锌测定方法

基本项目测定方法总锌第1页共25页总锌锌（Zn）是人体必不可少的有益元素。碱性水中锌的浓度超过5mg／L时，水有苦涩味。并出现乳白色。水中含锌lmg/L时，对水体的生物氧化过程有轻微抑制作用。锌对白鲢鱼的安全浓度为0.lmg／L。农灌水中含锌量低于10mg／L时，对水稻、小麦的生长无影响。美国天然水中的平均含锌量为64µg／L，海水中的最高含锌量为10µg/L。锌的主要污染源是电镀、冶金、颜料及化工等部门的排放废水。方法的选择直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定锌，具有较高的灵敏度，干扰少，适合测定各类水中的锌。不具备原子吸收光谱仪的单位，可选用双硫腙比色法、阳极溶出伏安法或示波极谱法。基本项目测定方法总锌第2页共25页一、原子吸收分光光度法（一）直接吸入火焰原子吸收分光光度法GB7475--87概述1、方法原理将样品或消解处理好的试样直接吸入火焰，火焰中形成的原子蒸气对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较，确定样品中被测元素的含量。2、干扰及消除地下水和地面水中的共存离子和化合物，在常见浓度下不干扰测定。样品中溶解硅的含量超过20mg/L时干扰锌的测定，使测定结果偏低，加入200mg/L钙可消除。铁的含量超过100mg/L时，抑制锌的吸收。基于上述原因，分析样品前需要检验是否存在基体干扰或背景吸收。一般通过测定加标回收率，判断背景吸收的大小。根据下表选择与选用分析线相对应的非特征吸收谱线。背景校正用的邻近线波长元素分析线波长（nm）非特征吸收谱线（nm）锌213.8214(氘)根据检验的结果,如存在基体干扰,可加入干扰抑制剂,或用标准加入法测定并计算结果.如果存在背景吸收,用自动背景校正装置或邻近非特征吸收谱线法进行校正。后一种方法是从分析线处测得的吸收基本项目测定方法总锌第3页共25页中扣除邻近非特征吸收谱线处的吸收,得到被测元素原子的真正吸收。此外,也可通过萃取或样品稀释、分离或降低产生基体干扰或背景吸收的组分。3、方法的适用范围本法适用于测定地下水、地面水和废水中的锌。适用浓度范围与仪器的特性有关，下表列出一般仪器的适用浓度范围。适用浓度范围元素适用浓度范围（mg/L）锌0.05-1仪器原子吸收分光光度计、背景校正装置，所测元素的元素灯及其他必要的附件。试剂（1）硝酸（优级纯）。（2）高氯酸（优级纯）。（3）去离子水。（4）燃料：乙炔，纯度不低于99.6%。（5）氧化剂：空气，由气体压缩机供给，经过必要的过滤和净化。（6）金属标准贮备溶液：准确称取0.5000g光谱纯金属,用适量1+1硝酸溶解,必要时加热直至溶解完全.用水稀释至500.0ml,此溶液每毫升1.00mg金属。（7）混合标准溶液：用0.2%硝酸稀释金属标准贮备溶液配制而基本项目测定方法总锌第4页共25页成，使配成的混合标准溶液每毫升含锌为10.0µg。步骤1．样品预处理取100ml水样放入200ml烧杯中，加入硝酸5ml，在电热板上加热消解（不要沸腾）。蒸至10ml左右，加入5ml硝酸，继续消解，直至1ml左右。如果消解不完全，再加入硝酸5ml和高氯酸2ml，再次蒸至1ml左右。取下冷却，加水溶解残渣，通过预先用酸洗过的中速滤纸滤入100ml容量瓶中，用水稀释至标线。取0.2%硝酸100ml，按上述相同的程序操作，以此为空白样。2．样品测定按下表所列参数选择分析线和调节火焰。仪器用0.2%硝酸调零。吸入空白样和试样，测量其吸光度。扣除空白样吸光度后，从校准曲线上查出试样中的金属浓度。如可能，也可从仪器上直接读出试样中的金属浓度。分析线波长和火焰类型元素分析线波长（nm）火焰类型锌213.8乙炔-空气，氧化型3．校准曲线吸取混合标准溶液0，0.50，1.00，3.00，5.00和10.00ml，分别放入6个100ml容量瓶中，用0.2%硝酸稀释定容。此混合标准系列各金属的浓度见下表。接着按样品测定的步骤测量吸光度。