中文名稱(chēng):石英玻璃化學(xué)成分分析方法
標(biāo)準(zhǔn)號(hào):GB/T 3284—93
英文名稱(chēng):Analytical method of the chemical composition in the quartz glass
頒布單位:國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布
實(shí)施日期:1994-07-01
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石英玻璃化學(xué)成分分析時(shí)采用的度劑、材料和儀器,試樣的制備和分解,分析步驟和結(jié)果表述方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適有于石英玻璃、高純石英玻璃及其原料水晶、硅石的化學(xué)成分分析。
2 分析方法
2.1化學(xué)分析法
2.1.1 燒失量和二氧化硅的測(cè)定
2.1.1.1 方法提要和原理
試樣經(jīng)硫酸和氫氟酸分解,使全部二氧化硅轉(zhuǎn)化為四氟化硅而除去,其反應(yīng)方程如下:
SiO2=6HF→H2SiF6+2H2O
H2SiF6→SiF4↑=2HF↑
2.1.1.2 試劑和儀器
a. 氫氟酸(HF)2:優(yōu)級(jí)純。
b. 硫酸溶液:1+4,優(yōu)級(jí)純。
c. 鹽酸溶液:1+1。
d. 高純水:二次交換水。
e. 高溫爐。
f. 鉑坩堝。
2.1.1.3 試樣
將驗(yàn)室樣品敲成碎片或原料水淬后,取一定量碎片(粒度<5mm)置于鹽酸溶液中煮沸約10min,然后用高純水充分洗凈,烘干后用瑪瑙研缽研細(xì),粒度約為0.125μm(120目),貯存于試樣瓶?jī)?nèi),備用。
2.1.1.4 分析步驟
2.1.1.4.1 試料
稱(chēng)取1g經(jīng)1100C(烘干不少于2h的試樣兩份,準(zhǔn)確至0.0001g,分別置于兩個(gè)經(jīng)950~1000℃ 高溫灼燒恒重的鉑坩堝中。
2.1.1.4.2 空白試驗(yàn)
除不加試料外,采用與測(cè)定完全相同的分析步驟、試劑和用量,進(jìn)行平行操作。
2.1.1.4.3 燒失量的測(cè)定
將裝有試料的鉑坩堝置于950℃~1000℃的高溫中灼燒不少于1h,然后移入干燥器冷卻至室溫后稱(chēng)重,再灼燒20min,冷卻,稱(chēng)重。反復(fù)灼燒,直至恒重。保留恒重試樣A用于2.1.1.4.4的測(cè)定。
2.1.1.4.4 二氧化硅的測(cè)定
向2.1.1.4.3中得到的恒重試料A中加數(shù)滴高純水潤(rùn)濕,然后加入5滴硫酸溶液和5mL氫氟酸,在80~100℃電爐上蒸發(fā)到近干,取下坩堝,冷卻后用少量高純水洗滌坩堝壁,然后再加入3mL氫氟酸,于低溫電爐上蒸發(fā)至近干,用少量高純水洗滌坩堝壁,再次蒸干后,升高溫度驅(qū)盡二氧化硫。冷卻后用濕濾紙擦凈坩堝外壁,于950~10000C高溫下灼燒30min,移入干燥器冷卻至室溫后稱(chēng)重,反復(fù)灼燒,直至恒重。
2.1.1.5 分析結(jié)果的表述
燒失量是以高溫?zé)У馁|(zhì)量百分比表示,按式(1)計(jì)算:
…………………………………(1)
式中:X——試樣的燒失量,%;
m——試料質(zhì)量,g;
——灼燒前坩堝和試料的質(zhì)量,g;
——灼燒后坩堝和試料的質(zhì)量,g;
所得結(jié)果應(yīng)表示至兩位小數(shù)。
2.1.1.5.2 二氧化硅含量
二氧化硅的含量以其質(zhì)量百分比表示,按式(2)計(jì)算:
…………………………………(2)
式中: ——試樣中二氧化硅含量,%;
m——試料質(zhì)量,g;
——灼燒后坩堝和試料的質(zhì)量,g;
——?dú)浞崽幚砗筵釄搴蜌堅(jiān)馁|(zhì)量,g;
——空白試驗(yàn)的殘?jiān)|(zhì)量,g。
所得結(jié)果應(yīng)表示至兩位小數(shù)。
2.1.1.6 允許差
二氧化硅含量分析結(jié)果的允許差在0.1%之內(nèi)。
2.1.2 低膨脹石英玻璃中二氧化鈦的測(cè)定
2.1.2.1 方法提要
采用硫酸和氫氟酸分解試樣,在用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)絡(luò)合滴定法測(cè)定。
2.1.2.2 試劑
2.1.2.2.1六次甲基四胺。
2.1.2.2.2 氫氟酸:優(yōu)級(jí)純,40%(v/v)。
2.1.2.2.3 氫氧化氨 :1+1。
2.1.2.2.4 硫酸溶液:1+1。
2.1.2.2.5 鹽酸溶液:1+1。
2.1.2.2.6 乙酸鋅溶液:0.01mol/L。
稱(chēng)取1.6g乙酸鋅,準(zhǔn)確至0.1g,溶于少量水中,用乙酸調(diào)到pH為6,用水稀釋至1000mL。
2.1.2.2.7 氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1mg/mL):
稱(chēng)取1.7848g經(jīng)1050C烘干不少于1h的碳酸鈣(優(yōu)級(jí)純)準(zhǔn)確至0.0001g,置于200mL燒杯中,加少量高純水,滴加鹽酸溶液使其溶解,加熱煮沸5min,冷卻。轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。
2.1.2.2.8 半二甲酚橙指示劑溶液:5g/L。
