電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測(cè)定磷酸中的金屬元素

高建平 趙迎春 李宗澤

(1 珀金埃爾默 昆明辦事處，昆明 650021；2 云南省食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，昆明 650106；3 云南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，昆明 650223)

前言

磷酸主要用于磷酸鹽、肥料、鋼鐵防銹劑，有機(jī)合成催化劑，在染料及中間體生產(chǎn)中用作干燥劑，乳膠凝固劑等。食品級(jí)磷酸可當(dāng)作酸性飲料的酸味劑。目前在食品中的添加比較多，故需要監(jiān)測(cè)磷酸中的常量人體需要元素和有毒的重金屬元素。目前測(cè)定磷酸樣品中金屬元素含量的主要方法有原子吸收光譜法(AAS)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)[1]，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)[2-4]具有多元素同時(shí)測(cè)定、檢出限低、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、分析速度快、基體干擾少等優(yōu)點(diǎn)，非常適于金屬元素的同時(shí)測(cè)定。建立了用ICP-AES標(biāo)準(zhǔn)加入法準(zhǔn)確測(cè)定磷酸樣品中砷、鎘、鈷、鉻、銅、鐵、錳、鎳、鉛和鋅等10種金屬元素的方法[5]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Avio200型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(美國(guó)珀金埃爾默儀器有限公司)；ME104分析天平(梅特勒-托利多中國(guó)有限公司)；Exceed-Cb-30實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)(艾柯電器(蘇州)有限公司)。

50 mL的PP材質(zhì)塑料容量瓶。

氬氣純度為99.996%。

多元素混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(10 mg/L，珀金埃爾默公司)；超純水。

1.2 儀器工作條件

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀的工作條件：高頻功率1 400 W，等離子體氣流量14 L/min，載氣流量0.70 L/min，輔助氣流量0.20 L/min，觀測(cè)方式為徑向，樣品進(jìn)樣量1.0 mL/min，積分時(shí)間自動(dòng)，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法校準(zhǔn)測(cè)定樣品。

1.3 波長(zhǎng)的選擇

根據(jù)基體磷酸對(duì)各個(gè)元素的干擾情況，各種元素波長(zhǎng)的靈敏度和檢出限，結(jié)果的穩(wěn)定性和回收率做了波長(zhǎng)的優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 測(cè)定元素的波長(zhǎng)Table 1 The wavelength of elements

1.4 工作曲線(xiàn)

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液由多元素混和標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(10 mg/L)直接稀釋所得，根據(jù)樣品中金屬元素含量，制備不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。采用標(biāo)準(zhǔn)加入法的方式配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，質(zhì)量濃度分別為0.0、0.05、0.1、0.5、1.0 μg/g。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液中需加入5.0 g的磷酸基體，稱(chēng)取標(biāo)準(zhǔn)溶液后，用超純水定容到50.0 g,其中1個(gè)5.0 g樣品中不加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)系列中的樣品。采用標(biāo)準(zhǔn)加入法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

1.5 樣品預(yù)處理

稱(chēng)取5.0 g磷酸樣品到50 mL容量瓶中，用超純水定容到50.0 g。搖勻，上機(jī)測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 磷酸基體對(duì)等離子體的影響

磷酸樣品直接稀釋10倍后，基體對(duì)等離子體的影響非常小，等離子體還是很穩(wěn)定的。從樣品的平行性就驗(yàn)證了這一點(diǎn)。當(dāng)然我們也可以適當(dāng)?shù)奶岣唠姼旭詈系入x子體的射頻功率和等離子體氣的流量來(lái)增加等離子體的穩(wěn)定性。進(jìn)樣系統(tǒng)可以采用旋流霧室進(jìn)樣系統(tǒng)，對(duì)于磷酸的清洗更快速。

2.2 方法檢出限

按實(shí)驗(yàn)方法對(duì)空白溶液進(jìn)行11次測(cè)定，計(jì)算方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差，3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差用來(lái)表示方法的檢出限，結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)驗(yàn)表明，可以滿(mǎn)足磷酸中雜質(zhì)元素在檢出限以上的金屬元素測(cè)定。

表2 方法檢出限Table 2 method detection limit /(μg·g-1)

2.3 精密度實(shí)驗(yàn)

對(duì)樣品(0.5 μg/g)重復(fù)測(cè)定6次，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差整體小于2.0%，表明方法的精密度較好，相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表3。

2.4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

在試樣中加入2種濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行處理后，在優(yōu)化的儀器條件下進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4。加標(biāo)回收率在95%～105%，表明結(jié)果準(zhǔn)確度較好。

3 結(jié)論

磷酸樣品直接用水稀釋10倍后，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，ICP-AES法直接測(cè)定磷酸中的10種金屬元素。等離子體穩(wěn)定性好，分析速度非?？欤Y(jié)果準(zhǔn)確度高，方法檢出限低，適用于磷酸中雜質(zhì)金屬元素的快速測(cè)定。

表3 精密度實(shí)驗(yàn)Table 3 Precision experiment(n=6)

表4測(cè)定樣品的結(jié)果與回收率Table 4 results and the recovery rate