Контроль стабильности градуировочной характеристики

Образцами для контроля стабильности градуировочной характеристики являются градуировочные растворы.

Выбираются образцы с концентрацией соответствующего элемента вблизи рабочего диапазона измерений. Образец анализируют в точном соответствии с прописью методики.

Контроль стабильности градуировочной характеристики осуществляется через каждые 10 анализируемых проб, при этом анализируют 1 - 2 градуировочных раствора (см. п. 8.2.4). В случае невыполнения условия стабильности градуировочной характеристики только для одного образца, необходимо повторно выполнить его измерение с целью исключения результата с грубой погрешностью.

Если градуировочная характеристика нестабильна, выясняют и устраняют причины нестабильности (неточно приготовленные градуировочные растворы, несоблюдение условий табл. 3 и др.) и повторяют контроль по данному элементу с использованием других образцов для градуировки. При повторном обнаружении нестабильности строят новый градуировочный график в соответствии с п. 8.3.

При смене реактивов, длительном перерыве в работе прибора осуществляется повторная градуировка прибора по всем элементам.

Подготовка проб к анализу

8.5.1. Пробы доводят до воздушно-сухого состояния в зависимости от содержания влаги, разложив на слое бумаги на лабораторном столе.

8.5.2. После тщательного перемешивания пробу распределяют равномерным слоем (1 см) и отбирают методом квартования, необходимое для анализа количество образца. Затем измельчают в фарфоровой ступке, хранят в коробках или пакетах.

8.5.3. Навеску 0,1 - 0,5 г (в зависимости от предполагаемого содержания определяемых элементов) помещают в фарфоровый тигель и прокаливают в муфельной печи при t = (400 - 450) °С в течение двух часов.

Разложение фтористоводородной кислотой применяют при анализе проб с большим содержанием кремнекислоты. Остаток после прокаливания, помещенный в чашку из стеклоуглерода (или в платиновую чашку), обрабатывают 10 - 20 см³ хлористоводородной кислоты (ρ = 1,19) и нагревают до разложения силикатной части и затем до влажных солей. Ещё раз добавляют 5 см³ хлористоводородной кислоты для переведения всех солей в хлориды и выпаривают досуха. К остатку приливают 20 см³ 0,5 М хлористоводородной кислоты и нагревают до растворения остатка. Раствор переносят в мерную колбу вместимостью 50 см³ и доливают до метки 0,5 М НСl.

Разложение смесью хлористоводородной, фтористоводородной, хлорной и азотной кислот применяют для анализа проб, содержащих остатки органического вещества. Для этого навеску 0,1 - 0,5 г помещают в чашку из стеклоуглерода (или в платиновую чашку), обрабатывают смесью азотной и фтористоводородной кислот (10 ÷ 20 см³) и выпаривают до влажных солей. Если образец разложился не полностью, добавляют ещё 10 см³фтористоводородной кислоты и выпаривают досуха до полного её удаления. К сухому остатку добавляют 5 см³азотной кислоты, нагревают осторожно до растворения солей и переводят раствор с осадком в стаканчик на 50 см³, смывая стенки чашки дистиллированной водой. Стаканчик ставят на плитку и упаривают раствор до 5 см³. Добавляют 10 см³ концентрированной азотной кислоты, 3 см³ хлорной кислоты и выпаривают до паров хлорной кислоты. Далее продолжают более сильное нагревание для полного сжигания органических веществ. Если растворы остаются темными, в дымящую хлорную кислоту добавляют по каплям, очень осторожно, концентрированную азотную кислоту, предварительно сняв чашки с плитки. Хлорная кислота обладает сильными окислительными свойствами и смесь азотной и хлорной кислот при нагревании до паров хлорной кислоты быстро разрушает все органические вещества. После полного разложения образца (раствор должен быть бесцветным или слабо желтым) раствор выпаривают досуха, добавляют 3 см³ концентрированной хлористоводородной кислоты и выпаривают до влажных солей. Влажный остаток растворяют в 10 см³ 0,5 М хлористоводородной кислоты и переводят раствор в мерную колбу вместимостью 50 см³, доливают до метки 0,5 М НСl и перемешивают.

8.5.4 Подготовка фарфоровых чашек.

Пустые пронумерованные чашки доводят до постоянной массы в сушильном шкафу при t = (105 ± 2) °С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

МЕШАЮЩИЕ ВЛИЯНИЯ

При измерении атомной абсорбции тяжёлых металлов могут возникать некоторые спектральные, химические и физические помехи.

