碱性氢化物发生原子吸收法测定钢铁中的微量铅

D0I:10.13374/j.is8n1001-053x.2004.06.036 第26卷第6期 北京科技大学学报 Vol.26 No.6 2004年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec,2004 碱性氢化物发生原子吸收法测定 钢铁中的微量铅 李建强 郑延军柴成文 北京科技大学应用科学学院，北京100083 摘要采用碱性氢化物体系发生原子吸收方法测定了钢铁中的微量铅。选择铁氰化钾一酒 石酸钠为氢化物发生的氧化剂和配位剂，还原剂硼氢化钾的质量浓度为1gL,测定液中氢氧 化钠的质量浓度为3.6gL,用12.5gL的草酸酸化，方法特征浓度为0.073ngmL,检出限为0.20 ng/mL.此体系允许2.5mL测定液中含铁、钴、镍的量为30,3,3mg,可以满足直接测定钢铁中 的微量铅的需要.通过对含铅0.002%（质量分数）的样品测定实验，得到了满意的结果. 关键词铅；碱性氢化物发生；原子吸收 分类号0657.31 铅是钢中有害元素之一，其不能与铁生成固 (北京翰时科学制作所)，Pb空心阴极灯. 溶体，易偏析.对钢的性能影响很大，需准确测 1mgmL铅标准溶液：称取1.000g高纯 定.测定钢中痕量铅有光度法（如国标GB223.29 (99.99%)金属铅于小烧杯中，加入1：1硝酸10mL, 一84)、电化学法等，但均需分离基体.采用仪器 加热溶解完全，冷后用水将其转移到1L容量瓶 分析方法如等离子体发射光谱、石墨炉原子吸收 中，用水定容，摇匀.此储备液含铅1mgmL,用时 法等可不分离基体，但设备昂贵：氢化物（酸性） 将其逐级稀释到1gmL. 发生原子吸收测定铅灵敏度高，但钢铁样品基体 50gL硼氢化钾(KBH)(含10g/L NaOH);40 干扰严重，且氢化物法测定时需有特殊的氧化剂 gL氢氧化钠NaOH):l0mgmL铁储备液，用高纯 存在及对酸度要求严格，使测定有一定困难.碱 铁（太钢产）配制：100g/L铁氰化钾(KFe(CN); 性氢化物发生法是近年提出的氢化物分析方法， 250gL酒石酸钠：其他干扰离子储备液及干扰抑 认为其干扰较少，但仅有少量报道，且无应用 制剂：盐酸、硝酸、硫酸、草酸、醋酸等（优级纯或 测定铅的报道.本文立足于在碱性条件下，对钢 分析纯). 中微量铅（铅的质量分数为0.01%0.001%）的测 1.2测定条件 定进行了实验，对基体及合金元素产生的干扰进 测定波长为283.3nm,光谱通带为0.4nm,测 行了系统研究，建立了一个简便、准确测定钢中 量方式为峰高读数，积分时间为20s,载气流量为 铅的实用方法， 180mL/min,原子化温度为900℃，载液为2g/L氢 氧化钠，酸化液为12.5gL草酸 1实验部分 1.3实验步骤 1.1仪器与试剂 分取铅标液0.15g于25mL的比色管中，加 仪器有WFX-1J原子吸收分光光度计（北京 入酒石酸钠2.50mL,铁氰化钾0.50mL,氢氧化钠 第二光学仪器厂)，WHG-102A2氢化物发生器 (40gL)2.00mL,硼氢化钾0.50mL,用水定容， 摇匀， 收稿日期200401-14李建强男，40岁，高级工程师 将氢化物发生器上的“试样”、“NaBH”、“载 *国家自然科学基金资助项目No.50372006) 液”的吸入管分别插入试液、酸化液、载液中，按

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 ， 碱性氢化物发生原子吸收法测定 钢铁 中的微量铅 李建 强 郑延 军 柴成 文 北 京 科技大 学 应用 科学 学 院 ， 北 京 摘 要 采用 碱性 氢 化 物 体系 发生 原 子 吸 收方 法 测 定 了钢 铁 中的微 量 铅 选 择 铁氰化钾一 酒 石 酸钠 为氢 化 物发 生 的氧 化 剂和 配位剂 ， 还 原 剂硼 氢 化 钾 的质 量 浓度 为 叭 ， 测 定 液 中氢氧 化 钠 的质 量 浓度 为 ， 用 几 的草 酸酸化 ， 方 法特征 浓度 为 ， 检 出 限为 此体 系 允 许 测 定液 中含铁 、 钻 、 镍 的量 为 ， ， ， 可 以满 足 直 接 测 定钢 铁 中 的微 量 铅 的 需要 通 过 对 含铅 质 量 分 数 的样 品测 定 实验 ， 