原子吸收光譜法測定礦石中的錫02

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：原子吸收光譜法測定礦石中的錫學校；云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學院班級：08級工業(yè)分析與檢驗指導老師：代海寧學生姓名：王舒羽目錄 TOC o 1-5 h z 原子吸收光譜法目前的使用情況1原子吸收光譜法的使用基本原理22.1原子吸收光譜法的概述22. 2原子吸收光譜法產(chǎn)生條件 32. 3原子吸收光譜法的特點 32. 4原子吸收光譜法結(jié)果的計算 3 原子吸收光譜法測錫的條件選擇 3 原子吸收光譜法的各類干擾及其消除41光譜干擾 44.2電離干擾 44.3物理干擾 44化學干擾 44. 4. 1化學干擾中的各類影響44. 4. 2化學干擾中各類干擾的消除5 采用火焰原子吸收光譜法的測礦石

2、中的錫51原子吸收光譜法檢測元素的原因 55.2原理 55.3基本過程 65.4實驗數(shù)據(jù) 6原子吸收光譜法測定礦石中的錫08工化班王舒羽【摘要】本文主要描述了原子吸收光譜法日前的使用情況、基本原理; 著重介紹了原子吸收光譜法測錫的條件選擇；說明了原子吸收法測定 礦石中錫含量時存在的各種干擾及其消除；及其用原子吸收法檢測元 素的原因，具體舉例用火焰原子吸收法測錫的原理、基本過程與實驗 數(shù)據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】原子吸收光譜法測定礦石錫引言：光度分析中原子吸收光譜法又稱原子吸收分光光度法，簡稱原子吸收法。是 基于蒸汽相中待測元素的基態(tài)原子對其共振輻射的吸收強度來測定試樣中該元 素含量的一種儀器分析方法。它是

3、測定痕量和超痕量元素的有效方法。具有靈敏 度高、干擾較少、選擇性好、操作簡便、快速、結(jié)果準確、可靠、應用范圍廣、 儀器比較簡單、價格較低廉等優(yōu)點，而且可以使整個操作自動化，將試樣溶液中 的待測元素原子化，同時還要有一定光強穩(wěn)定的光源，并能給出同種原子特征的 光輻射，使之通過一定的待測之原子區(qū)域，從而測其吸光度，然后根據(jù)吸光度對 標準溶液濃度的關(guān)系曲線：計算出試樣中待測元素的含量，這種方法稱為原子吸 收光譜法。因此近年來發(fā)展迅速，是應用廣泛的一種儀器分析新技術(shù)。它能測定幾乎 所有金屬元素和一些類金屬元素，此法已普遍應用于冶金、化工、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、 醫(yī)藥衛(wèi)生及生物等各部門，尤其在環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生和

4、生物機體中微量金屬元 素的測定中，應用日益廣泛。概述：云錫集團公司所屬礦山的錫礦以錫石為主，隨著錫礦資源的不斷開發(fā)，礦床 貧化率不斷加大，對新礦源的尋找及開發(fā)有著巨大的需求，對原礦的分析方法也 提出了更多的要求。雖然在錫分析中有“碘量法”這種廣泛而經(jīng)典的分析方法， 但對原礦，特別是低品位的原礦來說，碘量法有著一定的局限性，為此，本文擬 對原子吸收分光光度法測錫作一些初步的討論。目前原子吸收法已廣泛應用于各 個領(lǐng)域，對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥生、教學科研等發(fā)展起著積極的作用。隨著原子吸 收技術(shù)的發(fā)展，推動了原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展，而其它科學技術(shù)進步， 為原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展提供了技術(shù)和物質(zhì)