稱(chēng)取0.5g半二甲酚橙指示劑,準(zhǔn)確至0.1g,溶于100ml水中。
2.1.2.2.9 EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液,0.015mol/L。
a.制備方法
稱(chēng)取5.5gEDTA,準(zhǔn)確至0.1g,溶于少量水中,用水稀釋至1000mL。
b.標(biāo)定方法
吸取15.0mL濃度為1mg/mL氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液,置于300mL燒杯中。用水稀釋至約150mL,滴加20%的氫氧化鈉溶液至溶液pH約12,過(guò)量2mL,加少許鈣指示劑(鈣指示劑與烘干氯化鈉之比為1+50,研細(xì)混勻)。以0.015mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度按式(3)計(jì)算:
…………………………………(3)
式中:c——EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度,mol/L;
m——氧化鈣質(zhì)量,mg;
V——滴定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。mL;
56.08——與1.00mLEDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(CaO)=1.000mol/L]相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜难趸}質(zhì)量。
c.乙酸鋅溶液EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積比
取EDTA 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液10.0mL于300mL燒杯中,用水稀釋至150mL左右,加1g六次甲基四胺和3~4滴半二甲酚橙指示劑,加鹽酸溶液至溶液變黃,以乙酸鋅溶液滴至溶液由顏色變?yōu)槌燃t色。體積比按式(4)計(jì)算:
a=10/V …………………………………(4)
式中:a——每毫克乙酸鋅溶液相當(dāng)于EDTA 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積;
V——滴定時(shí)消耗乙酸鋅的體積,mL。
2.1.2.2.10 鉑坩堝
2.1.2.3 樣品
2.1.2.3.1 試驗(yàn)室樣品
供檢驗(yàn)用的石英玻璃樣品,表面不得污染,質(zhì)量不少于10g。
2.1.2.3.2 試樣
按第2.1.1.3.2步驟進(jìn)行。
2.1.2.4 分析步驟
2.1.2.4.1 試料
稱(chēng)取0.1000g經(jīng)1050C 烘干不少于1h的試樣3份,準(zhǔn)確至0.0001g,分別置于鉑坩堝中。
2.1.2.4.2 空白試驗(yàn)
除不加試料外,采用與測(cè)定完全相同的分析步驟、試劑和用量,進(jìn)行平行操作。
2.1.2.4.3 二氧化鈦的測(cè)定
將鉑坩堝中的試料,用高純水潤(rùn)濕,再加入約2mL硫酸溶液和4mL氫氟酸,于電爐上低溫蒸發(fā)至除去剩余的氫氟酸,再升高溫度,待冒三氧化二硫白煙10min后(不要蒸得過(guò)干)停止升溫。稍冷將試液轉(zhuǎn)移至300mL燒杯中,用高純水稀釋至約50mL,加入10.0mL0.015mol/L EDTA 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液,加熱40~500C,加1滴半二甲酚橙指示劑,滴加氫氧化銨至溶液呈紫紅色,滴加鹽酸溶液數(shù)滴至溶液變黃。加熱煮沸5min,冷卻后,用水稀釋至150mL左右,加1g六次甲基四胺喝2~3滴半二甲酚橙指示劑,滴加鹽酸溶液數(shù)滴至溶液變黃,用乙酸鋅溶液滴至溶液由顏色變?yōu)槌燃t色。
2.1.2.5 分析結(jié)果的表述
二氧化鈦的含量以其質(zhì)量百分比表示,按式(5)計(jì)算:
…………………………(5)
式中: ——試樣中二氧化鈦的百分含量,%;
——加入EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;
——滴定時(shí)消耗乙酸鋅溶液的體積,mL;
—— 滴定空白溶液時(shí)消耗乙酸鋅溶液的體積;
a——每毫克乙酸鋅溶液相當(dāng)于EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積;
c——EDTA 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度,mol/L;
m——試料質(zhì)量,g;
79.90——相當(dāng)于以克表示的二氧化鈦質(zhì)量,g。
所得結(jié)果應(yīng)表示至兩位小數(shù)。
2.1.2.6 允許差
分析結(jié)果的允許差在0.25%之內(nèi)。
2.2 發(fā)射光譜法
2.2.1 測(cè)定元素及測(cè)定范圍列于表1。
2.2.2 原理和方法提要
2.2.2.2.1原理
氣態(tài)原子由激發(fā)態(tài)回復(fù)到基態(tài)過(guò)程中,釋放出特定波長(zhǎng)的光,當(dāng)分析條件固定,試樣中待測(cè)元素的濃度較低時(shí),其譜線強(qiáng)度與該元素在試樣中的濃度成正比。
2.2.2.2 方法提要