得到 了满 意 的结果 关键 词 铅 碱 性氢 化 物 发 生 原 子 吸 收 分 类号 铅 是 钢 中有 害 元 素 之 一 ， 其 不 能 与铁 生成 固 溶 体 ， 易偏 析 对 钢 的性 能 影 响很 大 ， 需 准 确 测 定 测 定钢 中痕 量 铅 有 光 度 法 如 国标 一 ‘，，、 电化 学法 等 ， 但 均 需分 离基 体 采 用 仪 器 分 析 方法 如 等 离 子 体 发射 光 谱 、 石 墨炉 原 子 吸 收 法 等 可 不 分 离基 体 ， 但 设 备 昂贵 氢 化 物 酸 性 发 生 原子 吸 收测 定铅 灵敏度 高 ， 但 钢 铁 样 品基 体 干 扰 严 重 ， 且 氢 化 物法 测 定 时需有 特殊 的氧 化 剂 存 在及 对 酸度 要 求 严 格 ， 使 测 定 有 一 定 困难 碱 性 氢 化 物 发 生 法 是近 年提 出 的氢 化 物 分 析 方 法 ， 认 为其 干 扰 较 少 ， 但 仅 有 少 量 报 道 【洲 ， 且 无 应 用 测 定 铅 的报 道 本 文 立 足 于 在 碱 性 条 件 下 ， 对 钢 中微 量 铅 铅 的质 量 分 数 为 一 的测 定进 行 了实验 ， 对 基 体 及 合 金 元 素产 生 的干 扰 进 行 了系 统 研 究 ， 建 立 了一 个 简便 、 准 确 测 定钢 中 铅 的实用 方 法 实验 部 分 仪 器 与试 剂 仪 器 有 ， 一 原 子 吸 收 分 光 光度 计 北 京 第 二 光 学 仪 器 厂 ， 一 氢 化 物 发 生 器 收稿 日期 一 李 建 强 男 ， 岁 ， 高级 工 程 师 国 家 自然 科学 基 金 资 助 项 目 认 北 京 翰 时 科 学 制 作 所 ， 空 心 阴极 灯 铅 标 准 溶 液 称 取 高 纯 金 属 铅 于 小烧杯 中 ， 加 入 硝酸 ， 加 热 溶解 完 全 ， 冷 后 用 水 将 其 转移 到 容量 瓶 中 ， 用 水 定容 ， 摇 匀 此 储 备液含铅 ， 用 时 将 其 逐 级稀 释 到 林留 几 硼 氢 化 钾 礼 含 留 氢 氧 化钠 困 铁储 备 液 ， 用 高纯 铁 太 钢 产 配 制 几 铁 氰 化 钾 凡 几 酒 石 酸钠 其 他 干 扰 离子 储 备液 及 干扰 抑 制 剂 盐 酸 、 硝 酸 、 硫 酸 、 草 酸 、 醋 酸 等 优 级 纯 或 分 析 纯 测 定 条件 测 定 波 长 为 ， 光 谱通 带 为 ， 测 量 方 式 为峰 高读 数 ，积 分 时 间为 ， 载气 流 量 为 ， 原 子 化温度 为 ℃ ， 载液 为 叭氢 氧 化 钠 ， 酸 化 液 为 草 酸 实验 步骤 ’ 分 取 铅 标 液 林 于 的 比色 管 中 ， 加 入 酒 石 酸钠 ， 铁 氰 化 钾 ， 氢 氧 化钠 几 ， 硼 氢化 钾 ， 用 水 定容 ， 摇 匀 将 氢 化 物 发 生 器 上 的 “ 试 样 ” 、 ‘， 玩 ” 、 “ 载 液 ” 的吸 入 管 分 别插 入 试 液 、 酸 化 液 、 载 液 中 ， 按 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．06．036

Vol.26 No.6 李建强等：碱性氢化物发生原子吸收法测定锅铁中的微量铅 ·609。 下启动开关，进行测定，用峰高读数. 0.4 1.4试样分析 0.3 准确称取试样0.2-0.5g,于100mL钢铁容量 0.2 瓶中，加入1：1优级纯盐酸5mL,加热溶解（若铬 0.1 质量分数高于5%，需赶铬)，煮沸5mi.取下，冷 0 5 10 15 20 后用水定容，摇匀.分取试液2~5mL于25mL比 酸的体积分数% 色管中，其他操作同实验步骤. 图1酸的种类和浓度的影响.1一盐酸，2一硝酸，3一草 酸，4一醋酸 2结果与讨论 Fig.1 Effect of the acids and their concentration 2.1碱性氢化物发生体系的选择 选草酸的质量浓度为12.5g/L. 铅的氢化物发生反应需要有氧化剂和配位 23硼氢化钾的质量浓度的影响 剂存在，目前所用的氧化剂主要有过氧化氢、重 加入硼氢化钾012gL对铅的吸光度的影响 铬酸钾、过硫酸铵、铁氰化钾、铈()等5，其中以 为：当硼氢化钾的质量浓度为0-0.6gL时，随着 铁氰化钾的灵敏度最高 加入硼氢化钾的质量浓度的增加，吸光度急刷增 本文在碱性环境下对过氧化氢、重铬酸钾、 加，达1gL,吸光度最大：之后随着硼氢化钾的质 过硫酸铵、铁氰化钾为氧化剂体系进行了系统研 量浓度的增加，吸光度略有降低，且随着硼氢化 究.