5、基礎(chǔ)。近年來，使用連續(xù)光 源和中階梯光柵，結(jié)合使用光導攝象管、二極管陣列多元素分析檢測器，設(shè)計出 了微機控制的原子吸收分光光度計，為解決多元素同時測定開辟了新的前景。微 機控制的原子吸收光譜系統(tǒng)簡化了儀器結(jié)構(gòu)，提高了儀器的自動化程度，改善了 測定準確度，使原子吸收光譜法的面貌發(fā)生了重大的變化。聯(lián)用技術(shù)（色譜-原子 吸收聯(lián)用、流動注射-原子吸收聯(lián)用）日益受到人們的重視。色譜-原子吸收聯(lián)用， 不僅在解決元素的化學形態(tài)分析方面，而且在測定有機化合物的復雜混合物方 面，都有著重要的用途，是一個很有前途的發(fā)展方向。錫的原子吸收分析方法有過許多研究和報告。1961年B.M.Gatahous等提出 了用空氣

6、一乙快富燃焰在錫的286.3nm共振線獲得5ug/ml的測錫特征濃度。后 來有人用長路吸收管在286.3nm處用氧一氫火焰測定過氧化氫中的錫，得到 0.025ug/ml的特征濃度。1968年又報到了用氧化亞氮乙快火焰測定錫， 得到特征濃度為1.6ug/ml。近年來又采用發(fā)生氫化物使錫分離測定的方法，提 高了分析方法的選擇性和靈敏度。國內(nèi)原子吸收光譜法測定錫已廣泛應用于各種 物料分析舉例于表11。序 號方法分析 物料方法說明1空氣一乙快 火焰礦石過氧化鈉或碘化銨分解2空氣一乙快 火焰錫精 礦過氧化鈉熔融分解，2%鹽酸分解3氧屏蔽空氣 一乙快火焰礦石過氧化鈉分解4氬一氫火焰礦石過氧化鈉熔礦，鹽酸一

7、檸檬酸一抗壞血酸介質(zhì)，氨 基硫脲，辛可寧，亞硝基紅鹽作掩蔽劑5氬一氫火焰礦石過氧化鈉分解，苯萃取，氫氧化鈉溶液反萃2.原子吸收光譜法的基本原理1原子吸收光譜概述：當有輻射通過自由原子蒸氣，且入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍 遷到較高能態(tài)（一般情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所需要的能量頻率時，原子就要從 輻射場中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，同時伴隨著原子 吸收光譜的產(chǎn)生。2. 2原子吸收光譜的產(chǎn)生條件：輻射能：h v =Eu-E0存在有效的吸光質(zhì)點，即基態(tài)原子?；跇悠分械幕鶓B(tài)原子對該元素的特征譜線的吸收程度來測定待測元素的 含量。一般情況下原子都是處于基態(tài)的。當特征輻射通過原

8、子蒸氣時，基態(tài)原子從 輻射中吸收能量，最外層電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。原子對光的吸收程度取決于光程內(nèi)基態(tài)原子的濃度。在一般情況下，可以近 似的認為所有的原子都是處于基態(tài)。因此，根據(jù)光線被吸收后的減弱程度就可以判斷樣品中待測元素的含量。這 就是原子吸收光譜法定量分析的理論基礎(chǔ)。2. 3原子吸收光譜的特點：原子吸收光譜法是依椐處于氣態(tài)的被測元素基態(tài)原子對該元素的原子共振 輻射有強烈的吸收作用而建立的。該法具有檢出限低準確度高，選擇性好，分析 速度快等優(yōu)點。吸光度(A)與樣品中該元素的濃度(C)成正比。即A=KC式中， K為常數(shù)。據(jù)此，通過測量標準溶液及未知溶液的吸光度，又巳知標準溶液濃度， 可作標準

9、曲線，求得未知液中待測元素濃度。4原子吸收光譜法結(jié)果的計算：它采用的是標準曲線法，標準加入法，內(nèi)標法等。其中標準曲線法和標準加 入法應用較多。標準曲線法是用于共存組分不干擾的試樣。標準加入法又稱增量 法或直線外推法，是一種常用來消除基體干擾的測定方法，它是用于數(shù)量不多的 試樣分析。在本論文中，具體使用標準曲線法。其法是配制不同濃度的標準溶液 系列，由低濃度到高濃度依次分析，將獲得的吸光度對濃度作標準曲線。在相同 條件下，測定待測樣品的吸光度，在標準曲線上查出對應的濃度值。本法應注意 以下幾點：所配制的標準溶液的濃度，應在吸光度與濃度呈直線關(guān)系的范圍內(nèi)。 標準溶液與樣品溶液都應進行相同的預處理。

