光譜儀測定案例--ICP-AES內標法測定硅鈣飢合金中的元素
硅鈣鋇是煉鋼過程中的脫氧劑,主要成分為Si, Ca,Ba,Al,Fe°傳統濕法分析硅鈣初中Ca,Ba,Al, Cu的時間長,操柞繁雜且精確度差。也可在ICP光 譜儀上用Co作為內標測其中的A1和Ba|l;?0釆用電感耦合等離子體發射光譜儀ICP-AES,用里作為內標對多種元素 進行分析研究,方法操作簡便,結果準確,分析速度 快,適用于生產檢驗。
1試驗方法
1.1試驗條件
采用美國熱電公司的IRIS Advantage等離子光 譜儀:中階梯光柵,閃耀角64. I。,光柵52.6條/mm, 381 mm焦距,CID檢測器,27. 1 MHzRF高頻發生 器,旋流霧化室,蠕動泵進樣,垂直觀測。
儀器高頻發生器的功率調至1 350 W時,被測 元素的穩定性較好。冷卻氣14 L/min,輔助氣0. 5 L/min,載氣1 Vmin,短波段積分時間20 s,長波段 積分時間5 s,泵速2.22 mL/n】in°
由于儀器不同,各條譜線的穩定性與靈敏度有 一些差異,表1列出幾條譜線供參考,
表i分析譜線
元素 | 波長/nm | |
AI | 394.4 | 396.1 |
Ca | 184.0 | |
Ba | 230.4 | 233.5 |
Cu | 324,7 | 327.3 |
Y | 224.4 | 360.0 |
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1.2樣品處理
稱取0.1 g(精確至0.000 1 g)樣品放在250 mL 聚四氟乙烯燒杯中,加入5mLHF(p = 1.15g/mL), 滴加硝酸(p = 1.42 g/mL)至溶液澄清后取下,置于 電爐上加熱,至溶解完全后加3 mL高氯酸(p = 1.67 g/mL),繼續加熱冒煙近干,冷卻后加入10 mL(l + 1)鹽酸,加熱煮沸3 min后取下,冷卻后移人250 mL 容量瓶中,定容搖勻,用于光譜測定。
1.3標準漆液
按表2加入各元素的標準溶液至100 mL容量 瓶中,用水稀釋到刻度,搖勻,
表2 | 標準溶液質畳濃度 | jxg/mL | ||
溶液 | AJ | Ca | Ba | Cu |
空白 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 4.0 | 12.0 | 80.0 | 0.40 |
2 | 6.0 | 20.0 | 64.0 | 0.80 |
3 | 8.0 | 32.0 | 48.0 | 1.20 |
4 | 10.0 | 40.0 | 32.0 | 1.60 |
5 | 12.0 | 60.0 | 20.0 | 2.00 |
2試驗過程
2.1溶樣分析
試驗中鈣、視譜線靈敏度高,表明溶液中的鈣、 勲離子過高會影響穩定性。用高氯酸、HF酸溶樣, 且冒煙近干后用鹽酸溶樣c某些樣品有少量殘渣, 過濾回渣后與未過濾回渣的樣品比較見表3:從表 中數據可知兩者靖果接近,說明酸不影響試驗結果,
表3 | 回渣與未回渣樣品中元素含量 | w/% | |
Ba Al | Ca | Cu | |
回渣結果 | 16.44 L58 | 9.81 | 0.20 |
未回渣結果 | 16.57 1.62 | 9.81 | 0.21 |
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2.2確定內標
儀器在測量低含量的銅時,可不加內標直接測 定;測量高含量的元素時必須加入一定量的內標元 素,為更快地測定硅鈣銀合金中的各元素,釆用內 標法進行測量,測量時需加裝內標混入器c試驗表 明,在測量時噴入80網/mL的Y標準溶液時,被測 元素的穩定性明顯要高,采用Y溶液作為內標。
2.3 回收試驗
在硅鈣鈕試樣中加入被測元素,回收試驗數據 見表4。
表4回收試驗數據
被河 | 元素質量濃 | 回收率/ | ||
標準值 | 加入量 | 測得值 | ||
Ca | 54.8 | 4.0 | 58.6 | 99.6 |
Ba | 65.2 | 4.0 | 69.6 | 101.0 |
Al | 8.4 | 4.0 | 12.4 | 100.0 |
Cu | 1.2 | 0.4 | 1.64 | 102.0 |
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從表4可以看出回收試驗結果準確,令人滿意。 2.4精密度與準確度試驗
應用所建立的標準曲線,對同一硅鈣瓠標樣連 續測量10次,結果見表5。
表5精密度與準確度 | % | ||
元素 | 標準值 | 平均值 | 相對標準偏差 |
AI | 1.55 | 1.56 | 0.798 8 |
Ca | 9.89 | 9.88 | 0.439 1 |
Ba | 16.54 | 16.41 | 0.760 3 |
Cu | 0.13 | 0.13 | 0.652 2 |
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2.5離子干擾試驗
為檢測溶液中共存離子間干擾情況,需進行離 子干擾試驗:對需要進行試驗的離子分別制備I板 mL和1 000瞄/mL溶液各1份,依次檢測水、1白g/ mL待測元素溶液和1 000阿/mL干擾元素溶液,測 量待測元素分析絕對強度,計算干擾系數。樣品中 的硅已用HF酸揮發,其干擾可忽略匚只需測量A1, Ca,Ba,Cu,Y,Fe之間的干擾。試驗結果表明:Ca對 A1394.4的干擾系數為0.007 8,對A1396. 1的干擾 系數為0.003 7, Y對A1396.1的干擾系數為0.001。 其余的干擾系數均<?!?01,對結果無影響 2.6檢出隗和測定下限
由于硅鈣初合金中Cu,Al含量低,需測定其檢 出限和測定下限。應用所建立的曲線,連續測量空 白10次,其標準偏差的3倍為試驗的檢出限,檢岀 限的10倍為檢出下限,結果見表6。
表6質量濃度檢出限和測定下限?(JLg/mL
元素 | 檢出限 | 測定下限 |
Cu | 0.004 | 0.04 |
Al | 0.006 | 0.06 |
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3結語
采用電感耦合等離子體發射光譜儀,用釔作為內標對 多種元素進行分析研究,方法快速準確,解決了化學 方法周期長和穩定性差的問題,應用于日常的檢驗 任務中,滿足了生產分析的要求。