结果表明：铁氰化钾体系灵敏度最高，重铬酸 钾的质量浓度的增加，吸光度的重现性变差，故 钾、过氧化氢次之，过硫酸铵体系的灵敏度最差， 选取加入硼氢化钾的质量浓度为】gL. 其中铁氰化钾体系的灵敏度较重铬酸钾体系的 2.4氢氧化钠的质量浓度的影响 灵敏度高约一个数量级，同时铁氰化钾体系不需 由酸度对铅的吸光度的影响可见，测定铅允 要有配位剂存在，故选择铁氰化钾体系， 许的酸度范围很窄，试样溶液中氢氧化钠浓度的 分别将铁氰化钾加在试液和酸化液中，结果 影响也会较显著，实验测定液中加入氢氧化钠的 表明加在酸化液中时可以避免其与干扰元素和 质量浓度为0.32~9.6gL(小于0.32gL时测定液 干扰抑制剂及还原剂（硼氢化钾）之间的反应，但 直接与硼氢化钾反应，无法测定)的影响.结果表 其氧化能力受到与试液接触时间及混匀程度的 明：随着氢氧化钠的质量浓度的增加，铅的吸光 影响，使得测定数据稳定性较差，灵敏度略低，对 度开始随着增加，在3.2gL时有最大吸收值，之 测定不利.加在试液中时，氧化作用较彻底，由于 后随着氢氧化钠的质量浓度的增加吸光度急剧 其具有氧化性，与某些干扰抑制剂会发生反应 下降，3.24.0gL之间吸光度最大且变化较小，同 (如与柠檬酸铵或草酸盐就产生剧烈的氧化还原 时考虑到实际试样分析时，试样溶液也会有一定 反应)，使所用干扰抑制剂的种类受到限制.但该 的酸度，故选择氢氧化钠的质量浓度为3.6gL, 体系稳定性好，灵敏度高，故选铁氰化钾加在试 2.5铁氰化钾的质量浓度的彩响 液中， 在上述选定的条件下测定了加入的氧化剂 2.2酸的种类和质量浓度的选择 铁氰化钾的质量浓度对铅的吸光度的影响.结果 对不同质量浓度的盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、 表明：随着加入铁氰化钾量的增加吸光度显著增 草酸、醋酸、高氯酸等为酸化体系进行实验，结果 加，当加入的铁氰化钾的质量浓度大于2gL时， 见图1.磷酸、高氯酸体系的影响同其他酸，图中 对铅的吸光度没有明显的影响：但随着铁氰化钾 未列出 的质量浓度的增加，测定的重现性变差.故选样 由图1可见，所有的酸均可以使铅烷产生，且 加入铁氰化钾的质量浓度为2gL. 最高灵敏度相差不大，均在约1%（体积分数）时有 2.6干扰与消除 最大吸收，且酸的质量浓度对吸光度影响非常显 测定钢铁中的铅，干扰主要是基体元素铁和 著，考虑到草酸与铁有配位作用，选择草酸酸化. 合金元素， 草酸的质量浓度对铅的吸光度的影响见图1 (1)铁的干扰. 中曲线3.由图可见，草酸质量浓度为7.5-20gL 本文主要研究碱性条件下的氢化物发生体 之间变化较小，在7.5~15gL之间吸光度最高，故 系，则试液在测定时是碱性的，由铁及其他合金

心 李建 强 等 碱 性 氢 化物 发 生 原 子 吸 收 法 测 定钢 铁 中 的微 量 铅 一 侧报督 下 启 动 开 关 ， 进 行 测 定 ， 用 峰 高读 数 试 样 分 析 准 确 称 取 试 样 一 ， 于 钢 铁 容 量 瓶 中 ， 加 入 优 级 纯 盐 酸 ， 加 热 溶解 若 铬 质量 分 数 高 于 ， 需 赶铬 ， 煮沸 、 取 下 ， 冷 后 用 水 定 容 ， 摇 匀 分 取 试 液 一 于 比 色 管 中 ， 其 他 操 作 同实验 步 骤 结 果 与讨 论 碱 性 氢 化物 发 生 体 系 的选 择 铅 的氢 化 物 发 生 反应 需 要 有 氧 化 剂 和 配 位 剂 存 在 ， 目前 所 用 的氧 化 剂 主 要 有 过 氧 化 氢 、 重 铬 酸钾 、 过硫 酸馁 、 铁氰 化 钾 、 饰 等 ‘ ， 其 中 以 铁 氰 化 钾 的灵 敏 度 最 高 本 文 在碱 性环 境 下 对 过 氧 化 氢 、 重 铬 酸钾 、 过硫 酸按 、 铁 氰 化 钾 为氧化 剂体 系进 行 了系统研 究 结果表 明 铁 氰 化 钾体 系 灵 敏度最 高 ， 重 铬 酸 钾 、 过氧 化氢 次之 ， 过硫 酸按体 系 的灵 敏度 最 差 ， 其 中铁 氰 