火焰原子吸收分光光度法測定鉛時(shí)增效劑的選擇

吳丹丹，黃曉丹，沈高揚(yáng)

（莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，福建 莆田351100）

火焰原子吸收分光光度法測定鉛時(shí)增效劑的選擇

吳丹丹，黃曉丹，沈高揚(yáng)

（莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，福建 莆田351100）

采用無機(jī)酸、表面活性劑、無機(jī)鹽以及有機(jī)酸作為增敏劑對火焰原子吸收法測鉛元素吸光度的增敏效應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，得出0.80%硝酸銅在同等條件下對鉛的增敏效果最好的結(jié)論,并借此探討各增敏劑的增敏機(jī)理.

火焰原子吸收分光光度法；增敏劑；鉛；吸光度

火焰原子吸收分光光度法（簡稱AAS）具有操作簡單、靈敏度高、準(zhǔn)確性好、選擇性好、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)［1］，在微量金屬元素的分析中占有十分重要的地位.但在很多情況下如果單純的使用該方法直接測定鉛元素時(shí)，會(huì)受到很多干擾因素的影響從而使吸光度較低導(dǎo)致靈敏度往往不能夠滿足測定要求.因而如何采用一種簡便快捷的方法來提高該方法的靈敏度，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性就成為了分析工作者的一個(gè)十分關(guān)注的研究課題.利用增敏火焰原子吸收的方法由于不需要使用特殊的儀器設(shè)備和復(fù)雜的樣品預(yù)處理過程因而成為了提高原子吸收分光光度法靈敏度的一種重要方法.目前在火焰原子吸收光譜法中應(yīng)用最多的增敏劑主要有：表面活性劑、有機(jī)酸、有機(jī)乳濁液、無機(jī)鹽等［2］.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

儀器：火焰原子吸收分光光度計(jì)（AA-3510，安捷倫科技上海分析儀器有限公司）；電子天平（BS-224S，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；鉛空心陰極燈（AS-2，北京有色金屬研究總院）.

增敏劑：硝酸、鹽酸、乳化劑OP、吐溫-80、檸檬酸、磺基水楊酸乳酸、硝酸銅,均為分析純.鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg·mL-1）：由硝酸鉛（優(yōu)級純）與硝酸溶液配制.

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1 儀器測試條件如表1所示.

表1 鉛測定的實(shí)驗(yàn)條件

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性回歸方程

分別配制0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 μg·mL-1的鉛標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，線性回歸方程為:A=0.052 4C+ 0.015 5，其中A為吸光度，C為濃度（μg·mL-1），其線性相關(guān)系數(shù)R=0.999 1.

1.2.3 增敏劑種類的選擇

（1）取32支25 mL的比色管，其中均加入2.00 mL的50.00 μg·mL-1鉛標(biāo)準(zhǔn)液，隨后分別加入0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、1.00、1.50、2.00 mL的10%的硝酸、鹽酸、吐溫-80、乳化劑OP，用蒸餾水定容，震蕩搖勻.此時(shí)鉛標(biāo)準(zhǔn)液的濃度為4.00 μg·mL-1，增敏劑的百分含量分別為：0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%、0.40%、0.60%、0.80%.以蒸餾水為空白樣，測其吸光度并比較增敏效果.

（2）如上述步驟，取24支25 mL的比色管，其中均加入2.00 mL的50.00 μg·mL-1鉛標(biāo)準(zhǔn)液，隨后分別加入1.00、1.50、2.00、3.00、4.00、5.00 mL的10%的磺基水楊酸、檸檬酸、乳酸、硝酸銅，用蒸餾水定容，搖勻，此時(shí)增敏劑的百分含量分別為0.40%、0.60%、0.80%、1.20%、1.60%、2.00%.以蒸餾水為空白樣，測其吸光度并比較增敏效果.

2 增敏劑種類的選擇

按1.2.3（1）步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如表2所示.

表2 硝酸、鹽酸、吐溫-80、乳化劑OP的增敏吸光度

從表2可以得出HCl以及HNO3對鉛元素有增敏作用，但效果一般.吐溫與乳化劑OP對鉛元素的吸光度基本上增敏效果不明顯.分析其原因：（1）鹽酸、硝酸屬于無機(jī)酸，在較低濃度時(shí)，氫離子與鉛元素以絡(luò)合物的形式結(jié)合，抑制鉛元素的電離程度，從而提高了火焰中鉛元素的濃度.濃度較高時(shí)，其氯離子與硝酸根離子鉛解離原子化效率降低，從而降低吸光度導(dǎo)致靈敏度下降；（2）乳化劑OP、吐溫-80為表面活性劑，一般表面活性劑的增敏作用主要是由于其存在能夠降低待測溶液的表面張力，使得氣溶膠的直徑減小，從而提高了儀器的霧化效率，使待測元素的吸收信號增強(qiáng)［3］，而本實(shí)驗(yàn)中當(dāng)使用乳化劑OP、吐溫-80時(shí)，在一定的濃度范圍內(nèi)出現(xiàn)的減敏效應(yīng)主要因?yàn)檫@兩種物質(zhì)屬于非離子型表面活性劑，分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán)，與水分子結(jié)合成大分子，或者鉛元素形成了某種難解離的物質(zhì)［5］，使在同等條件下儀器的原子化效率降低，使霧化效率降低，從而吸光度下降，所以起不到增敏的作用.