用氫氟酸分解試料,用半轉(zhuǎn)移法將試料溶液移至一對(duì)平頭電較上,蒸干。采用內(nèi)標(biāo)法,以鈀元素作內(nèi)標(biāo)元素。用交流電弧激發(fā)試樣,用攝譜分析法測(cè)定。
2.2.3 試劑和材料
2.2.3.1 氫氟酸:高純,40%(V/V)。
2.2.3.2 氫氟酸:40%(V/V)。
2.2.3.3 甘露醇[CH2OH(CHOH)4CH2OH]。
2.2.3.4 甘露醇溶液:甘露醇含量5g/L。
2.2.3.5 鹽酸:高純。
2.2.3.6 硝酸:高純。
2.2.3.7 鈀內(nèi)標(biāo)溶液:
2.2.3.7.1 鈀內(nèi)標(biāo)濃溶液:鈀濃度為1g/L。
稱(chēng)取0.1000g海綿鈀(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g,置于150mL石英玻璃燒杯中,加入2mL鹽酸,1mL硝酸微熱溶解后蒸發(fā)至近干,加數(shù)滴水,然后滴加約 1mL鹽酸。再次蒸發(fā)至近干,加少量水,再加約7mL鹽酸,待鹽類(lèi)溶解后,轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
2.2.3.7.2 鈀內(nèi)標(biāo)稀釋液:鈀濃度為20mg/L。
取2.0mL鈀內(nèi)標(biāo)溶液,置于100mL容量瓶中,加入10mL鹽酸,0.1g氯化鉀(光譜純),用水稀釋至刻度,搖勻。
2.2.3.7.3 鈀內(nèi)標(biāo)稀釋液:鈀濃度為20mg/L。
取5.0mL鈀內(nèi)標(biāo)濃溶液,置于250mL容量瓶中,加入24.5mL鹽酸,0.25g氯化鉀(光譜純),1.25g甘露醇用水稀釋至刻度,搖勻。
2.2.3.8 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液
2.2.3.8.1 鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液:鋁濃度為1g/L。
稱(chēng)取0.2500鋁粉(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g,置于150mL燒杯中,加入少量水并加入25于80~1000C電爐上溶解,完全溶解后冷卻轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
2.2.3.8.2 硼、鎂、鈣、鈦、鐵、鈷、鎳混合標(biāo)準(zhǔn)溶液 :硼濃度為0.1g/L,其余元素均為0.3g/L。
稱(chēng)取0.1429g硼酸(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g;0.1244g經(jīng)8000C灼燒至恒重的氧化鎂(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g;0.1872g經(jīng)105~1100C烘干不少于2h的碳酸鈣(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g;0.4042g氟鈦酸鉀(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g;0.1072g經(jīng)105~1100C烘干不少于2h的三氧化二鐵(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g;0.0750g鈷海綿(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g;0.0750g鎳海綿(光譜純),準(zhǔn)確至0.0001g;置于150mL石英玻璃燒杯中,加少量水,分?jǐn)?shù)次共加入75mL鹽酸于80~900C電爐上溶解,完全溶解后冷卻轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
2.2..3.8.3 銅、錳混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:銅錳濃度各為0.03g/L。
稱(chēng)取0.4164g經(jīng)105~1100C烘干不少于2h的四氧化三錳(光譜純),準(zhǔn)確
0.0001g;0.3753g經(jīng)105~1100C烘干不少于2h的氧化銅(光譜純),準(zhǔn)確
0.0001g;置于150mL石英玻璃燒杯中,加入少量水和10mL鹽酸,微熱溶解后冷卻,轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。取此溶液5.0mL溶液,置于500mL容量瓶中,用10%鹽酸稀釋至刻度,搖勻。
2.2.3.8.4 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液:
a.靠前級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液:
鋁 300mg/L
鎂、鈣、鈦、鐵、鈷、鎳 各30mg/L
硼 10mg/L
銅、錳 各3mg/L
鈀 20mg/L
分別取15.0mL鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.2.3.8.1), 5.0mL兩種混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.2.3.8.2)、(2.2.3.8.3)置于50mL容量瓶中,加入1mL鈀內(nèi)標(biāo)溶液,0.05g氯化鉀(光譜純),0.25g甘露醇,用鈀內(nèi)標(biāo)稀釋至刻度,搖勻。