化 钾 体 系 的灵 敏 度 较 重 铬 酸 钾 体 系 的 灵敏度 高约 一 个 数 量 级 ， 同时铁 氰 化钾 体 系不 需 要 有 配位 剂 存 在 ， 故选 择 铁 氰 化 钾 体 系 分 别将 铁 氰 化 钾 加在 试 液 和 酸化 液 中 ， 结果 表 明加 在 酸 化 液 中 时可 以避 免其 与 干 扰 元 素 和 干 扰 抑 制 剂 及 还 原 剂 硼 氢 化 钾 之 间 的反应 ， 但 其 氧 化 能 力 受 到 与试 液接 触 时 间及 混 匀 程 度 的 影 响 ， 使得测 定数 据 稳 定性较 差 ， 灵敏度 略低 ， 对 测 定不 利 加在试 液 中时 ， 氧 化 作用 较彻底 ， 由于 其 具 有 氧 化 性 ， 与 某 些 干 扰 抑 制 剂 会 发 生 反 应 如 与柠檬 酸馁 或 草 酸 盐 就产 生 剧 烈 的氧 化 还 原 反应 ， 使所 用 干 扰 抑 制 剂 的种 类 受 到 限制 但 该 体 系稳 定性 好 ， 灵敏 度 高 ， 故选 铁 氰 化 钾 加在 试 液 中 酸 的种 类和 质 量 浓度 的选择 对 不 同质 量 浓 度 的盐 酸 、 硝 酸 、 硫 酸 、 磷 酸 、 草酸 、 醋 酸 、 高氯酸等 为酸化 体 系进 行 实验 ， 结果 见 图 磷 酸 、 高氯 酸 体 系 的影 响 同其 他 酸 ， 图中 未列 出 由图 可 见 ， 所 有 的酸均 可 以使铅烷产 生 ， 且 最 高灵敏度相差 不 大 ， 均在 约 体积 分 数 时有 最 大 吸 收 ， 且 酸 的质量 浓 度对 吸 光度 影 响非 常显 著 ， 考 虑 到草酸 与铁 有配位 作用 ， 选择 草 酸酸 化 草酸 的质 量浓 度 对 铅 的吸 光度 的影 响见 图 中 曲线 由 图可 见 ， 草 酸 质量 浓 度 为 一 之 间变 化较 小 ， 在 一 巧 留 之 间吸 光 度 最 高 ， 故 酸 的 体积 分 数 图 酸 的种 类和 浓 度 的 影响 一盐 酸 ， 一硝 酸 ， 一草 酸 ， 一 醋 酸 选 草 酸 的质 量 浓 度 为 硼 氢 化钾 的质 量 浓 度 的影 响 加 入 硼 氢 化钾 一 几 对 铅 的吸 光度 的影 响 为 当硼 氢 化 钾 的质 量 浓 度 为 一 时 ， 随着 加 入硼 氢 化钾 的质量浓 度 的增 加 ， 吸 光 度 急剧增 加 ， 达 几 ， 吸光度 最 大 之后 随着 硼 氢化 钾 的质 量 浓 度 的增 加 ， 吸 光度 略 有 降低 ， 且 随着硼 氢 化 钾 的质 量 浓 度 的增 加 ， 吸 光度 的重 现 性 变 差 故 选 取 加 入硼 氢 化 钾 的质 量 浓 度 为 几 氢 氧 化 钠 的质 量 浓度 的影 响 由酸度 对 铅 的吸 光度 的影 响 可 见 ， 测 定铅 允 许 的酸度 范 围很 窄 ， 试 样 溶 液 中氢氧 化钠 浓度 的 影 响也 会 较 显 著 ， 实验 测 定液 中加 入 氢 氧 化钠 的 质 量 浓 度 为 犯一 几 小 于 几 时 测 定液 直 接 与硼 氢 化 钾 反应 ， 无 法 测 定 的影 响 结 果 表 明 随着 氢 氧 化 钠 的质 量 浓 度 的增 加 ， 铅 的吸 光 度 开 始 随着 增 加 ， 在 时有 最 大 吸 收值 ， 之 后 随着 氢 氧 化 钠 的质 量 浓 度 的增 加 吸 光度 急 剧 下 降 ， 一 留 之 间吸 光度 最 大 且 变 化较 小 ， 同 时考 虑 到实 际试 样 分 析 时 ， 试 样 溶 液 也 会有 一 定 的酸度 ， 故选 择 氢 氧 化钠 的质 量 浓 度 为 留 铁 氰 化钾 的质 量 浓度 的影 响 在 上 述 选 定 的条 件 下 测 定 了加 入 的氧 化 剂 铁氰 化 钾 的质 量 浓 度 对 铅 的吸 光度 的影 响 结果 表 明 随着 加 入 铁 氰化钾 量 的增 加 吸 光度 显 著增 加 ， 当加 入 的铁 氰 化 钾 的质 量 浓 度 大 于 岁 时 ， 对 铅 的吸 光度 没 有 明显 的影 响 但 随着铁 氰 化 钾 的质 量 浓 度 的增 加 ， 测 定 的重现 性 变 差 故选择 加 入 铁 氰 化 钾 的质 量 浓 度 为 几 干 扰 与消 除 测 定 钢 铁 中的铅 ， 干扰 主 要 是 基 体 元 素铁 和 合 金 元 素 铁 的干 扰 本 文 主 要 研 究 碱 性 条 件 下 的氢 化 物 发 生 体 系 ， 则试 液 在 测 定 时 是碱 性 的 ， 由铁 及 其 他 合 金