按1.2.3（2）的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如表3所示.

表3 磺基水楊酸、檸檬酸、乳酸、硝酸銅的增敏吸光度

從表3中數(shù)據(jù)得出：本組實(shí)驗(yàn)中的磺基水楊酸、檸檬酸、乳酸、硝酸銅對相同濃度的鉛標(biāo)準(zhǔn)液都具有一定程度的增敏效應(yīng)，硝酸銅濃度為0.80%時(shí)，增敏效果最佳.即對于同種性質(zhì)的待測溶液，通常情況下并不是只有一種物質(zhì)能提高待測元素的靈敏度，產(chǎn)生增敏效應(yīng).查閱相關(guān)文獻(xiàn)，分析認(rèn)為：（1）磺基水楊酸為一種金屬螯合物試劑，其分子本身具有一定的螯合基團(tuán)［6］，可以與鉛元素形成某種螯合物，由于形成螯合物后電子對配位鍵比一般化合物中化學(xué)鍵的穩(wěn)定性要低，使從金屬螯合物中釋放出鉛原子的解離能較低，有利于鉛基態(tài)原子的生成，故而能夠提高火焰原子化效率，提高待測元素的吸收靈敏度［7］.（2）本實(shí)驗(yàn)中磺基水楊酸、檸檬酸、乳酸屬于有機(jī)酸，有機(jī)酸的存在使火焰溫度升高，燃燒產(chǎn)物改變了火焰的還原性，從而對鉛化合物氣溶膠的熔融蒸發(fā)速率產(chǎn)生一定的影響.（3）硝酸銅屬于無機(jī)鹽，物理作用因素可能是增敏效應(yīng)顯著最為主要的原因，由于溶液中銅離子與鉛離子的共存，改善了基態(tài)自由原子的生成條件［8］，使火焰中心鉛原子的濃度增大，同時(shí)銅離子還起到助熔劑的作用，降低鉛化合物的熔點(diǎn)，加速了原子的蒸發(fā)熔融過程，故有利于原子化效率的提高，提高待測元素的吸光度［9］.

但檸檬酸的濃度為0.4%和2.0%以及乳酸的濃度為2.00%時(shí)，鉛標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度值反而下降，對某種測定體系具有增敏效應(yīng)的物質(zhì)，置于不同的體系環(huán)境則有可能不適宜作增敏劑，即增敏劑也具有一定的選擇性.

3 結(jié)論

通過在4.00 μg·mL-1的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同濃度的無機(jī)酸（鹽酸、硝酸）、表面活性劑（乳化劑OP、吐溫-80）、無機(jī)鹽（硝酸銅）以及無機(jī)酸（檸檬酸、磺基水楊酸、乳酸）后溶液的吸光度的測定，表明：所加的表面活性劑并不能使鉛標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度有所增加而提高靈敏度；而加入的無機(jī)酸、無機(jī)鹽、有機(jī)酸均有不同程度的增敏作用，在加入0.80%硝酸銅后鉛的增敏效果最佳.

［1］劉約權(quán).現(xiàn)代儀器分析［M］.北京:北京高等教育出版社,2006.

［2］鄧勃,何華焜.原子吸收光譜分析［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

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［4］戴永恒,陳智理,滕建文.增感技術(shù)在原子吸收光譜法中的研究進(jìn)展［J］.廣西輕工業(yè),2009,(1):18-19.

［5］趙斌,高云霞,李頻,等.表面活性劑對鎳、鉛增敏效應(yīng)的研究［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室,2000,17(2):147-149.

［6］周志瑞,王凱雄.火焰原子吸收中配位體對銅原子吸光度的增感效應(yīng)［J］.高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào),1982,3(4):459-465.

［7］周志瑞,徐宏亮,莊向平.401螯合樹脂富集——原子吸收法測定海鹽中微量重金屬元素［J］.分析化學(xué),1982,12(6):519-522.

［8］孫漢文,陳蘭菊,孫建民.增感效應(yīng)導(dǎo)數(shù)火焰原子吸收光譜測定金屬銅中微量鉛［J］.光譜學(xué)與光譜分析,1998,18(5):597-600.

［9］文新宇,邵瑞金.火焰原子吸收檢測限的確定及增敏方法研究［J］.株洲師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2001,6(5):23-25,29.

On the selection of chemical sensitizer on lead by flame atomic absorption spectrometry

WU Dan-dan,HUANG Xiao-dan,SHEN Gao-yan
（College of Environmental and Biological Engineering，Putian University，Putian 351100，F(xiàn)ujian,China）

The hydrochloric acids,surfactants,inorganic salt and Organic acids were utilized as sensitizers in the enhancement effect of Pb measured by flame atomic absorption spectrometry experiment.The results showed that:the 0.80%copper nitrate had a largest radio sensitizing effect at the same work-condition compared with other substances.The mechanism of enhancing effect of each sensitizers had been discussed.

flame atomic absorption spectrometry;sensitizer;lead;absorbency

O657.31

：A

：1007-5348（2014）08-0058-03

（責(zé)任編輯：李 婉）

2014-05-16

福建省高校服務(wù)海西建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目（2008HX05）.

吳丹丹（1982-），女，福建莆田人，莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)師,碩士,主要從事光譜儀器分析測試方面的研究.