分离富集技术在ICP光谱分析中的应用

1999年第 2期 高等函授学报(自然科学版) 分离 富集技术在 ICP光谱分析中的应用’ 铁丽云 黄可芝 (武汉工业大学 ) 近年来 ，仪器分析的发展突飞猛进，正如分析化学一样，仪器分析不仅应用于化学领域，而 且已应用于其他很多学科领域之中。电感耦合等离子体发射光谱法(简称 ICP一 d )是一种 成分分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，可对约 70种元素(金属元素及磷 、硅、砷、硼等非金属元素)进行定性及定量分 析。这种方法可有效地用于测定高、中、低含量(从百分之几十到 0．0xvg／g)的元素，分析的灵 敏度较高 ，元素间干扰效应较低 ，许多试样可在溶样后直接进行光谱测定，不必采用预分离富 集技术。但是，随着 ICP光谱法应用范围的扩大 ，常常会遇到许多试样 ，如不采用预分离富集 技术就无法满足分析要求，这主要有下面几种情况 ：①含盐量较高的液体(如废水、海水)，如果 直接测量就容易造成雾化器的堵塞并危及进样系统工作的稳定性。一般来说，雾化器允许含 盐量≤10mg／ml。②对于一些高纯度的样品要测定其中杂质含量时，灵敏度不能满足要求。 例如：纯度为 99．9％或 99．99％的金属 ，要测定杂质 的含量，其杂质总含量低到 1000~g／g或 lOO~g／g，而单个杂质含量仅为 10~g／g以下。若称 lg试样溶解后稀释到 100ml，基体量则为 10mg／ml，而此时杂质浓度仅 0．1pg／ml，在测定下限附近，实际不能准确测定。③基体为多谱 线时(例如 WC中 W 的谱线很多)易造成光谱干扰及很深的光谱背景，影响样品中微量元素的 测定。 因此，对于上述这些样品，必须采用分离富集技术，将共存元素(或基体)与待测元素全部 或部分分离开来，如需要还要加以富集，这样才能准确地测定其中的微量或待测元素。本文将 介绍分离富集方法及其在 ICP光谱分析中的应用。 1 分离富集技术方法 1．1 沉淀分离法和共沉淀预富集法 沉淀法是在样品溶液中加入适 当沉淀剂，使痕量杂质成 分直接沉淀出来，或者将干扰成分(或基体)沉淀分离除去 ，以达到预分离富集 目的。共沉淀法 是在样品中加入适当的、能与上述沉淀剂发生沉淀作用的试剂为共沉淀剂，而使溶液中痕量杂 质与其一起沉淀(共沉淀)下来，但无共沉淀剂时这些痕量成分并不与沉淀剂直接发生沉淀反 应 。 1．2 蒸发浓缩法 蒸发浓缩是将稀溶液样品(水样等)加热蒸发浓缩到小体积，共存元素与待 测元素同时被浓缩。由于该法要时较长，从而引起 了来 自环境中沾污问题 ，要注意清洁实验 室。这种方法适用于盐类浓度低的河水、湖水、自来水的分析 ，但不适用于废水、海水的分析。 1．3 气化分离法 该法使待测元素转变成气体，从而从基体中分离出来。这些元素主要是 As、Sb、Bi、Ge、sn、Se和 Te等，它们可以利用氢化法(用 NaBFh还原剂)使其生成气态氢化物 导入 ICP而与干扰成分相分离⋯。反过来，在半导体材料硅、砷或锑中痕量杂质元素测定时 。 可分别在 HF～HNO3溶液中以 SiF4形式蒸发除去 Si基体，在 HBr或 Br2溶液中以 AsBr3或 · 收稿 日期：1998一l0—20 维普资讯 http://www.cqvip.com 30 1999年第 2期 高等函授学报(自然科学版) SbBr1的形式蒸发除去 和 Sb基体 ，能使痕量杂质得到有效的富集。 1．4 溶剂萃取法 溶剂萃取法是利用与水不相溶的有机溶剂同样品溶液一起振摇 ，使一些组 分进入有机相中，而另一组分则留在水相中，从而达到分离富集的目的。这种方法简便 、快速， 通过对 pH值的选择 ，以及使用隐蔽剂等方法能提高选择性，因而被广泛用来作为微量成分， 特别是重金属元素的分离富集方法。 g／L级的萃取富集物可直接用于 ICP—AES测定L2 J。 1．5 离子交换法 离子交换法是利用离子交换树脂与溶液 中不同组分的离子之间交换反应 行为的差异来进行不同组分分离和富集的方法。这种方法具有选择性好和操作简单的优点， 与溶剂萃取法相比，离子交换法的缺点是需要时间长，但是如果条件得当，它却具有浓缩 100 — 1000倍的效果。由于交换吸附后的洗脱 ，一般都是在酸性或碱性溶液中进行，因此，将洗涤 液引入等离子中几乎没有什么问题 ，目前运用此方法很普遍。 2 分离富集技术在 ICP光谱分析中应用 在 ICP光谱分析中，分离富集技术的选择必须根据元素的性质，存在状态，以及含量等因 素综合考虑。下面举二个应用实例： 例 1 高纯金中微量金属杂质的等离子光谱法测定——沉淀分离法o[3 J 测定对象为 99．999％的高纯金中微量锰、铬、铁、镁 、铅、铝、铜、钙等元素。为此必须将基 体元素金与它们分离开来。金试样一般用王水溶解 ，此时，金以 AuC14-，其它元素以常见氧化 态存在于溶液中。将金与这些元素分离的有效方法应是将金沉淀出来 ，这可以利用 AuCh-的 强氧化性( r／A =1．00V)，用不太强的还原剂(例如 H2o2)将其还原成为 Au而沉淀下来 ， 其它元素仍留在溶液中。