·610* 北京科技大学学报 2004年第6期 元素的化学性质知，其在碱性介质中必然产生沉 20mgFe时，测定加入酒石酸钠250gL的量的影 淀，而铁等元素的氢氧化物沉淀又是铅的良好的 响，结果见图3. 共沉淀剂，当这些元素在碱性介质中发生沉淀反 由图3可见，随着体系中酒石酸钠的质量浓 应时，必然造成待测元素铅的损失（对于微量的 度的增加，铅的吸光度也逐步增加，当酒石酸钠 铅，可能损失绝大部分)，因此必须防止铁等元素 浓度为20-30gL时，吸光度基本恒定，则选择干 发生沉淀.同时大量的铁与铁氰化钾共存，由于 扰抑制剂浓度为25gL. 其中必然有二价铁存在，造成在发生氢化物之前 0.3 就生成沉淀（普鲁士兰），使铅的吸光度显著下降 或被完全抑制. 0.2 基于以上原因，在碱性体系中用氢化物方法 测定铅，必须加入配位剂以防止基体元素发生沉 0.1 淀：通过测试常用的配位剂EDTA、EGTA、NTA、 乙酸盐、草酸盐、磷酸盐、磺基水杨酸、脲、柠檬酸 1020 3040 50 盐、酒石酸盐、8-羟基喹啉和三乙醇胺等，表明 酒石酸钠的质量浓度(gL) 只有EDTA、酒石酸钠和三乙醇胺可以抑制铁的 图3酒石酸钠用量的影响 沉淀发生，故主要实验此三种试剂对铁的干扰消 Fig.3 Effect of the amount of sodium tartaric 除情况. (2)铁干扰的消除 (3)其他合金元素的干扰.在6 ng/mL Pb和25 干扰抑制剂的选择，由上述实验知只有 gL干扰抑制剂存在下，25mL测定液中其他干扰 EDTA,酒石酸钠和三乙醇胺可以抑制铁的沉淀 离子的量不小于下列值(mg):Ca,Mg,Mn,Zn 发生，对此三种试剂的消除干扰的效果进行试 (7.0):Co,Ni,V3.0:Mo,W1.0:Cr(I)0.4):Cr 验，结果为：加入EDTA严重抑制铅的信号m,不 (I)0.05);A1(0.2:Cu(0.02):Bi(0.1):Sb,Sn(0.01)片： 予考虑；加入酒石酸钠和三乙醇胺对铁的干扰的 Ti(0.05):Si02(≥1.0). 抑制效果见图2.由图2可见，加入三乙醇胺(33% 由上述结果可见，钢铁中的基体和一般的合 三乙醇胺1.0mL)后，铅的吸光度下降（铁加入量 金元素均不干扰铅的测定，故采用碱性氢化物发 为零)，即三乙醇胺对铅的信号有抑制作用，并随 生原子吸收光谱法可以不分离基体而直接测定 着铁含量增加，干扰也增加（吸光度下降）.加入 钢铁中的铅. 酒石酸钠25gL对铁的干扰抑制作用见图2曲 将本实验结果与文献[6的结果比较，表明在 线1，表明用酒石酸钠作干扰抑制剂，可以抑制小 碱性条件下发生氢化物测定铅，在有防止金属离 于30mg的铁量，完全可以满足测定钢铁中微量 子沉淀的配位剂存在下，干扰离子允许量，特别 铅的需要 是对氢化物发生有严重干扰的Fe,Co,Ni等元素 干扰抑制剂的用量.对于6ng/mLPb和共存 的干扰允许量都有明显的提高，如Fe,Co,Ni的 允许量较文献[6]提高了24,12,24倍. 0.4 ■- 2.7特征浓度和检测限 0.3 由铅的测定可知，当铅的含量为6ng/mL时 0.24 吸光度为0.357，则铅的特征浓度(1%吸收)为： S=0.073ng/mL. 0.1 对2 ng/mL Pb进行10次测定，得： 0 A=0.101,SD=0.0040,RSD=4.0%. 0 10 20 30 40 则检测限为：DL=0.20ng/mL 铁的质量/mg 图2铁干扰消除.1一加入酒石酸钠25gL,2-一加入三 2.8试样分析 乙醇胺1.33%.溶液25mL (1)标准曲线：随同试样一起溶解高纯铁1 Fig.2 Elimination of Fe interference.1-add 25 g/L so- 份，按试样分析方法进行处理，分取与试样同样 dium tartaric,2-add 1.33%TEA.25 mL solution 量试液于6个25mL比色管中，依次加入铅标准