10、應該扣除空白值。在整個分 析過程中操作條件應保持不變。原子吸收光譜法測錫的條件選擇原子吸收法測錫，是基于錫的基態(tài)原子對光源輻射出的錫的特征共振線吸收 程度進行測量的方法。原子熒光分析則是通過測錫的蒸氣在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生 的熒光發(fā)射強度，以測定錫含量。錫的最靈敏吸收線波長為224.6nm，次靈敏吸 收線波長為286.3,284.0,270.6nm等?；鹧嬖游展庾V法測定礦石中錫含量則是 在原子吸收光譜儀上，吸入錫一 TOPO-MIBK至氧化亞氮一乙炔火焰中，于波長 286. 3 nm處進行測量。原子吸收光譜法測定錫最佳條件選擇：(1)吸收波長的 選擇：通常選擇該種元素的共振線作為分析線。(2

11、)空心陰極燈工作條件的選擇: 空心陰極燈預熱時間應在15分鐘以上，輻射的銳線光才能穩(wěn)定。燈工作電流為 最大工作電流的(510mA) 40%60%。(3)火焰原子化操作條件的選擇：為 保持高的原子化效率，試液噴霧時的提升量約為46毫升每分，霧化率達10%， 根據(jù)被測元素的性質(zhì)來選擇合適的火焰。為提高測定靈敏度，可適當調(diào)節(jié)燃燒器 火焰的高度及它與入射光軸的角度。(4)光譜通帶的選擇：光譜通帶通常為0.1 5mm。(5)光電倍燈管負高壓的選擇：工作電壓約為最大工作電壓的1/3-2/ 3, 保持有較好的穩(wěn)定性和高的信噪比。原子吸收光譜法的干擾及消除干擾；原子吸收法中的干擾效應，按其性質(zhì)與產(chǎn)生原因，大致

12、可分為光譜十 擾，電離干擾，化學干擾，物理干擾，化學干擾。1光譜干擾：（1）在測定波長附近有單色器不能分離的待測元素的鄰近線減小狹縫寬 度（2）燈內(nèi)有單色器不能分離的非待測元素的輻射 高純元素燈（3）待 測元素分析線可能與共存元素吸收線十分接近一一另選分析線或化學分離。2電離干擾：待測元素在高溫原子化過程中因電離作用而引起基態(tài)原子數(shù)減少的干擾（主 要存在于火焰原子化中）電離作用大小與：待測元素電離電位大小有關(guān) 一般：電離電位 6 ev，易發(fā)生電離火焰溫度有關(guān)一一火焰溫度越高，越易 發(fā)生電離。消除方法： 加入大量消電離劑，如NaCl等；控制原子化溫 度。3物理干擾：由于溶質(zhì)或溶劑的性質(zhì)（粘度、表

13、面張力、蒸汽壓等）發(fā)生變化使噴霧效率 及原子化程度變化的效應（使結(jié)果偏低）抑制方法：標準加入法（基體組成 一致）；加入表面活性劑（0.5% HNO3 + 0.5% triton 100）。4. 4化學干擾：定義：待測元素不能從它的化合物中全部離解出來或與共存組分生成難離解 的化合物氧化物、氮化物、氫氧化物、碳化物等。4. 4. 1各類影響：（1）酸類和鹽類的影響：5%的鹽酸以及10%的硝酸，高氯酸對錫224.6nm 譜線沒有影響，而硫酸硝酸對錫的測定有干擾，使錫的吸收值降低：對錫的 286.3nm譜線，20%的鹽酸高氯酸以及10%的硝酸和5%的氟硼酸無干擾，若用 氫化物發(fā)生原子吸收測定礦石中微