Спектральные помехи обусловлены близким расположением спектральных линий других металлов и радикалов. Например, на резонансную линию свинца 283,3 нм может накладываться абсорбционная линия радикала (-ОН). Во избежание ошибки при определении свинца применяют узкую щель монохроматора < 0,2 мм. Спектральные помехи могут возникать также из-за неселективного поглощения. Наибольшую опасность неселективное поглощение представляет при определении низких содержаний элементов в растворах с высокой концентрацией солей (навеска 0,5 г в 50 см³ раствора) и при расширении щели спектрофотометра в 5 - 10 раз. Наиболее значительные неселективные помехи могут наблюдаться в присутствии больших содержаний железа, кальция, натрия (более 3 мг/см³). Для учета неселективного поглощения применяют дейтериевую лампу. Увеличение концентраций солей Mg, Fe, Ca, Al до 4 - 5 мг/см³ приводит к значительному снижению величин и чувствительности аналитического сигнала. С ростом концентрации солей в растворе уменьшается степень атомизации из-за неполного испарения капель и частиц аэрозоля, а также из-за образования труднолетучих и термостойких соединений металлов с Al, Ca, Si.

Так, химические помехи, обусловленные образованием в пламени трудно диссоциируемых соединений, могут наблюдаться при определении марганца в присутствии SiO₂ (> 40 мкг/см³) из-за образования силиката марганца. Абсорбция марганца снижается также с ростом концентрации солей K, Na, Mg, Fe, Ca, Al.

При определении никеля наблюдаются химические помехи в присутствии более 3 мг/см³ Fe₂O₃. В этом случае необходимо уравнивать содержание железа в стандартных и анализируемых растворах.

Физические помехи возникают вследствие различия физических свойств анализируемых и стандартных растворов; они зависят от разницы в концентрации солей и кислот. Поэтому содержание основных компонентов в растворах, а также концентрация кислоты при атомно-абсорбционном определении должны быть примерно одинаковы. Влияние состава раствора на результат определения никеля, меди, цинка возрастает, когда концентрация одного из элементов - Al, Са, Mg в растворе больше 3 мг/см³.

На атомную абсорбцию свинца влияние проявляется уже начиная с концентрации 2 мг/см³ одного из макрокомпонентов, с ростом концентрации которых усиливается флуктуация фона, а в присутствии кальция к аналитическому сигналу атомного поглощения свинца добавляется постоянная составляющая. Поэтому градуировочные графики для свинца при измерении атомного поглощения по линии 283,3 нм смещаются вверх. Если учесть эту добавку фона, зависящую от концентрации кальция в растворе, то и графики проходят через начало координат и их наклон уменьшается с ростом концентрации кальция.

ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

10.1. Соответствующую определяемому металлу лампу прогревают 15 - 20 минут.

Устанавливают монохроматор на соответствующую анализируемому элементу длину волны.

Выбирают целесообразную ширину спектральной щели (таблица 3).

Устанавливают согласно инструкции к прибору соотношение газа и подачу воздуха для поддержания горения газа, поджигают пламя.

Ставят на распыление дистиллированную воду.

Устанавливают нулевую линию по дистиллированной воде.

10.2. Распыляют в пламя градуировочные растворы, затем пробы, и регистрируют значения атомно-абсорбционных сигналов анализируемых проб.

В растворе, полученном после разложения образцов, измеряют величину поглощения резонансного излучения атомами определяемого элемента. При высоком содержании определяемого компонента раствор разбавляют 0,5 М хлористоводородной кислотой настолько, чтобы величина атомной абсорбции находилась в прямолинейной зависимости от концентрации определяемого элемента.

10.3. При анализе проб неизвестного состава применяют метод добавок. Этот метод исключает возможные ошибки, вызванные различием валового состава растворов проб и стандартных растворов, так как в качестве последних используются растворы проб с добавкой определяемого элемента.

Берут три одинаковые аликвотные части анализируемого раствора. К одной из них добавляют стандартный раствор с содержанием определяемого элемента, близким к предполагаемому содержанию в анализируемом растворе, в другой - стандартный раствор с содержанием определяемого элемента в два раза превышающим предполагаемое содержание в анализируемом растворе. Объем третьей аликвотной части уравнивают с объемом двух первых, добавляя 0,5 М хлористоводородную кислоту. Если объемы не уравнивают, то это необходимо учитывать при расчете.

Величина абсорбции должна находиться на прямолинейном участке графика. Необходимо учитывать неселективные помехи (см. п. 9).

Содержание определяемого элемента в анализируемом растворе рассчитывают по формуле:

где С - концентрация элемента в растворе без добавки, мкг/см³;

С₁, С₂ - концентрация элемента в добавляемых стандартных растворах, мкг/см³;

А_о - величина абсорбционного сигнала для раствора без добавки;

А₁, А₂ - величина абсорбционных сигналов для растворов с добавкой.

Результаты, полученные по двум растворам с разными добавками, усредняют. Данный метод расчета применим, если имеется прямая зависимость между концентрацией элемента в растворе и величиной атомного поглощения.

Содержание металлов в мг/кг рассчитывают по формуле

 

 

11. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Содержание анализируемых металлов в пробе в мг/кг (X) рассчитывают по формуле:

                                                     

 

где Хр - массовая концентрация металла в анализируемом растворе, найденная по градуировочному графику, мкг/см3;

m1 - масса навески в пересчете на абсолютно-сухое вещество, г;

V - объем анализируемой пробы, см3.