心 李建 强 等 碱 性 氢 化物 发 生 原 子 吸 收 法 测 定钢 铁 中 的微 量 铅 一 侧报督 下 启 动 开 关 ， 进 行 测 定 ， 用 峰 高读 数 试 样 分 析 准 确 称 取 试 样 一 ， 于 钢 铁 容 量 瓶 中 ， 加 入 优 级 纯 盐 酸 ， 加 热 溶解 若 铬 质量 分 数 高 于 ， 需 赶铬 ， 煮沸 、 取 下 ， 冷 后 用 水 定 容 ， 摇 匀 分 取 试 液 一 于 比 色 管 中 ， 其 他 操 作 同实验 步 骤 结 果 与讨 论 碱 性 氢 化物 发 生 体 系 的选 择 铅 的氢 化 物 发 生 反应 需 要 有 氧 化 剂 和 配 位 剂 存 在 ， 目前 所 用 的氧 化 剂 主 要 有 过 氧 化 氢 、 重 铬 酸钾 、 过硫 酸馁 、 铁氰 化 钾 、 饰 等 ‘ ， 其 中 以 铁 氰 化 钾 的灵 敏 度 最 高 本 文 在碱 性环 境 下 对 过 氧 化 氢 、 重 铬 酸钾 、 过硫 酸按 、 铁 氰 化 钾 为氧化 剂体 系进 行 了系统研 究 结果表 明 铁 氰 化 钾体 系 灵 敏度最 高 ， 重 铬 酸 钾 、 过氧 化氢 次之 ， 过硫 酸按体 系 的灵 敏度 最 差 ， 其 中铁 氰 化 钾 体 系 的灵 敏 度 较 重 铬 酸 钾 体 系 的 灵敏度 高约 一 个 数 量 级 ， 同时铁 氰 化钾 体 系不 需 要 有 配位 剂 存 在 ， 故选 择 铁 氰 化 钾 体 系 分 别将 铁 氰 化 钾 加在 试 液 和 酸化 液 中 ， 结果 表 明加 在 酸 化 液 中 时可 以避 免其 与 干 扰 元 素 和 干 扰 抑 制 剂 及 还 原 剂 硼 氢 化 钾 之 间 的反应 ， 但 其 氧 化 能 力 受 到 与试 液接 触 时 间及 混 匀 程 度 的 影 响 ， 使得测 定数 据 稳 定性较 差 ， 灵敏度 略低 ， 对 测 定不 利 加在试 液 中时 ， 氧 化 作用 较彻底 ， 由于 其 具 有 氧 化 性 ， 与 某 些 干 扰 抑 制 剂 会 发 生 反 应 如 与柠檬 酸馁 或 草 酸 盐 就产 生 剧 烈 的氧 化 还 原 反应 ， 使所 用 干 扰 抑 制 剂 的种 类 受 到 限制 但 该 体 系稳 定性 好 ， 灵敏 度 高 ， 故选 铁 氰 化 钾 加在 试 液 中 酸 的种 类和 质 量 浓度 的选择 对 不 同质 量 浓 度 的盐 酸 、 硝 酸 、 硫 酸 、 磷 酸 、 草酸 、 醋 酸 、 高氯酸等 为酸化 体 系进 行 实验 ， 结果 见 图 磷 酸 、 高氯 酸 体 系 的影 响 同其 他 酸 ， 图中 未列 出 由图 可 见 ， 所 有 的酸均 可 以使铅烷产 生 ， 且 最 高灵敏度相差 不 大 ， 均在 约 体积 分 数 时有 最 大 吸 收 ， 且 酸 的质量 浓 度对 吸 光度 影 响非 常显 著 ， 考 虑 到草酸 与铁 有配位 作用 ， 选择 草 酸酸 化 草酸 的质 量浓 度 对 铅 的吸 光度 的影 响见 图 中 曲线 由 图可 见 ， 草 酸 质量 浓 度 为 一 之 间变 化较 小 ， 在 一 巧 留 之 间吸 光 度 最 高 ， 故 酸 的 体积 分 数 图 酸 的种 类和 浓 度 的 影响 一盐 酸 ， 一硝 酸 ， 一草 酸 ， 一 醋 酸 选 草 酸 的质 量 浓 度 为 硼 氢 化钾 的质 量 浓 度 的影 响 加 入 硼 氢 化钾 一 几 对 铅 的吸 光度 的影 响 为 当硼 氢 化 钾 的质 量 浓 度 为 一 时 ， 随着 加 入硼 氢 化钾 的质量浓 度 的增 加 ， 吸 光 度 急剧增 加 ， 达 几 ， 吸光度 最 大 之后 随着 硼 氢化 钾 的质 量 浓 度 的增 加 ， 吸 光度 略 有 降低 ， 且 随着硼 氢 化 钾 的质 量 浓 度 的增 加 ， 吸 光度 的重 现 性 变 差 故 选 取 加 入硼 氢 化 钾 的质 量 浓 度 为 几 氢 氧 化 钠 的质 量 浓度 的影 响 由酸度 对 铅 的吸 光度 的影 响 可 见 ， 测 定铅 允 许 的酸度 范 围很 窄 ， 试 样 溶 液 中氢氧 化钠 浓度 的 影 响也 会 较 显 著 ， 实验 测 定液 中加 入 氢 氧 化钠 的 质 量 浓 度 为 犯一 几 小 于 几 时 测 定液 直 接 与硼 氢 化 钾 反应 ， 无 法 测 定 的影 响 结 果 表 明 随着 氢 氧 化 钠 的质 量 浓 度 的增 加 ， 铅 的吸 光 