用经空白校正的各标准的吸光度对相应的浓度作图，绘制校准曲线。基本项目测定方法总锌第5页共25页标准系列的配制和浓度混合标准使用溶液体积（ml）00.501.003.005.0010.00标准系列浓度（mg/L）00.050.100.300.501.00注：定容体积100ml。计算被测金属(mg/L)=Vm式中，m——从校准曲线上查出或仪器直接读出的被测金属量（µg）；V——分析用的水样体积（ml）。精密度和准确度精密度和准确度，如下表所示。精密度和准确度元素参加实验室数目质控样品金属浓度（µg/L）平均测定值（µg/L）实验室内相对标准偏差（%）实验室间相对标准偏差（%）锌810099.92.43.1锌45005071.62.2(二）离子交换火焰原子吸收分光光度法概述1．方法原理本方法用强酸型阳离子树脂对水样中锌离子进行吸附，用酸作为洗脱液，从而使金属离子得到浓缩，富集倍数可达100倍。基本项目测定方法总锌第6页共25页2．干扰及消除由于本法使用细粒树脂,大大加快了交换速度,因而可用静态交换吸附及静态解吸,从而达到快速和高倍数富集的目的。树脂对锌的吸附力大于对钙、镁离子的吸附力。但因地表水中钙、镁的浓度要比锌的浓度大2—3个数量级,这样树脂必然会吸附一定量的钙、镁离子。当钙、镁的浓度高达一定量时,便会与溶液中锌等元素竞争,造成树脂对这些元素吸附不完全。当湿树脂用量为2g时,所允许干扰元素的总量为3.5mmol质量。如果干扰元素的量超过此限，可以采取减少样品体积，适当减少浓缩倍数的办法来解决。3．方法的适用范围方法适合于较清洁地表水的监测。仪器（1）原子吸收分光光度计，其参数如下表所示。原子吸收分光光度计的参数值元素波长（nm）狭缝（nm）乙炔流量（L/min）锌213.81.32.3（2）振荡器。试剂1．标准贮备液及标准使用液见直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定锌法的配制。然后分别取适量上述溶液配成浓度为25mg/L的混合标准溶液。2．树脂处理取新的强酸型阳离子交换树脂（60-100目）用蒸馏水洗去杂基本项目测定方法总锌第7页共25页质后，在乙醇中浸泡24h。洗净后，加入3mol/L盐酸溶液，于磁力搅拌器上加热（约40℃）搅拌20min倾去废酸，再加入3mol/L盐酸溶液，同样重复操作一次，最后用蒸馏水洗至中性。用过的树脂因吸附了大量的钙镁离子，再生需用3mol/L盐酸加热搅拌浸洗多次，直至浸出液中测定钙、镁无信号为止，再用蒸馏水洗至中性。将洗净的树脂放在滤纸上吸去水分，待用。步骤1．样品制备（1）取500ml澄清液，用1+9氨水和1+9硝酸调节溶液pH值在1.8-3.0之间。（2）将调好pH的水样倒入1000ml分液漏斗中，加入2.0g树脂，于振荡器上振荡20min，取下分液漏斗待树脂沉降后，从分液漏斗下端，将树脂放入10ml具塞磨口试管中，用滴管吸去上层溶液，再用滤纸卷成管状沿壁小心地吸干剩下的水分。（3）用无分度吸管准确加入3mol/L盐酸2ml，盖好塞子后，放入90-100℃水溶液中加热。这时应用手指压住试管的塞子，以防酸受热后喷出。边加热加摇动，摇动时试管可以取出水浴，约2min后取出放置，待树脂沉降后，用滴管吸出上层酸液放入5ml试管中，再分二次各加入1.5ml浓度为3mol/L盐酸于树脂中，按上述步骤边加热边摇动进行洗脱。将三次基本项目测定方法总锌第8页共25页洗脱液合并于同一试管中（每次应尽量吸取完全，但不要吸入树脂）。摇匀后待测定。2．校准曲线在5个100ml容量瓶中分别加入混合标准液0、1.00、2.00、3.00、4.00ml，各加入25ml盐酸，稀释至100ml。按上表参数调好仪器，以蒸馏水调零，依次喷入标准系列溶液，记录吸光度，并作空白校正，以吸光度对相应浓度绘制校准曲线。3．试样的测量将制备好的试样溶液喷入火焰，记录吸光度，并作空白校正，在相应的校准曲线上查出试样溶液的浓度。计算被测金属（mg/L）=21·VVC式中，C—在校准曲线上查得的相应浓度（mg/L）；V1—洗脱液总体积（ml）；V2—分析用水样体积（ml）。