在溶液中加入 H2o2，半小时后即有游离金析出，反应式为： 2AuC14-+3H202---2Au 0+6H +8C1一十302 由于 EA ucI一／A 与[H ]无关，Eq似O1与溶液中[H ]有关，在溶液中加入 NaOH中和 HC1能使 金全部沉淀析出，但是，杂质元素有可能随溶液 pH 的降低而成为氢氧化物沉淀下来 ，不利于 分离。在酸性溶液中，上述反应不能进行完全 ，但溶液中残留金小于 1毫克／毫升，对 ICP光谱 测定无影响。方法回收率为 97—107％。分析线：Mn 2576．1，Fe 2599．57，Pb 2833．1，Cr 2835．6，Mg 2852．1，AI 3092．7，Ca 3179．3，Cu 3247．5，Zn 3345．0(埃)。 例 2 用铜试剂萃取分离，ICP光谱法测定海水中痕量元素——分离富集杂质元素 J 分析对象是海水中的痕量元素铅、锌、镉、镍、锰、铁、钒和铜等 ，因海水中有大量盐分，首先 必须将其分离 ，由于对象元素含量低所以又必须富集。根据这些过渡金属元素离子具有强的 形成配合物的能力，可以选择溶剂萃取或离子交换等方法，这里采用的是溶剂萃取法。 方法要点 ：用铜试剂(DDTC)一氯仿把海水中铅、锌 、镉、镍 、锰 、铁、钒 、铜提取到有机相， 蒸发有机溶剂后就达到了分离富集的目的，然后将配合物破坏，残渣用酸溶解后 ，用 ICP光谱 分析法测定杂质含量。 具体操作：取 2升海水，用 0．45~zm过滤器过滤，用盐酸酸化至 pH=1以防止器皿吸附。 取出 1升海水蒸发浓缩到 400ml，转移到 1升分液漏斗中，加几滴指示剂和 25毫升 10％酒石 酸缓冲溶液 ，用 NaOH调 pH至 5．5—6．0，加 30毫升乙酸盐缓 冲溶液(pH6．2)，再加 2m12％ DDTC溶液和 100ml氯仿萃取 10分钟，分相后过滤，加热破坏滤液中有机物 ，残渣用酸溶解后 进行光谱测 定。 维普资讯 http://www.cqvip.com 1999年第 2期 高等函授学报(自然科学版) 31 烯烃臭氧化反应 的讨 论 陈 迪 炎 (武汉教育学院化学系) 1855年，Schonboin首次研究了含臭氧的空气对乙烯等有机化合物的作用后，Herries，C． 从 1901年开始用了 15年的时间对臭氧与有机化合物的加成产物分解进行了广泛的研究。其 后，不少化学家对 Harries臭氧化反应进行了研究 ，使臭氧的反应机理、臭氧化物的分解方法 日 臻完善，应用范围不断拓宽。有机教科 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 对烯烃的臭氧化反应进行了论述 ，但由于篇幅有限等 原因，有的教材【 l2 J对烯烃的臭氧在反应历程及在有机合成中的应用及基本知识未作叙述。 这对培养学生的能力，扩大知识面都不利。因此，本文将对烯烃的臭氧化反应进行较详细的讨 论 。 1 烯烃与臭氧的加成反应历程 臭氧在低温下与烯烃发生加成反应生成分子臭氧化物(molozaniole)，后者非常不稳定，立 刻分解转化成臭氧化物。 r、／ u、n o—O 一 1 “ ／ ＼ c CH HC CH 分 3 子 C-"H 臭氧 ／ 一 O／ C 奥 H 氧 CH 化 3 物 分子臭氧化物 哭乳忆 烯烃与臭氧的反应历程，曾经有过争论，现已公认该反应历程分两步进行。首先臭氧以 1，3一偶极的形式与烯烃进行协同[4+2]环加成生成分子臭氧化物，然后不稳定的分子臭氧化 物破裂分解成羰基化合物和羰基氧化物两性离子的单独碎片，两个碎片重新组合形成臭氧化 物[3l。 实际上 ，臭氧对烯烃的加成是一个协同反应，可用下式描述： 参考文献 l M ．Thompson，B．Pahlavanpour，Reduction of Tin And Germanium To Hydrides For Determination By Induc． tively—Coupled Plasma Atomic，Ana1．Chim ．Acta，1979，109：251 2 A．Miyazaki，A．Kimura，K．Bansho，Y．Umezaki，Simultaneous De termination of Heavy Metals in W aters Bv In． ductively—Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry After Extraction Into Diisobutyl Ketone，Ana1 ． Chim ． Acta，1982，144：213 3 黄文裕 、任建球 、N~,zr，高纯金中微量金属杂质的等离子光谱法测定 ，分析化学 ，1982，10(3)：164 4 S．Sugimae，De termination of Trace Elements In Sea Water By Inductively—Coupled Plasma Emission Spectrom— etry，Ana1．Chim．Acta，1980，121(1)：331 · 收稿 日期：1998—08—12 维普资讯 http://www.cqvip.com