度 开 始 随着 增 加 ， 在 时有 最 大 吸 收值 ， 之 后 随着 氢 氧 化 钠 的质 量 浓 度 的增 加 吸 光度 急 剧 下 降 ， 一 留 之 间吸 光度 最 大 且 变 化较 小 ， 同 时考 虑 到实 际试 样 分 析 时 ， 试 样 溶 液 也 会有 一 定 的酸度 ， 故选 择 氢 氧 化钠 的质 量 浓 度 为 留 铁 氰 化钾 的质 量 浓度 的影 响 在 上 述 选 定 的条 件 下 测 定 了加 入 的氧 化 剂 铁氰 化 钾 的质 量 浓 度 对 铅 的吸 光度 的影 响 结果 表 明 随着 加 入 铁 氰化钾 量 的增 加 吸 光度 显 著增 加 ， 当加 入 的铁 氰 化 钾 的质 量 浓 度 大 于 岁 时 ， 对 铅 的吸 光度 没 有 明显 的影 响 但 随着铁 氰 化 钾 的质 量 浓 度 的增 加 ， 测 定 的重现 性 变 差 故选择 加 入 铁 氰 化 钾 的质 量 浓 度 为 几 干 扰 与消 除 测 定 钢 铁 中的铅 ， 干扰 主 要 是 基 体 元 素铁 和 合 金 元 素 铁 的干 扰 本 文 主 要 研 究 碱 性 条 件 下 的氢 化 物 发 生 体 系 ， 则试 液 在 测 定 时 是碱 性 的 ， 由铁 及 其 他 合 金

Vol.26 No.6 李建强等：碱性氢化物发生原子吸收法测定钢铁中的微量铅 ·611◆ 0.000,0.025,0.050,0.075,0.100,0.150g,其他操作 (2)试样分析.试样为0.2高纯铁+4.0gPb,试 同实验步骤，绘出铅的标准曲线. 样处理见1.4并按13进行测定，结果见表1，其 铅的质量浓度为0-6ngmL范围内呈线性关 标准值为0.0020%，平均值为0.00200%，RSD为 系，并曲线过原点：在线性范围内回归系数为 5.8%.可见，采用碱性氢化物发生原子吸收法测 0.998. 定钢铁中的铅含量，方法简便可靠，结果满意. 表】试样分析结果 Table I Analytical results of the sample 号 2 4 6 7 8 1011 12 0.001790.001980.001880.001960.002140.001990.001940.001960.002030.001990.002220.00211 3结论 nation of selenium in copper and nickl materials [J].J Anal Atom Spectrom,1991,6:389 以铁氯化钾为氧化剂，采用碱性介质发生铅 3李建强，吴水明，黄飞雪.碱性氢化物发生一火焰 的氢化物，并用原子吸收方法测定，有效克服了 原子吸收光谱法测定锡[J】.分析试验宝，1998,17 用氢化物原子吸收法测定钢铁中铅时基体铁及 (5):57 其他合金元素对测定的干扰，可以直接测定钢铁 4邹艳，杨梵原，陈治江，等.铅烷发生的酸性模式与 碱性模式的对比研究复口学报（自然科学版）， 中微量铅，方法简便快速，结果满意. 2001,40(4):360 参·考文献 5陈恒武，戚文彬.氢化物发生法测定铅的进展光 谱学与光谱分析，1994,14(2)：113 1GB223.29-84载体沉淀一二甲酚橙光度法测定铅 6区红，何华焜.氢化物发生/原子吸收分光光度法测 [S.黑色冶金工业标准汇编一钢铁及合金化学分 定食盐中铅[J).分析试验室，2002,21(4)：96 析方法，北京：中国标准出版社，1993 7邹艳、陈治江，金宫霞，等、有机酸在重铬酸钾铅烷 2 Wickstrom T,Lund W,Bye R.Hydride generation atomic 发生体系中的作用U.分析化学，1999,276)：653 absorption spectrometry from alkaline solutions:determi- Pb Determination in Iron and Steel Utilizing Hydride Generation from Alkaline Solution by Atomic Absorption Spectrometry LI Jiangiang,ZHENG Yanjun,CHAI Chengwen Applied Sciences