b.第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液:
鋁 90mg/L
鎂、鈣、鈦、鐵、鈷、鎳 各9mg/L
硼 3mg/L
銅、錳 各0.9mg/L
鈀 20mg/L
取15.0mL靠前級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.2.3.8.4中a項(xiàng)),置于50mL容量瓶中,用用鈀稀釋至刻度。
c. 第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液由靠前級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液用鈀稀釋液稀釋10倍。
d. 第四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液由靠前級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液用鈀稀釋液稀釋100倍。
e. 第五、六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液由第三、第四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)溶液分別用鈀內(nèi)標(biāo)稀釋液稀釋10倍。
注:①上述標(biāo)準(zhǔn)溶液和混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液均貯存于聚乙烯塑料瓶中。
②標(biāo)準(zhǔn)系列級(jí)差濃度和內(nèi)標(biāo)元素加入量,可根據(jù)不同儀器適當(dāng)改變。
2.2.3.9 封閉劑:聚苯乙烯,濃度為10g/L。
稱(chēng)取約1g聚苯乙烯(分析純)置于玻璃瓶中,加入100mL乙酸乙脂(分析純)溶解。
2.2.3.10 顯影液
A液:硫酸對(duì)甲胺基苯酚(米吐?tīng)枺?g/L,無(wú)水亞硫酸鈉52g/L,對(duì)苯二酚10g/L;
B液:無(wú)水物質(zhì)材料44g/L,溴化鉀2g/L;
使用時(shí)A、B液按1+1混合。
2.2.3.11 停影液:3%~6%冰乙酸溶液;
2.2.3.12 定影液:硫代硫酸鈉400g/L,無(wú)水亞硫酸鈉25g/L,冰乙酸8×10-3%(v/v);
2.2.3.13 高純水:二次交換水;
2.2.3.14 石墨電較:光譜純,直徑6mm;
2.2.3.15 感光較:紫外Ⅱ型;
2.2.3.16 鉑坩堝;
2.2.3.17 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃操作箱(附紅外燈);
2.2.3.18 石墨分解箱:高純石墨。
2.2.4 儀器、設(shè)備
2.2.4.1 發(fā)射光譜攝譜儀:三透鏡照明系統(tǒng)棱鏡或光柵攝譜儀;
2.2.4.2 交流電弧發(fā)生器:380V,8A;
2.2.4.3 測(cè)微光度計(jì):靈敏度2.5×10-3A/mm/m,振動(dòng)周期約等于1s;
2.2.5 樣品
2.2.5.1 試驗(yàn)室樣品
供檢驗(yàn)用的石英玻璃及高純石英玻璃樣品,須保持表面清潔,不得有涂寫(xiě)和污物劃痕,水晶原料和硅石采樣須均勻。樣品質(zhì)量不少于50g。
2.2.5.2 試樣
按2.1.1.3.2步驟進(jìn)行。
2.2.6 分析步驟
2.2.6.1 試料
稱(chēng)取約0.2g試樣,準(zhǔn)確至0.0001g,置于鉑坩堝中,平行三份。
2.2.6.2 空白試驗(yàn)
除不加試料外,采用與測(cè)定完全相同的分析步驟、試劑和用量,進(jìn)行平行操作。
2.2.6.3 測(cè)定
2.2.6.3.1 在盛有試劑的坩堝中,加入0.1mL甘露醇溶液和少量水潤(rùn)濕。將坩堝放在石墨箱的柵較上[箱底預(yù)先加入150mL氫氟酸(2.2.3.2)和1g甘露醇],蓋上箱蓋。分別于箱的上、下部用電爐加熱,保持箱內(nèi)溫度105~1100C 2.5~3h[若用高純氫氟酸直接分解試料,加3~4mL氫氟酸(2.2.3.1)于坩堝中,坩堝加蓋,用電爐加熱約1.5h]待試料完全分解后,取出坩堝于80~1000C電爐上蒸發(fā)至干,冷卻。
2.2.6.3.2 加入0.2mL鈀內(nèi)標(biāo)稀溶液于坩堝中浸取殘?jiān)。吸?.1mL此溶液移至涂有一滴封閉劑的一對(duì)平頭電較頂端,在紅外燈下蒸發(fā)至干,待攝譜。
2.2.6.3.3 分別取0.1mL混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液移至一系列涂有一滴封閉劑的一對(duì)平頭電較頂端,在紅外燈下蒸發(fā)至干,待攝譜。
2.2.6.3.4 將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液、試料與空白按下述相同攝譜條件攝于同一譜板上。
2.2.6.3.5 攝譜條件:用發(fā)射光譜儀攝譜,其狹縫及中間光柵根據(jù)儀器型號(hào)自定。交流電弧8A,暴光30s(不預(yù)燃)。
2.2.6.3.6 將攝好的譜板在20±10C的條件下,顯影4min,停影15~20s,定影10~20min,水洗約20s,晾干。
2.2.6.3.7 用測(cè)微光度計(jì)測(cè)量分析線對(duì)的黑度。
