原子吸收光谱法和ICP―AES测定矿物中铷的比较探索

　　摘 要：铷在矿物中是一种稀有的碱性元素，它在矿物中的含量微小，对于这种微量元素的含量测定，对测定方法的精密度和准确性要求很高。本文分别从检出限，测量范围，精密度，准确度以及回收率对原子吸收光谱法和ICP-AES两种方法测定矿物中铷的含量进行了比较探索，结果证明，原子吸收光谱法测定矿物中的铷时其检出限相对更低，但是测量的线性范围更窄。两者测量的准确度和精密度都能符合要求，但是随着样品浓度的增高，原子吸收光谱法的精确度和准确度会相对下降。 
　　原子吸收光谱法主要用于痕量元素的测定分析，其灵敏度高，选择性好，但是测定范围较窄，而且样品处理较复杂，需排除各种杂质的干扰，在铷的测定中，需要加入硫酸钾消除电离的干扰后才可测定。两种方法的优缺点不同，因此用于测定矿物中的铷时也会有不同的效果。以下进行比较。 
　　一、实验仪器，试剂以及实验条件 
　　（一）主要的实验仪器 
　　梅特勒AE240型电子天平，AA-7003型火焰/石墨炉原子吸收分光光度计（北京华锐新仪科技有限公司），Optima7000全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪（珀金埃尔默仪器（上海）有限公司），ECH-Ⅱ型微机控温加热板（上海新仪微波化学科技有限公司），聚四氟乙烯坩埚。另外，为了消除其他重金属微量元素的干扰，所有实验的玻璃器材及坩埚都要用2%的优级纯硝酸提前浸泡两小时。 
　　（二）主要实验试剂 
　　氢氟酸（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；盐酸（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；硝酸（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；硫酸（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；铷标准储备液（1000ug/ml）；铷中间液（100ug/ml）；硫酸钾溶液（20g/L）；双蒸水。 
　　（三）实验的最佳条件 
　　两种方法中铷的测量波长为780nm，根据仪器情况和铷的测定条件设定最佳测量条件。其中原子吸收光谱法的测量最佳条件为：灯电流为4mA，狭缝宽度为0.3nm，燃烧器的高度为8.0mm，空气流量为3.0L/min，乙炔流量为1.0L/min。 
　　ICP-AES测定的最佳条件为：高频发生功率：1.0kW，观测高度：10mm，冷却器流量12.0L/min，载气流量：0.6L/min，辅助器流量：1.0L/min。具体情况可以根据实验中需要调至最佳状态。 
　　二、实验步骤 
　　提前准备好实验所用器具，按照有关实验标准配备好实验中用到的试剂。 
　　（一）样品处理 
　　在电子天平上准确称取两份约0.2g的样品，置于聚四氟乙烯坩埚中，先向两份样品中各加入15ml的混酸（氢氟酸：盐酸：硝酸-3：3：1），再于另外两个空坩埚中加入相等量的混酸作为两者的空白样品，然后放在加热板上于150℃加热分解至白烟散去，取下放冷，在用AAS法测定的样品中加入4ml的50%的硫酸，在用ICP-AES测定的样品中加入4ml50%的盐酸，在两者的空白样品中各加入对应的试剂，在加热板上继续加热至盐溶解完全，取下冷却，用双蒸水定容于25ml容量瓶中，待测。另外，在用AAS法测定的样品和空白样中均加入2.5ml的硫酸钾溶液。 
　　（二）检出限，测量范围，精密度，准确度，回收率的测定方法 
　　1.检出限检测 
　　将两种方法的空白样品各在仪器上进样7次，计算测定结果，将测得结果的相对标准偏差的3倍数值作为两种方法的最小检出限。 
　　2.测量范围 
　　以仪器使用方法指导中对各重金属的测定条件及进样浓度为指导，分别配置两组不同浓度的标准溶液。 
　　第一组： 
　　0.00ug/ml，2.00ug/ml，4.00ug/ml，6.00ug/ml，8.00ug/ml，10.001ug/ml， 
　　12.00ug/ml，16.00ug/ml，20ug/ml 
　　第二组： 
　　0.00mg/ml，10.00mg/ml，50.00mg/ml，100.00mg/ml，150.00mg/ml， 
　　200.00mg/ml，250.00mg/ml，300.00mg/ml 
　　将第一组溶液用第一种方法进样，将第二组溶液用第二种方法进样，做出标准曲线，比较实际值和理论值，以及标准曲线的相关系数。 
　　3.精密度 
　　将6.00ug/ml的标准溶液分别用两种方法进样，各进样六次，测得实验结果以及RSD值。比较两种方法的精密度。 
　　4.准确率 
　　分别称取国家标准样品GSD-5、GBW07154各七份，按照两种测量方法对标准物质进行平行测定，比较测定的结果以及相对标准偏差。 
　　加标回收率 
　　称取两份一定量的国家标准样品GSD-5并配制成浓度为5.02ug/ml的本底溶液，在本底溶液定容前各加入一定量的铷标准溶液，使定容后的加标量浓度各为2.00ug/ml，4.00ug/ml。用两种方法分别进样，平行测定5次，计算平均值，比较回收率。 
　　三、测定结果比较 
　　（一）检测限比较 
　　经过实验测定，AAS的最小检测限为0.009ug/ml，ICP-AES的最低检测限为0.030ug/ml，可以看出，AAS的检测限要远远小于ICP-AES的检测限。 
　　（二）测定范围比较 
　　从实验数据可以分析出，AAS的最佳测定范围为0.00～12.00ug/ml，当超出这个范围时，标准曲线的相关系数开始降低，增大至20ug/ml时，相关系数下降到0.9990以下，测量数据无参考价值。ICP-AES的最佳测定范围经测定可以看出为0.00～150.00ug/ml，当浓度达到300ug/ml时，相关系数在0.9990～0.9999之间，结果仍有价值。 
　　（三）精密度比较 
　　从表1可以看出，两种方法的精密度都符合规定且相似。 
　　（四）样品的含量测定比较 
　　处理后的样品和样品空白分别平行进样三次，测定结果，在AAS法测得的样品含量为0.202ug/ml，ICP-AES法测得的样品含量为0.205ug/ml，两者的RSD均符合标准，可以看出，两种方法测定的结果基本相符。 
　　四、结束语 
　　通过两种方法的对比可以得知，两种方法对于测定矿石中的铷均有效。目前国内AAS法测定铷主要采用的使火焰法[3]，其优点是灵敏度高，检测限低，但是其检测范围窄，对铷含量高的样品无法测定，因此，ICP-AES是相对好的测定矿物中铷的方法，适合大批量样品的分析。