CN103604799A

CN103604799A - 一种测定甘油水溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素的方法

Info

Publication number: CN103604799A
Application number: CN201310512182.6A
Authority: CN
Inventors: 冯艳秋; 叶晓英; 孙涛; 杨春晟
Original assignee: BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Current assignee: BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2033-10-25
Also published as: CN103604799B

Abstract

本发明属于化学元素分析领域，涉及一种测定甘油水中铬、铁、锰、镍、铜元素的分析方法。该方法特征在于测量过程采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定甘油水中铬、铁、锰、镍、铜元素的含量。本发明根据甘油水自身特性，通过干过滤、溶液稀释等过程，制成适合于检测要求的样品。选择最佳分析谱线，通过谱图叠加后扣除背景的谱线处理方式，依据测量元素的含量范围选择最佳的待测溶液，采用电感耦合等离子体原子发射光谱法快速测定了甘油水溶液中的五种金属元素的含量，通过计算得到准确的分析数据。

Description

一种测定甘油水溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素的方法

技术领域

本发明属于化学元素分析技术，涉及一种测定甘油水溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素的方法。

背景技术

甘油水溶液是甘油（丙三醇）与水的混合液，常用来进行生物标本的储存与保护。准确检测溶液中成分的含量对于标本的性能监测能有重要的参考价值。

电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP）分析具有准确、快速、多元素同时分析的特点，广泛应用在地质、冶金、机械制造、环境保护、生物医学、食品等领域，具有良好的检出限和分析精密度，基体干扰小，线性动态范围宽，分析工作者可以用基准物质配制成一系列的标准，以及试样处理简便(比化学分析)等优点。

溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素测量的手段通常有比色法、ICP-AES法(电感耦合等离子体原子发射光谱法)、原子吸收法、容量法等。针对不同元素含量的溶液可以查到相应的分析方法，关于甘油水溶液中的铬、铁、锰、镍、铜元素分析，目前国内外均无准确的分析方法，基本都是套用纯水溶液或其他溶液分析方法，套用方法存在空白影响大，共存元素干扰、分析线的选择不确定等导致分析结果不准确等缺点。

发明内容

本发明的目的是：针对目前存在的甘油水溶液，提出一种能有效分析甘油水溶液中多元素的快速分析方法，为标本保存及科学研究提供及时、准确、可靠的分析数据。

本发明的技术方案是：采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定甘油水中杂质元素的含量。仪器的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.95～1.1Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：12～20L/min；护套气流量：0.1～0.6L/min；样品提升量：1.0～1.5ml/min；积分时间：1～10s；元素分析线：铬283.563nm；铁259.940nm；锰257.610nm；镍231.604nm；铜324.754nm

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；优级纯；

（1.4）硝酸，1+1，硝酸I与水按体积比1：1混合而成；

（1.5）铬标准溶液Ⅰ：称取预先经150℃烘1h，并于干燥器中冷却至室温的0.2829g基准重铬酸钾，置于300mL烧杯中，用适量水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，得到0.10mg/mL的铬标准溶液Ⅰ；

（1.6）铬标准溶液Ⅱ：移取25.00mL铬标准溶液Ⅰ于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得到0.01mg/mL的铬标准溶液Ⅱ；

（1.7）铁标准溶液Ⅰ：称取0.1000g；＞99.99%纯铁，置于250mL烧杯中，加入30mL盐酸，加热至铁完全溶解，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得到0.10mg/mL的铁标准溶液Ⅰ；

（1.8）铁标准溶液Ⅱ：移取25.00mL铁标准溶液Ⅰ于250mL容量瓶中，补加25mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀，得到0.01mg/mL的铁标准溶液Ⅱ；

（1.9）锰标准溶液Ⅰ：称取0.1000g；＞99.99%且预处理过的纯锰，置于250mL烧杯中，加入上述（1.4）中的硝酸10mL，加热至锰完全溶解，煮沸驱尽氮的氧化物，冷却至室温后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得到0.10mg/mL的锰标准溶液Ⅰ；

纯锰的处理方法：将纯锰放入硫酸中，加热清洗，待表面的棕褐色氧化锰洗净后取出，立即用蒸馏水反复洗涤，再放入无水乙醇中洗4-5次，取出，放在干燥器中干燥后，方可使用；