2.2.6.3.8 分析線和內(nèi)標(biāo)線
2.2.6.3.8.1 分析線(nm)
B I249.77;Mg 1277.98;Al I266.03;Ca II317.93; Ti II308.80;
Mn I279.82;Fe II259.95; Co I304.40;Ni I305.08;Cu I127.39。
2.2.6.3.8.2 內(nèi)標(biāo)線(nm)
Pd I302.79
2.2.6.4 工作曲線的繪制
用2.2.6..3.7中測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)系列的分析線對(duì)的黑度值與標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度值繪制ΔW-lgC工作曲線。
2.2.7分析結(jié)果的表達(dá)
2.2.7.1分析結(jié)果以百分含量(%)表示。
2.2.7.2 分析結(jié)果按式(6)計(jì)算:
…………………………………(6)
式中: ——試樣中待測(cè)元素的百分含量,%;
——試料中待測(cè)元素的實(shí)際含量與空白值之和,μg;
——空白值,μg;
m——試料的質(zhì)量,g。
所得結(jié)果應(yīng)表示至兩位小數(shù)。
2.2.8 準(zhǔn)確度
不同含量范圍測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差列于表2。
表2
表2的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差按式(7)計(jì)算:
…………………………………(7)
式中: ——相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,%;
c——平均濃度,mg/L;
d——測(cè)定值與平均值之差,mg/L;
n——測(cè)定次數(shù)。
所得結(jié)果應(yīng)表示至兩位小數(shù)。
2.3 石墨爐原子吸收光譜法
2.3.1 測(cè)定元素及測(cè)定范圍列于表3。有爭(zhēng)議時(shí),以此方法為準(zhǔn)。
表3
2.3..2 原理
氣態(tài)原子呢每個(gè)夠選擇吸收特定波長(zhǎng)的光,其吸收程度與溶液中待測(cè)元素的濃度成線形關(guān)系。
2.3.3 試劑和材料
2.3.3.1 氫氟酸:高純。
2.3.3.2 鹽酸:高純。
2.3.3.3 硝酸:高純。
2.3.3.4 硝酸溶液:1%(v/v),用時(shí)用硝酸(高純)現(xiàn)配。
2.3.3.5 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。
稱(chēng)取鋁屑(99.999%)1.0000g,準(zhǔn)確至0.0001g,置于200mL的石英玻璃燒杯中,加入鹽酸20mL硝酸5mL,加熱溶解,冷卻后移至1000mL容量瓶中,加入80mL鹽酸用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
b. 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:鐵濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取鐵絲(光譜純)1.0000g,準(zhǔn)確至0.0001g,置于200mL的石英玻璃燒杯中,加入硝酸(1+1高純)30mL,加熱溶解后,加熱至近干趕盡二氧化氮,加20mL鹽酸,冷卻后移至1000mL容量瓶中,加入80mL鹽酸用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
c.鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液:鎂濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取于8000C灼燒至恒重的氧化鎂(光譜純)1.6580g,準(zhǔn)確至0.0001g,置于200mL的石英玻璃燒杯中,加入20mL高純水再慢慢加入加20mL鹽酸,待完全溶解后,加熱至近干趕盡二氧化氮,冷卻后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
d. 鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液:鈣濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)105~1100C烘干不少于2h的碳酸鈣2.4972g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于200mL石英玻璃燒杯中,加入20mL高純滴加鹽酸(1+1,高純)至完全溶解,再過(guò)量10mL鹽酸,煮沸除盡二氧化氮,冷卻后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
e. 鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液:鈦濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取鈦粉(光譜純)1.0000g,準(zhǔn)確至0.0001g,置于200mL的石英玻璃燒杯中,加入100mL鹽酸,加熱至完全溶解后冷卻移至1000mL容量瓶中,用10%鹽酸稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