School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT The hydride generation of Pb from alkaline solution by atomic absorption spectrometry was studied. The K,Fe(CN).and sodium tartaric were used as oxidant and coordinate agent,and the mass concentrations of NaOH and KBH,in the test solution were 3.6 g/L and 1 g/L respectively.The test solution was acidified with 12.5 g/L oxalic acid to generate the hydride of Pb.The sensitivity and detection limit were 0.073 ng/mL and 0.20 ng/ mL,respectively.The allowable values of Fe,Co,Ni in the test solution of 25 mL were 30,3,3 mg with this system, and it was enough to determine Pb in iron and steel without seperation of the matrix.The method was experimen- tally used to determine Pb in iron and steel with a satisfactory result. KEY WORDS Pb;hydride generation from alkaline solution;atomic absorption spectrometry

心 李 建 强 等 碱 性 氢 化 物 发 生 原 子 吸 收 法 测 定钢 铁 中 的 微 量铅 ， ， ， ， ， 陀 ， 其他 操 作 同实验 步 骤 ， 绘 出铅 的标 准 曲线 铅 的质 量浓 度 为 于 范 围 内呈 线 性 关 系 ， 并 曲线 过 原 点 在 线 性 范 围 内回 归 系 数 为 试样 分析 试样 为 高纯 铁 十 林 ， 试 样 处 理 见 ‘ 并按 进 行 测 定 ， 结 果 见 表 ， 其 标 准 值 为 ， 平 均 值 为 ， 为 可 见 ， 采 用 碱 性 氢 化 物 发 生 原 子 吸 收 法 测 定 钢 铁 中 的铅 含 量 ， 方 法 简便 可 靠 ， 结 果满 意 表 试 样 分 析 结 果 代 刀 刀 ， 结 论 以铁 氰 化钾 为氧 化 剂 ， 采 用 碱 性 介质 发 生 铅 的氢 化 物 ， 并用 原 子 吸 收方法 测 定 ， 有 效 克服 了 用 氢 化 物 原 子 吸 收 法 测 定钢 铁 中铅 时基 体 铁 及 其他 合 金 元 素对 测 定 的干扰 ， 可 以直接 测 定钢 铁 中微 量 铅 ， 方法 简便 快 速 ， 结 果满 意 参 考 文 献 一 载 体沉 淀 一 二 甲酚 橙 光 度 法 测 定 铅 黑 色 冶金 工 业 标 准 汇 编－ 钢 铁及 合 金 化 学 分 析 方法 北 京 中 国标准 出版 社 ， ， ， 」 ， ， 李建 强 ， 吴 永 明 ，黄 飞 雪 碱 性 氢 化 物 发 生 － 火 焰 原 子 吸 收 光 谱 法 测 定锡 分 析试 验 室 ， ， 邹 艳 ， 杨 芫 原 ， 陈 治 打 一 ， 等 铅 烷 发 生 的 酸 性 模 式 与 碱 性 模式 的对 比 研 究 复 旦 学报 自然 科 学 版 ， ， 陈恒 武 ， 戚 文彬 氢化 物 发 生 法 测 定错 的进 展 口 光 谱 学 与光 谱 分析 ， ， 一 区 红 ， 何 华炼 氢 化 物 发生 原 子吸 收分 光 光 度 法 测 定 食 盐 中铅 分 析试 验 室 ， ， 一 邹 艳 ， 陈 治 江 ， 金 富霞 ， 等 ， 有机 酸 在 重 铬 酸 钾 铅 烷 发生 体系 中 的作用 分析化 学 ， ， ， 妊 ， 月叨 刀 夕 ， ， ， · 凡 。 如 ， 凡 几 几 留 ， ， ， ， ， ， 勿面