(1.10)锰标准溶液Ⅱ：移取25.00mL锰标准溶液Ⅰ于250mL容量瓶中，补加上述（1.4）中的硝酸10mL，用水稀释至刻度，混匀，得到0.01mg/mL的锰标准溶液Ⅱ；

（1.11）镍标准溶液Ⅰ：称取0.1000g；＞99.99%纯镍，置于250mL烧杯中，加入上述(1.2)中的硝酸30mL，加热至镍完全溶解，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得到0.10mg/mL的镍标准溶液Ⅰ；

（1.12）镍标准溶液Ⅱ：移取25.00mL镍标准溶液Ⅰ于250mL容量瓶中，补加上述（1.4）的硝酸10mL，用水稀释至刻度，混匀，得到0.01mg/mL的镍标准溶液Ⅱ；

（1.13）铜标准溶液Ⅰ：称取0.1000g；＞99.99%金属铜，置于250mL烧杯中，加入上述（1.4）中的硝酸60mL，加热至铜完全溶解，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得到0.10mg/mL的铜标准溶液Ⅰ；

（1.14）铜标准溶液Ⅱ：移取25.00mL铜标准溶液Ⅰ于250mL容量瓶中，补加上述（1.4）中的硝酸10mL，用水稀释至刻度，混匀，得到0.01mg/mL的铜标准溶液Ⅱ；

（2）分析步骤如下：

（2.1）将待测甘油水溶液摇匀，用抽滤器抽滤或用干燥的中速滤纸过滤至100mL容量瓶中，作为待测溶液A；

移取10.00mL待测溶液A至100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀，作为待测溶液B；

（2.2）绘制工作曲线：按表1体积移取铬、铁、锰、镍、铜标准溶液，置于一组100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，用水稀释至刻度，摇匀；

表1：工作曲线配置表

（2.3）样品测量：按电感耦合等离子体原子发射光谱仪选定的工作条件，依次对低标溶液标准点S0和上述表中其它任意一个或几个溶液标准点及待测溶液A做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，若测量结果在工作曲线范围内，直接计算测量结果；若测量结果超出工作曲线上限，依次对低标溶液标准点S0和上述表中其它任意一个或几个溶液标准点及待测溶液B做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用选取低标溶液S0和高标溶液S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，计算测量结果；

（3）、计算测量结果，得到铬、铁、锰、镍、铜的含量；

按下式计算待测元素的浓度：

C = \frac{V}{V_{0}} \times C_{Me}

式中：C——甘油水溶液中待测元素的浓度，单位为μg/mL；

V——测量试液的总体积，单位为mL；

V₀——分取试样的体积，单位：mL；

C_Me——仪器测得的试样中待测元素的浓度，单位为μg/mL。

所述对仪器进行标准化时，在低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5之间增加任意一个或几个标准点做工作曲线。

所述在进行待测溶液B测量时，若测量结果超出待测溶液工作曲线上限，则移取10.00mL待测溶液B至100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀，作为待测溶液C，依次对低标溶液标准点S0和上述表中其它任意一个溶液标准点及待测溶液C做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用选取低标溶液S0和高标溶液S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，计算结果。

本发明优点是：

1）本发明采用抽滤器抽滤或用干燥的中速滤纸过滤至100mL容量瓶中，消除了由于甘油水溶液中存在不溶性杂质对测量仪器毛细管堵塞作用；

2）本发明通过优化仪器参数，解决了在有机条件存在下的混合试液连续测定，取得了很好的效果。

3）采用试液移取的方法，可以较好地处理工作曲线弯曲的现象，分析结果更准确；

4）试液移取后加入盐酸，有效地避免了溶液中个别元素由于酸度不同而产生的水解或析出，保证了测量结果的准确性；

5）多元素混合工作曲线，有效的提高了分析速度，实现了顺序、多元素同时测定；

6）通过进行干扰实验，确定了最佳分析谱线，提高了测量的准确度；

7）方法测定范围宽，测量下线为0.05μg/mL，测量上限为500μg/mL；

8）采用扣除空白的方法对实验数据进行校正，有效的避免了基体及试剂干扰对测量结果的影响；

9）本申请方法测量快速，操作简便，节约了大量人力和物力。

具体实施方式

采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定甘油水中杂质元素的含量。仪器的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.95～1.1Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：12～20L/min；护套气流量：0.1～0.6L/min；样品提升量：1.0～1.5ml/min；积分时间：1～10s；元素分析线：铬283.563nm；铁259.940nm；锰257.610nm；镍231.604nm；铜324.754nm

