定容,擦拭干凈外壁及瓶口水漬,準(zhǔn)確稱(chēng)量容量瓶及蒸餾水的質(zhì)量m1,精確至0.0001g;(4)蒸餾水(20℃)的密度取0.9982g/mL,校準(zhǔn)體積V=(m1-m0)/ρ,標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制作濃度表如表1所示。
表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制作濃度表
嚴(yán)格按照規(guī)范要求稱(chēng)取光譜純氯化鈉、氯化鉀(按實(shí)際稱(chēng)量值計(jì)算,精確至0.0001g)[6],此次稱(chēng)取量分別為0.2549g、0.1927g,配制標(biāo)準(zhǔn)溶液母液K+(101.06mg/L),Na+(100.27mg/L),再準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)溶液母液配制不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。
嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求和實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程預(yù)熱及調(diào)試火焰光度計(jì),火焰光度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(NCRM)及配制標(biāo)準(zhǔn)(PZBZ)溶液分別從空白參照、低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液至高濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液依次進(jìn)樣,并記錄吸光度值,平行測(cè)定次數(shù)不少于兩次,結(jié)果取吸光度平均值。
(1)火焰光度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)樣生成的Na+、K+工作曲線(xiàn)圖如圖1~圖2所示,Na+的濃度范圍為0.004~0.200mmol/L,工作曲線(xiàn)相關(guān)系數(shù)為R2=0.9997>0.995,曲線(xiàn)符合使用要求;K+的濃度范圍為0.004~1.00mmol/L,工作曲線(xiàn)相關(guān)系數(shù)為R2=0.9982>0.995,曲線(xiàn)有效。
(2)實(shí)驗(yàn)室配制標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣生成的Na+、K+工作曲線(xiàn)圖如圖3、圖4所示,濃度范圍為1.01~24.32mg/L,Na+、K+工作曲線(xiàn)的相關(guān)系數(shù)分別為0.9993、0.9979,略次于火焰光度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所繪制的工作曲線(xiàn)的相關(guān)系數(shù),但是均大于0.995,滿(mǎn)足使用要求。
圖1 NCRM制作Na+標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線(xiàn)圖
圖2 NCRM制作K+標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線(xiàn)圖
圖3 PZBZ繪制Na+標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線(xiàn)圖
圖4 PZBZ繪制K+標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線(xiàn)圖
圖5 待測(cè)液中Na+相對(duì)誤差散點(diǎn)圖
圖6 待測(cè)液中K+相對(duì)誤差散點(diǎn)圖
待測(cè)液中Na+、K+相對(duì)誤差散點(diǎn)圖如圖5、圖6所示,用實(shí)驗(yàn)室配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制的曲線(xiàn)圖分析15組待測(cè)溶液,與用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的工作曲線(xiàn)圖分析結(jié)果相比,Na+、K+濃度的相對(duì)誤差為0.3%~13.0%,均小于允許誤差線(xiàn)(小于15%),測(cè)量結(jié)果有效。
通過(guò)容量瓶體積校準(zhǔn)能幫助研究人員繪制線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)的工作曲線(xiàn)圖,在土壤易溶鹽的分析試驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液并繪制工作曲線(xiàn)圖,可以采用火焰光度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行校核和質(zhì)量控制。因此,實(shí)驗(yàn)室有效配制鈉、鉀離子標(biāo)準(zhǔn)溶液可以輔助火焰光度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用,能減少部分使用量和經(jīng)濟(jì)成本。