f. 鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液:鎳濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)1100C烘干不少于2h的氧化鎳(光譜純)1.2726g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于200mL石英玻璃燒杯中,加入15mL鹽酸和5mL硝酸,加熱溶解,加熱趕盡二氧化氮,冷卻后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
g. 錳標(biāo)準(zhǔn)溶液:錳濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)1100C烘干的四氧化三錳(光譜純)1.3884g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于200mL石英玻璃燒杯中,加少量的高純水和30mL鹽酸,微熱溶解,冷卻后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
h.鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液:鈷濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)1100C烘干的四氧化三鈷(光譜純)1.3620g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于200mL石英玻璃燒杯中,加入20mL高純水和25mL鹽酸,加熱溶解。如溶解緩慢又蒸發(fā)至近干,可適量補(bǔ)加鹽酸。完全溶解后冷卻,移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
i.銅標(biāo)準(zhǔn)溶液:銅濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)1100C烘干不少于2h的氧化銅(高純)1.2518g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于200mL石英玻璃燒杯中,加少量的高純水和30mL鹽酸,微熱溶解,冷卻后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
j. 鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液:鋰濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)1100C烘干不少于2h的碳酸鋰(高純)5.3252g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于石英玻璃燒杯中,加入50mL高純水,20mL硝酸(1+1高純),溶解后加熱煮沸除去二氧化碳,冷卻后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
k. 鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液:鈉濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)6000C烘干不少于1h的氯化鈉(光譜純)2.4520g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于石英玻璃燒杯中,加入50mL高純水,20mL硝酸(1+1高純),溶解后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
l. 鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:鉀濃度為1 mg/m L。
稱(chēng)取經(jīng)6000C烘干不少于1h的氯化鉀(光譜純)1.9072g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于石英玻璃燒杯中,加入50mL高純水,20mL硝酸(1+1高純),溶解后移至1000mL容量瓶中,用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
m.混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:
鋁 20μg/ m L
鐵、鎂、鈣、鈦、鋰、鈉、鉀 10μg/ m L
鎳、錳、銅、鈷 5μg/ m L
分別吸取a項(xiàng)得到的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液400 m L;b項(xiàng)~e項(xiàng)得到的鐵、鎂、鈣、鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液和j項(xiàng)~l項(xiàng)得到的鋰、鈉、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液各2.00m L;f項(xiàng)~i項(xiàng)得到的鎳、錳、鈷、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液各1.00m L置于200m L容量瓶中,加入4m L 硝酸,冷卻后用高純水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