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；优级纯；

（1.4）硝酸，1+1，硝酸I与水按体积比1：1混合而成；

（1.9）锰标准溶液Ⅰ：称取0.1000g；＞99.99%且预处理过的纯锰，置于250mL烧杯中，加入上述（1.4）中的硝酸10mL，加热至锰完全溶解，煮沸驱尽氮的氧化物，冷却至室温后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，得到0.10 mg/mL的锰标准溶液Ⅰ；

（2）分析步骤如下：

（2.1）将甘油水溶液摇匀，用干燥的中速滤纸过滤至100mL容量瓶中，作为待测溶液A；

移取10.00mL待测溶液A至100mL容量瓶中，加入10mL盐酸（1.1），用水稀释至刻度，混匀，作为待测溶液B。

（2.2）绘制工作曲线：按表1体积移取铬、铁、锰、镍、铜标准溶液（1.5）～（1.14），与一组100mL容量瓶中，加入10mL盐酸（1.1），用水稀释至刻度，混匀；

表1：工作曲线配置表

（2.3）样品测量：按电感耦合等离子体原子发射光谱仪选定的工作条件，依次对S0、S1、S5及待测溶液A做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除空白后，采用低标溶液和高标溶液对仪器进行标准化，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，测量结果在工作曲线范围内，可以直接计算测量结果；测量结果超出工作曲线上限，依次对S0、S1、S5及待测溶液B做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除空白后，采用低标溶液和高标溶液对仪器进行标准化，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，计算测量结果；

（3）计算测量结果，得到铬、铁、锰、镍、铜的含量；

按下式计算待测元素的浓度：

C = \frac{V}{V_{0}} \times C_{Me}

式中：C——甘油水溶液中待测元素的浓度，单位为μg/mL；

V——测量试液的总体积，单位为mL；

V₀——分取试样的体积，单位：mL；

C_Me——仪器测得的试样中待测元素的浓度，单位为μg/mL。

实施例一

测定甘油水溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素的含量，采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定甘油水中杂质元素的含量。仪器的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.95～1.1Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：12～20L/min；护套气流量：0.1～0.6L/min；样品提升量：1.0～1.5ml/min；积分时间：1～10s；元素分析线：铬283.563nm；铁259.940nm；锰257.610nm；镍231.604nm；铜324.754nm

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；优级纯；

（1.4）硝酸，1+1，硝酸I与水按体积比1：1混合而成；

（2）分析步骤如下：

表1：工作曲线配置表

（2.3）样品测量：按电感耦合等离子体原子发射光谱仪选定的工作条件，依次对低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5及待测溶液A做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，测量结果均在工作曲线范围内，直接计算测量结果；

（3）计算测量结果，得到铬、铁、锰、镍、铜的浓度；铬元素的浓度为0.9μg/mL、铁元素的浓度为4.4μg/mL、锰元素的浓度为2.3μg/mL、镍元素的浓度为1.5μg/mL、铜元素的浓度为3.0μg/mL。

实施例二

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；优级纯；

（1.4）硝酸，1+1，硝酸I与水按体积比1：1混合而成；

（2）分析步骤如下：

表1：工作曲线配置表

（2.3）样品测量：按电感耦合等离子体原子发射光谱仪选定的工作条件，依次对低标溶液标准点S0和上述表中S3溶液标准点及待测溶液A做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用低标溶液标准点S0、S2溶液标准点及高标溶液标准点S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，测量结果在工作曲线范围内，直接计算测量结果；

（3）计算测量结果，得到铬、铁、锰、镍、铜的浓度；铬元素的浓度为1.4μg/mL、铁元素的浓度为0.7μg/mL、锰元素的浓度为3.1μg/mL、镍元素的浓度为4.8μg/mL、铜元素的浓度为3.5μg/mL。