14、量錫時情況就不同。酸度對錫的測定有影響有 嚴格控制。因吸收值隨酸度的增大而下降，一般控制酸度在0.1mol/l為宜。在 氫火焰中硫酸鹽和磷酸鹽顯著降低錫的吸收，而在乙炔火焰中使錫的吸收值略增 加。硝酸鹽在氫火焰和乙炔火焰中都降低錫的吸收值。（2）有機溶劑的影響：有機溶劑在原子吸收光譜法測定錫中有熄滅效應， 酮和丁酮使錫的吸收值下降，丁酮和丙酮降低的更嚴重，醇類也是如此。當便用 醇類為萃取劑時發(fā)現(xiàn)烴鏈上開為正丁醇時，錫的吸收值劇烈下降。（3）元素的干擾：許多陽離子對錫的測定有影響，如：100ug的鉛.銅.鋅 和竦單獨或組合存在時，在空氣乙炔火焰中的干擾V3%，500ug的鈉在空氣氫 火焰中降低錫

15、的吸收值15%，而在空氣乙炔火焰中又無正干擾。大多數(shù)的堿金屬 和過渡金屬都增大錫的吸收值，各種堿金屬都增大錫的吸收值，各種堿金屬產(chǎn)生 嚴重的偏低效應，其中鐵的影響最大，它的化合物中又以三氯化鐵的干擾最為嚴 重。金屬元素的離子化干擾和溶解物的氣化干擾以及錫本身在空氣氫火焰或者空 氣乙炔火焰中有20%的錫原子呈離子狀態(tài)，導致錫有更高的電離電位，就有可 能產(chǎn)生錫的化學離子化，這些都會引起錫原子的吸收波動從而產(chǎn)生正的或者負的 偏差。4. 2各類干擾的消除：（1）.酸類的影響一般是通過試驗進行選擇，在不影響錫的測定結(jié)果下，采 用一定的酸度范圍加以嚴格控制。特別是采用氫化物原子吸收法測定，控制酸度 更為重

16、要。（2 ）其他元素的干擾采用下列方法消除：a.在達到測定錫的靈敏度前提下， 控制稱樣量，使其共存元素不干擾測定。b.在被測元素的標準溶液中加入同樣的 干擾元素，此法主要用于消除基體的干擾。c.分離后測定，用氟化銨一碘化銨升 華法，然后用鹽酸處理升華物再進行測定、萃取分離或沉淀分離后進行測定，在 一定鹽酸溶液中（1%），用硼酸化鈉還原，使錫生成氫化物析出，原子化后進行 測定，這不僅可以雜質(zhì)元素分離，同時還提高靈敏度。加入隱蔽劑消除干擾， 如選用抗壞血酸-硫脲混合隱蔽劑可消除在25ml中含有銅（II）,神（V），鋅（II）， 鉛（III）鎂（II）等 2mg,，鐵（III），鈣（II），硅（W）

17、等 5mg，錳（II）， 鈦（W），鎢（H）等1mg,銻（V）,汞（II）鋇（II）等0.1mg的混合雜質(zhì)的干 擾e.在氬和氮（空氣載流）氫火焰中產(chǎn)生干擾，而在高溫氧化亞氮一乙炔火焰中不 發(fā)生干擾，若用貧燃焰時，可在試液中加入釋放濟或絡合劑來抑制。測定廢水中 錫時，可采用加入抗壞血酸來抑制大多數(shù)離子的干擾。應用：火焰原子吸收法測定礦石中的錫1用原子吸收光譜法測定礦石中元素的原因雖然原子吸收光譜法常用于微量組分分析，且設(shè)備較少，但它用于礦石檢測 中也有許多優(yōu)點：（1）檢出限低，靈敏度高?；鹧嬖游辗ǖ臋z出限可達到10-9 級，石墨爐原子吸收法的檢出限可達到10-1410-10g。（2）分析精度

18、好?；鹧嬖游辗y定中等和高含量元素的相對標準差可小于1%，其準確度已接近 于經(jīng)典化學方法。石墨爐原子吸收法的分析精度一般為3%5%。（3）分析速度快。原子吸收光譜儀在35 min內(nèi)能連續(xù)測定50個試樣中的6種元素。（4）應用范圍廣?？蓽y定的元素達70多種，不僅可以測定金屬元素，也可以用 間接原子吸收法測定非金屬元素和有機化合物。（5）儀器比較簡單，操作方便。 （6）原子吸收光譜法的不足之處是多元素同時測定尚有困難，有相當一些元素的 測定靈敏度還不能2原理空氣-乙炔火焰原子吸收法測定錫礦石中的錫。在鉑坩蝸中用硫酸和氫氟酸 處理試樣，加熱除去二氧化硅。殘渣用碳酸鈉一四硼酸鈉混合熔劑熔融，鹽酸浸

