用原子吸收光譜法測定巖石中的二氧化硅

　　摘　要：在原子吸收儀器上安裝了一個簡易自制的比色皿托架，將原子吸收光譜法變成一臺紫外可見光譜法，可用原子吸收光譜法進行了硅鉬藍分光光度測定巖石中的二氧化硅，擴展了原子吸收光譜法的應用范圍。
　　1、前言
　　原子吸收光譜法是不能用于測定巖石樣品中的二氧化硅，但原子吸收光譜法和紫外可見光譜法有許多共同之處，從理論上來看，其定量分析的原理皆基于朗伯—比爾定律;從儀器構造上來看，這兩種儀器的檢測信號相同，檢測系統相似，只是光源和樣品室有所不同。能否用原子吸收光譜法代替紫外可見分光光度法進行紫外可見分光光度測定，來擴展原子吸收光譜法的應用范圍，擴展原子吸收光譜法的測定元素，作者在日立180—280原子吸收光譜儀上添置了一個自制的簡易比色皿托架，用空心陰極燈作光源，進行了二氧化硅的鉬藍分光光度測定實驗，成功的用原子吸收光譜法測定了巖石樣品中的二氧化硅。
　　2、實驗部分
　　2.1　儀器及主要工作參數
　　日立180—280原子吸收光譜儀，空心陰極燈，UV—VIS 8500光譜法。原子吸收光譜儀工作參數:狹縫1.3nm;測量方式:濃度直讀或吸光度;樣品光束;計算方式:積分5s;測量時間:5s。
　　2.2　主要試劑
　　200μg/mL二氧化硅標準溶液:稱取優級純二氧化硅0.2000g于鉑坩堝中，加入無水碳酸鈉3.5g，攪勻，于950—1000℃熔融20—30min。取出，400mL水加熱提取后移入1000mL容量瓶中，用水稀至刻度，搖勻。
　　6%鉬酸銨溶液:稱取6g分析純鉬酸銨溶于100mL熱水中，用時現配。實驗用水為蒸餾水。
　　2.3　實驗方法
　　分取0、200、400、600、800、1000μg的二氧化硅標準溶液，置于100mL容量瓶中，加水稀至約50mL。加入50%鹽酸2.5mL，搖勻，加入6%鉬酸銨溶液5mL，搖勻，放置片刻。加入50%的硫酸15mL并搖勻，立刻加入1%抗壞血酸溶液2.5mL，搖勻，冷至室溫，用水稀至刻度，搖勻。放置30min后在180—280原子吸收光譜儀上測定。
　　
　　2.4　測定方法
　　將選定的空心陰極元素燈預熱10至20min，待其光強穩定，按2.1中的儀器工作參數設置好原子吸收儀，按原子吸收光譜法測定時的方法調置選擇的測定波長，在光路中無比色皿的情況下調節增益，使光強讀數為100。用標準的空白溶液倒入1cm的比色皿中，將比色皿插入安裝在原子吸收光譜儀上的自制比色皿托架中，調儀器零點。然后用同一比色皿依次測定其他試液。
　　3、結果和討論
　　3.1　光源和測定波長的選擇
　　由于原子吸收光譜法不是使用連續光源，而是使用產生銳線光譜的空心陰極燈。因此必需選擇適當的空心陰極燈及波長才能進行所要做的紫外可見分光光度測定。4μg/mL的SiO2在UV—VIS 8500光譜法上測得的吸收光譜曲線如圖1所示。從圖1可見，大約550—850nm的波長都可用于測定，峰值為810nm，靈敏度最高，其附近波長可用于測定低含量的樣品，550—700nm靈敏度較低，可用于測定高含量的樣品。通過實驗選出了信噪比高，光強穩定的幾種空心陰極燈及其波長測定樣品時可根據實際情況選擇使用。
　　3.2　比色皿托架的制作
　　用原子吸收光譜法進行紫外及可見分光光度測定時需在光源和檢測器之間的光路中固定一個比色皿托架，以保證測定時在同一光路位置上插入盛放待測試液的比色皿。作者自制了一個簡易的比色皿托架，如圖2a所示。用一塊包裝用的硬泡沫塑料切成如圖所示尺寸的長方形，在中間正對光源入射窗口位置挖一個略小于1cm比色皿架的缺口，將一個1cm的比色皿架牢牢地嵌入缺口，再將其卡在日立180—280原子吸收光譜儀石墨爐前面的光源入射窗口處，如圖2b所示。務必卡緊，使其使用時不會發生位移。測定時將盛有待測試液的1cm比色皿插入該架即可測定。圖2是日立180—280原子吸收光譜儀的火焰燃燒室和石墨爐部分的俯視圖，自制的比色皿托架是利用其硬泡沫材料有一定的彈性卡在圖示位置，安裝拆卸都很方便，而且安裝比色皿托架后無論對原子吸收的火焰測定還是石墨爐測定都毫無影響。
　　
　　3.3　標準系列測定
　　按2.3實驗方法配制一系列SiO2標準溶液，于加裝了自制簡易比色皿托架的日立180—280原子吸收光譜儀上測定。靈敏度高的測定范圍小，靈敏度低的測定范圍大。當測得的信號值大于2.000時，線性關系變差，不能使用。
　　3.4　國家一級標樣的測定
　　準確稱取0.1000g國家一級巖石標樣于銀坩堝中，用數滴乙醇潤濕，加入3g氫氧化鉀，置于馬弗爐中逐漸升溫至650℃，熔融10min，取出冷卻。將坩堝放在塑料杯中用熱水浸取，洗凈坩堝將此溶液迅速倒入預先盛有鹽酸(1+1)20mL，水80mL的500mL容量瓶中，不斷搖動，用水稀至刻度，搖勻。分取5mL置于100mL容量瓶中，按2.3實驗方法顯色，分別于日立180—280原子吸收光譜儀、UV—VIS 8500光譜法上測定。
　　4、結論
　　通過實驗表明在原子吸收光譜儀上添置一個簡易的比色皿托架就可以用原子吸收光譜法進行硅鉬藍分光光度測定SiO2。從表3中可看出本方法的測定結果無論是準確度還是精密度都比較好，能滿足巖石中SiO2的測定。
　　參考文獻：
　　[1]巖石礦物分析編寫組.巖石礦物分析(第一分冊)[M].第三版.北京:地質出版社，1991.129.