注意事项（1）地表水中锌的含量相对较高，有时不需浓缩可直接用火焰原子吸收法测定，若需浓缩时，浓缩倍数不需达100倍。锌的空白比较高，因此在实验中要小心，防止锌的沾污。（2）在树脂浸洗后，如果树脂因颗粒太细不易沉降时，可用离心机进行离心沉降。（3）因浸洗液体积为5ml，同时要测定几个元素时，应注意每次测基本项目测定方法总锌第9页共25页定的吸入量。二、双硫腙分光光度法GB7472--87概述1．方法原理在pH为4.0—5.5的醋酸盐缓冲介质中。锌离子与双硫腙形成红色螯合物，其反应为：该螯合物可被四氯化碳（或三氯甲烷）定量萃取。以混色法完成测定。用四氯化碳萃取，锌一双硫腙螯合物的最大吸收波长为535nm，其摩尔吸光系数约为9.3×104。2．干扰及消除在本法规定的实验条件下，天然水中正常存在的金属离子不干扰测定。水中存在少量铋、镉、钴、铜、金、铅、汞、镍、钯、银和亚锡等金属离子时，对本法均有干扰，但可用硫代硫酸钠掩蔽剂和控制溶液的pH值来消除这些干扰。三价铁、余氯和其它氧化剂会使双硫腙变成棕黄色。由于锌普遍存在于环境中，而锌与双硫腙反应又非常基本项目测定方法总锌第10页共25页灵敏，因此需采取特殊措施防止污染。3．方法的适用范围当使用光程为20mm比色皿，试份体积为100ml时，锌的最低检出浓度为0.005mg/L。本法适用于测定天然水和轻度污染的地表水中的锌。仪器（l）分光光度计，应用10mm或更长光程的比色皿。（2）分液漏斗：容量为125和150ml，最好配有聚四氟乙烯活塞。（3）玻璃器皿：所有玻璃器皿均先后用1＋l硝酸浸泡和无锌水清洗。试剂（1）无锌水：将普通蒸馏水通过阴阳离子交换柱以除去水中痕量锌，用于配制试剂。（2）四氯化碳（CCl4）。（3）高氯酸（ρ＝1.75g／ml）。（4）盐酸（ρ＝1.18g／ml）。（5）6mol/L盐酸：取500ml浓盐酸用水稀释至1000ml。（6）2mol/L盐酸：取100ml浓盐酸用水稀释至600ml。（7）0.02mol/L盐酸：取2mol／L盐酸10ml用水稀释到1000ml。（8）乙酸（含量36%）。（9）氨水（ρ＝0.90g／ml）。（10）1＋100氨溶液：取氨水10ml用水稀释至1000ml。(11)硝酸(ρ＝1.4g／ml）。基本项目测定方法总锌第11页共25页(12)2％（V／V）硝酸溶液：取硝酸20ml用水稀释至1000ml。（13）0.2%（V／V）硝酸溶液：取2ml硝酸用水稀释至1000ml。（14）乙酸钠缓冲溶液：将68g三水合乙酸钠（CH3COONa·3H2O）溶于水中。并稀释至250ml，另取乙酸1份与7份水混合，将上述两种溶液按等体积混合，混合液再用0.1%（m／V）双硫腙四氯化碳溶液重复萃取数次，直到最后的萃取液呈绿色不变，然后再用四氯化碳萃取，以除去残留的双硫腙。（15）硫代硫酸钠溶液：将25g五水合硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）溶于100ml水中，每次用0.05%（m／V）双硫腙四氯化碳溶液10ml萃取，直到双硫腙溶液呈绿色不变为止。然后再用四氯化碳萃取以除去多余的双硫腙。（16）0.05%（m／V）双硫腙四氯化碳贮储溶液：称取0.10g双硫腙（C6H5NNCSNHNH·C6H5）溶解于200ml四氯化碳，贮于棕色瓶中，放置在冰箱内，如双硫腙试剂不纯，可按下述步骤提纯：将上述双硫腙四氯化碳溶液滤去不溶物，滤液置分液漏斗中，每次用1+100氨水20ml提取，共提取5次，此时双硫腙进入水层，合并水层。然后用6mol／L盐酸中和，再用200ml四氯化碳分三次提取,合并四氯化碳层。将此双硫腙四氯化碳溶液放入棕色瓶中，保存于冰箱内备用。（17）0.01%（m／V）双硫腙四氯化碳中间溶液：临用前将0.05％（m／V）双硫腙四氯化碳溶液用四氯化碳稀释5倍。基本项目测定方法总锌第12页共25页（18）0.0004%（m／V)双硫腙四氯化碳溶液：量取0.01%（m/V）双硫腙四氯化碳溶