实施例三

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；优级纯；

（1.4）硝酸，1+1，硝酸I与水按体积比1：1混合而成；

（2）分析步骤如下：

表1：工作曲线配置表

（2.3）样品测量：按电感耦合等离子体原子发射光谱仪选定的工作条件，依次对低标溶液标准点S0和上述表中高标溶液S5及待测溶液A做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，其中铬、锰、镍和铜元素测量结果在工作曲线范围内，直接计算测量结果；铁元素测量结果超出工作曲线上限，依次对低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5及待测溶液B做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用选取低标溶液S0和高标溶液S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铁的浓度，计算测量结果；

（3）、计算测量结果，得到铬、铁、锰、镍、铜的浓度；铬元素的浓度为0.7μg/mL、铁元素的浓度为7.5μg/mL、锰元素的浓度为1.5μg/mL、镍元素的浓度为2.1μg/mL、铜元素的浓度为4.3μg/mL。

实施例四

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；优级纯；

（1.4）硝酸，1+1，硝酸I与水按体积比1：1混合而成；

（2）分析步骤如下：

表1：工作曲线配置表

（2.3）样品测量：按电感耦合等离子体原子发射光谱仪选定的工作条件，依次对低标溶液标准点S0和上述表中高标溶液S5及待测溶液A做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，其中铬、锰和镍元素测量结果在工作曲线范围内，直接计算测量结果；铁和铜元素测量结果超出工作曲线上限，依次对低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5及待测溶液B做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用选取低标溶液S0和高标溶液S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铁和铜的浓度，其中铜元素测量结果在工作曲线范围内，计算测量结果；铁元素测量结果超出工作曲线上限，依次对低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5及待测溶液C做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用选取低标溶液S0、溶液标准点S2和高标溶液S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铁的浓度，其中铁元素测量结果在工作曲线范围内，计算测量结果；

（3）、计算测量结果，得到铬、铁、锰、镍、铜的浓度；铬元素的浓度为2.1μg/mL、铁元素的浓度为63.5μg/mL、锰元素的浓度为4.5μg/mL、镍元素的浓度为2.5μg/mL、铜元素的浓度为8.1μg/mL。

Claims

1.一种测定甘油水溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素的方法，其特征在于：采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定甘油水中杂质元素的含量。仪器的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.95～1.1Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：12～20L/min；护套气流量：0.1～0.6L/min；样品提升量：1.0～1.5ml/min；积分时间：1～10s；元素分析线：铬283.563nm；铁259.940nm；锰257.610nm；镍231.604nm；铜324.754nm

（1）、在测定过程中所使用的试剂如下：

（1.1）盐酸，ρ1.19g/mL；优级纯；

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；优级纯；

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；优级纯；

（1.4）硝酸，1+1，硝酸I与水按体积比1：1混合而成；

（2）分析步骤如下：

（2.1）将待测甘油水溶液摇匀，用抽滤器抽虑或用干燥的中速滤纸过滤至100mL容量瓶中，作为待测溶液A；

表1：工作曲线配置表

（3）、计算测量结果，得到铬、铁、锰、镍、铜的含量；

按下式计算待测元素的浓度：

C = \frac{V}{V_{0}} \times C_{Me}

式中：C——甘油水溶液中待测元素的浓度，单位为μg/mL；

V——测量试液的总体积，单位为mL；

V₀——分取试样的体积，单位：mL；

C_Me——仪器测得的试样中待测元素的浓度，单位为μg/mL。

2.根据权利要求1所述的测定一种甘油水溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素的方法，其特征是，所述对仪器进行标准化时，在低标溶液标准点S0和高标溶液标准点S5之间增加任意一个或几个标准点做工作曲线。

3.根据权利要求1所述的测定一种甘油水溶液中铬、铁、锰、镍、铜元素的方法，其特征是，所述在进行待测溶液B测量时，若测量结果超出待测溶液工作曲线上限，则移取10.00mL待测溶液B至100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀，作为待测溶液C，依次对低标溶液标准点S0和上述表中其它任意一个溶液标准点及待测溶液C做扫描图，对扫描图进行叠加处理，扣除背景后，对仪器进行标准化，标准化采用选取低标溶液S0和高标溶液S5做工作曲线，然后，测量试样溶液中铬、铁、锰、镍、铜的浓度，计算结果。