19、 取熔融物。用抗壞血酸還原鐵，在碘化鉀存在下，用三辛基氧化麟（TOPO）和4 一甲基一 2 一戊酮（MIBK）溶液萃取錫的碘化物。在原子吸收光譜儀上，吸入錫 一 TOPO-MIBK至氧化亞氮一乙炔火焰中，于波長286. 3 nm處進行測量。方 法提要：試樣經(jīng)過氧化鈉熔融、熱水浸出。用鹽酸中和全氫氧化鐵沉淀溶解完全。 以水定容在原子吸收光譜儀選定的儀器工作條件下進行測定。本法在100ml溶 液中允許有20mg鐵、10 mg鈣，硅。8mg鉛、銻、神、鎢。5mg銅、鉍、錳 等存在（錫濃度為0.4 mg/ml）方法適用于測定錫精礦中的錫。測定范圍：含錫量較少的礦樣儀器工作條件：分析線：286.3nm燈

20、電流：10Ma.空氣流量：7.0l/min乙快流量：2.2l/min光譜通道:0.5 nm積分時間：15s燃燒器：3 mm燃燒頭縫長：5cm3基本過程分析步驟：準確稱取0.1000g試樣于5ml剛玉坩蝸中，加入1g過氧化鈉， 在650C-680C熔融分解。10-15 min,冷卻，以約40ml熱水浸出。用少量鹽酸洗 凈坩蝸，滴加鹽酸中和全氫氧化鐵沉淀完全溶解，并過量4ml,移入 100ml容量 瓶中，以水定容，以標準同時進行原子吸收測定，計算錫含量。標準系列配置， 分別取含錫0,5,10,2050mg的錫標準溶液于100ml容量瓶中，加4ml鹽酸（1： 1），1g氯化鈉，以水定容。注:試液中酸

21、度要控制在既不是錫產(chǎn)生水解，又能減少對原子化器的腐蝕為宜。 乙快流量必須嚴格控制2.21/ min,隨乙快量得增加吸光值急劇增加，而相對標 準偏差迅速減少。測量：在已調(diào)整好的原子吸收光譜儀上，以氧化亞氮一乙快火焰，用4一 甲基一 2戊酮（MIBK）調(diào)零，按濃度從低到高的順序吸入系列校準溶液，于波長 286. 3 nm處測量吸光度（在每次吸入校準溶液的TOPO-MIBK萃液之間，吸入 MIBK清洗）。以錫含量為橫指標，凈吸光度（減去“零濃度”溶液的吸光度） 為縱坐標，繪制工作曲線。在同樣的儀器條件下吸入空白試驗溶液、試料溶液和 驗證用標準樣品溶液，測量試液的吸光度（在每次吸入試液的TOPO-MI

22、BK萃液 之間，吸入MIBK清洗）。在工作曲線上根據(jù)試液和空白的吸光度值計算試樣中 錫含量。錫含量的計算：按式計算試樣中錫含量（質(zhì)量分數(shù)）W（Sn）其數(shù)值以表示：W（Sn）= mim- m項式中：w（Sn） 一錫的質(zhì)量分數(shù)，；m1一自工作曲線上查得的試液的錫含量，ug ;m2-自工作曲線上查得的隨同試料所作的空白試驗溶液的錫含量，ug;m-試料的質(zhì)量，g.根據(jù)公式計算獨立重復測量結(jié)果，與重復測定允許差（Rd）進行比較，來確定 分析結(jié)果。5. 4實驗數(shù)據(jù)：兒素mlm2mW(Sn)錫10.1000g錫20.1000g錫30.1000g總結(jié);目前原子吸收法已得到廣泛應用。原子吸收光譜法是十分重要的定量