n.標(biāo)準(zhǔn)系列溶液
分別取m項(xiàng)得到的混合溶液0.10, 0.20, 0.40, 0.60, 1.00, 1.40, 1.80, 2.00, 4.00, 6.00,m L置于200mL容量瓶,加如2mL硝酸,用高純水稀釋至刻度,搖勻。此溶液濃度:鐵、鎂、鈣、鈦、鋰、鈉、鉀分別為5,10,20,30,50,70,90,100μg/L;鎳、錳、銅、鈷分別為2.5,5,10,15,25,35,45,50μg/L;鋁分別為10,20,40,60,100,140,180,200,400,600μg/L。
2.3.3.6 高純水:二次交換水。
2.3.3.7 鉑坩堝
2.3.3.8 石墨分解箱:高純石墨。
2.3.4 儀器、設(shè)備
2.3.4.1 石墨爐原子吸收光譜儀。
2.3.4.2鐵、鎂、鈣、鋁、鈦、鎳、錳、銅、鈷、鋰、鈉、鉀空芯陰較燈。
2.3.4.3 電爐:2000W。
2.3.5 樣品
2.3.5.1 試驗(yàn)室樣品
按第2.2.5.1步驟進(jìn)行。
2.3.5.2 試樣
按第2.1.1.3.2步驟進(jìn)行。
2.3.6 分析步驟
2.3.6.1 試料
稱(chēng)取0.05g~0.1g經(jīng)105~1100C烘干不少于2h的試樣(視雜質(zhì)含量而定),準(zhǔn)確至0.0001g;置于鉑坩堝中,平行三份。
2.3.6.2 空白試驗(yàn)
除不加試料外,采用與測(cè)定完全相同的分析步驟、試劑和用量,進(jìn)行平行操作。
2.3.6.2.1 試料溶液
向裝有試料的鉑坩堝中滴加少量高純水將試料潤(rùn)濕,再加2~3mL氫氟酸,將鉑坩堝置于石墨分解箱中的柵較上,蓋上坩堝和石墨分解箱蓋,將石墨分解箱放在電爐上加熱,電爐電壓調(diào)在100~130V(視環(huán)境溫度而定)。經(jīng)1.5h后取出坩堝,放在不透明石英板(或石棉網(wǎng))上緩慢加熱蒸發(fā)至干以趕盡氫氟酸。取下坩堝冷卻后,加入10mL硝酸溶液,待完全溶解后搖勻,待測(cè)。
表4儀器工作條件1)
注:1)表中各參數(shù)只適用于這種儀器,其他儀器應(yīng)另定。
按表4所示參數(shù)設(shè)定石墨爐原子吸收光譜玉的工作條件,根據(jù)試料溶液測(cè)定的元素濃度范圍選三個(gè)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.3.3.5),自動(dòng)校對(duì)儀器。將空白溶液、試料溶液編好程序,依次測(cè)定空白溶液和試料溶液中的鐵、鎂、鈣、鋁、鈦、鎳、錳、銅、鈷、鋰、鈉、鉀的濃度值。當(dāng)光譜儀不能進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí),可測(cè)定空白溶液和試料溶液中各元素的吸光度。再由2.3.6.4中得到的濃度-吸光度(C-A)工作曲線查出空白溶液和試料溶液中各元素的濃度值。
2.3.6.3.3 緊密內(nèi)插法
按表4所示參數(shù)設(shè)定石墨爐原子吸收光譜儀的工作條件,將待測(cè)溶液、空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液編好程序,采用緊密內(nèi)插法測(cè)定鐵、鎂、鈣、鋁、鈦、鎳、錳、銅、鈷、鋰、鈉、鉀的吸光度。
2.3.6.4 工作曲線的繪制
按2.3.6.3.2步驟測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中的鐵、鎂、鈣、鋁、鈦、鎳、錳、銅、鈷、鋰、鈉、鉀各元素的吸光度。然后用標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與其測(cè)得的吸光度繪制濃度-吸光度(C-A)工作曲線。
2.3.7 分析結(jié)果的表述
2.3.7.1 分析結(jié)果以百分比含量(%)表示。
2.3.7.2 工作曲線法:
用工作曲線法測(cè)定時(shí),試樣中被測(cè)元素的含量按式(8)計(jì)算:
………………………………(8)
式中: ——被測(cè)元素百分含量,%;
——樣品溶液中被測(cè)元素濃度,μg/ L;
——空白溶液中被測(cè)元素濃度,μg/ L;
V——試料溶液的體積,m L;
——試料質(zhì)量,g。
2.3.7.3 緊密內(nèi)插法:
用緊密內(nèi)插法測(cè)定時(shí),試樣中被測(cè)元素的含量按式(9)計(jì)算:
………………………………(9)
式中: ——被測(cè)元素百分含量,%;
、 ——兩份標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,μg/ L;
、 ——兩份標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度;
——試料溶液的體積,m L;
V——試料溶液的體積,m L;
——試料質(zhì)量,g。
2.3.7.4 工作曲線法和緊密內(nèi)插法所得結(jié)果均應(yīng)表示至兩位小數(shù)。
2.3.8 準(zhǔn)確度
不同含量范圍測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差列于表5。
表5
2.4 火焰原子吸收光譜法
2.4.1 測(cè)定元素
鈉、鉀、鋰。
2.4.2 原理
參見(jiàn)2.3.2。
2.4.3 試劑和材料
2.4.3.1 氯化銫:光譜純。
2.4.3.2 氫氟酸:高純,40%(v/v)。
2.4.3.3 氫氟酸: 40%(v/v)。
2.4.3.4 硝酸溶液:1%(v/v)用時(shí)用硝酸(高純)現(xiàn)配。
2.4.3.5 鋰、鈉、鉀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:鋰、鈉、鉀濃度均為1g/L。
a.混合濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液:鋰、鈉、鉀濃度均為1g/L。
稱(chēng)取經(jīng)1100C烘干不少于2h的碳酸鋰(光譜純)1.3308g,準(zhǔn)確至0.0001g;經(jīng)6000C灼燒不少于1h的氯化鈉(光譜純)0.6355g,準(zhǔn)確至0.0001g;經(jīng)6000C烘干不少于1h氯化鉀(光譜純)0.4768g,準(zhǔn)確至0.0001g;置于同一個(gè)150mL石英玻璃燒杯中,加少約50mL、硝酸5mL溶解,加熱煮沸除去二氧化碳,冷卻后移至250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
b. 混合稀標(biāo)準(zhǔn)溶液:鋰、鈉、鉀濃度均為10mg/L。
吸取濃度為1g/L的鋰、鈉、鉀混合濃標(biāo)準(zhǔn)溶液10.0m L,置于1000mL容量瓶中,加入20mL硝酸,用水稀釋至刻度,搖勻。
c. 氯化銫(消電離劑)溶液:氯化銫濃度為4g/L。
稱(chēng)取1g氯化銫置于150mL石英玻璃燒杯中,以水溶解后移入250mL容量瓶中,加(1+1高純)硝酸5mL,用水稀釋至刻度,搖勻。將溶液移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
d. 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液:鋰、鈉、鉀濃度分別為0.025,0.05,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50g/L。
吸取混合稀標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50,1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00m L分別置于200mL容量瓶中,各加入氯化銫溶液20m L,用硝酸溶液稀釋至刻度,搖勻,移入聚乙烯塑料瓶中貯存。
2.4.3.6 高純水:二次交換水。
2.4.3.7 鉑坩堝。
2.4.3.8 石墨分解箱或石墨罩:高純石墨。
2.4.4 儀器、設(shè)備
2.4.4.1 原子吸收分光光度計(jì)。
2.4.4.2 鋰、鈉、鉀空芯陰較燈。
2.4.5 樣品
2.4.5.1 試驗(yàn)室樣品
按2.2.5.1步驟進(jìn)行。
2.4.5.2 試樣
按2.1.1.3.2 步驟進(jìn)行。
2.4.6 分析步驟
2.4.6.1 試料
稱(chēng)取1.000g經(jīng)1100C烘干不少于2h的試樣(視雜質(zhì)含量而定),準(zhǔn)確至0.0001g,置于鉑坩堝中,平行三份。
2.4.6.2 空白試驗(yàn)
除不加試料外,采用與測(cè)定完全相同的分析步驟、試劑和用量進(jìn)行平行操作。
2.4.6.3 測(cè)定
2.4.6.3.1 試料溶液
向裝有試料的鉑坩堝中,加少量水潤(rùn)濕。將坩堝放在石墨箱的柵板上[箱底預(yù)選家污辱200m L氫氟酸(2.4.3.3)]蓋上箱蓋。分別于箱的上、下部用電爐加熱,保持箱內(nèi)溫度105~1100C、4~5h[若用高純氫氟酸直接分解試料,加7~10mL氫氟酸(2.4.3.2)于坩堝中,將坩堝置于設(shè)有石墨罩,溫度為80~1000C的電爐上],蒸發(fā)至干,取下坩堝冷卻后,加入硝酸溶液約10m L,于電爐上加熱使其殘?jiān)耆芙,冷卻,用塑料吸管移入25容量瓶中,加入氯化銫溶液2.5m L,以硝酸溶液稀釋至刻度,搖勻,待測(cè)。
2.4.6.3.2 儀器工作條件
表6
2.4.6.3.3 測(cè)試方法
將待測(cè)溶液、空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液編好程序,按表6所列的儀器工作條件,采用緊密內(nèi)插法測(cè)定鋰、鈉、鉀的吸光度。
2.4.7 分析結(jié)果的表達(dá)
2.4.7.1 分析結(jié)果以百分含量(%)表示。
2.4.7.2 分析結(jié)果按式(10)計(jì)算:
……………………(10)
式中: ——試樣中待測(cè)元素百分含量,%;
、 ——兩份標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,μg/ L;
、 ——兩份標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度;
——試料溶液的體積,m L;
V——試料溶液的體積,m L;
——試料質(zhì)量,g。
2.4.8 準(zhǔn)確度:相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差10%~15%(含量為0.50~10.0g/L)。 |
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