一种测定样品中常量金属含量的方法
【专利摘要】本发明提供了一种测定样品中常量金属含量的方法，包括以下步骤：a)提供待测样品溶液；b)将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到各常量金属的质量分数之比；c)采用滴定法，称量部分或全部待测样品溶液的质量，并进行滴定，得到称量后的样品中常量金属总的物质的量；d)根据各常量金属的质量分数之比和常量金属总的物质的量，计算得到待测样品中常量金属的含量；步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。本发明以电感藕合等离子体-发射光谱检测得到样品中各常量金属的质量分数之比；再采用滴定法，检测得到常量金属总的物质的量，从而得到了样品中各常量金属的含量。本发明得到的测定结果具有较高的准确度，且简单、快速。
【专利说明】一种测定样品中常量金属含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及分析化学【技术领域】，尤其涉及一种测定样品中常量金属含量的方法。
【背景技术】
[0002] 对于样品中两种以上常量金属元素的含量测定方法，例如钒酸铋（BiV04)、碲锌镉 (CdZnTe)、多种金属组成的合金（如BiCdlnPbSn五元合金）等样品，目前一般采用EDTA络 合滴定法。但是EDTA络合反应具有很强的广泛性，能和各种金属元素络合，且采用分离、掩 蔽等提高络合选择性的方法操作繁琐、费时。并且，对于化学性质极其相近的元素，或者组 成很复杂的样品，有时候没有合适的分离或掩蔽手段。
[0003] 与此同时，ICP-0ES(电感耦合等离子体-发射光谱）虽然具有灵敏度高、分辨率 好，可以同时快速测定多种痕量元素的优点，但是对于常量金属元素因 ICP-0ES灵敏度太 高往往需稀释后再测定，由于仪器条件的波动，过度的稀释会造成很大的误差（例如某金 属元素的含量为50%，稀释后其浓度为50ppm，测定得到的浓度为50±lppm，则计算得到的 含量为50±1% )，因此对于常量元素的含量用ICP-0ES难以直接准确测定。
[0004] 因此，目前对于含两种以上常量金属元素的样品中各常量金属元素含量的测定依 然存在极大的困难。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种常量金属元素含量的测定方法，得到的测定结果具有 较高的准确度。
[0006] 本发明提供了一种测定样品中常量金属含量的方法，包括以下步骤：
[0007] a)提供待测样品溶液；
[0008] b)将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到各常量金属的质 量分数之比；
[0009] C)采用滴定法，称量部分或全部待测样品溶液的质量，并进行滴定，得到称量后的 样品中常量金属总的物质的量；
[0010] d)根据各常量金属的质量分数之比和常量金属总的物质的量，计算得到待测样品 中常量金属的含量；
[0011] 步骤b)和步骤C)没有时间顺序限制。
[0012] 优选的，所述用于电感耦合等离子体-发射光谱检测的待测样品溶液的质量浓度 < 1000mg/L。
[0013] 优选的，所述步骤b)具体为：
[0014] bl)将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到待测样品溶液 中各常量金属的发射光谱强度；
[0015] b2)根据所述各常量金属的发射光谱强度及其对应的标准曲线，得到各常量金属 在待测样品溶液中的质量浓度，继而计算得到各常量金属的质量分数之比。
[0016] 优选的，所述电感耦合等离子体-发射光谱检测的条件为：
[0017] RF 功率为 1100W;
[0018] 冷却气流量为13L/min ;
[0019] 辅助气流量为0· 3L/min ;
[0020] 雾化气流量为0· 8L/min ;
[0021] 泵流速为25rpm ;
[0022] 积分时间为Is。
[0023] 优选的，所述滴定法包括络合滴定法、氧化还原滴定法或沉淀滴定法。
[0024] 优选的，所述步骤c)具体为：
[0025] cl)称量部分或全部待测样品溶液的质量；
[0026] c2)将待测样品溶液与过量络合剂混合，记录所述络合剂的体积，调节溶液的pH 值，得到混合溶液；
[0027] c3)将所述混合溶液与指示剂混合后，用金属离子标准溶液滴定过量的络合剂，记 录消耗的金属离子标准溶液的体积；
[0028] c4)根据所述消耗的金属离子标准溶液的体积以及络合剂的体积，得到称量后的 样品中常量金属总的物质的量。
[0029] 优选的，所述络合剂包括EDTA或DCTA。
[0030] 优选的，所述混合溶液的pH值为5?6。
[0031] 优选的，所述金属离子标准溶液的摩尔浓度为0· 01mol/L?0· 5mol/L。
[0032] 优选的，所述离子标准溶液为锌离子标准溶液或镉离子标准溶液。
[0033] 优选的，所述步骤a)具体为：
[0034] 将待测样品溶于溶剂中，得到待测样品溶液，所述溶剂包括硝酸、盐酸、王水和硫 酸中的任意一种或多种。
[0035] 本发明提供了一种测定样品中常量金属含量的方法，包括以下步骤：a)提供待测 样品溶液；b)将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到各常量金属的 质量分数之比；c)采用滴定法，称量部分或全部待测样品溶液的质量，并进行滴定，得到称 量后的样品中常量金属总的物质的量；d)根据各常量金属的质量分数之比和常量金属总 的物质的量，计算得到待测样品中常量金属的含量；步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。 本发明提供的方法以电感耦合等离子体-发射光谱检测得到样品中各常量金属的质量分 数之比；再采用滴定法，检测得到常量金属总的物质的量，从而得到了样品中各常量金属的 含量。本发明得到的测定结果具有较高的准确度，且简单、快速。实验结果表明，本发明提 供的方法在对BiCdlnPbSn五元合金中五种金属元素的含量进行测定时，测定结果与理论 值相差较小，特别是高含量的Bi，理论值为43. 78%，本发明提供的方法测定值为44. 08%。
【专利附图】
【附图说明】
[0036] 图1是本发明实施例1建立的元素 Bi的标准工作曲线图。
【具体实施方式】
[0037] 本发明提供了一种测定样品中常量金属含量的方法，包括以下步骤：
[0038] a)提供待测样品溶液；
[0039] b)将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到各常量金属的质 量分数之比；
[0040] c)采用滴定法，称量部分或全部待测样品溶液的质量，并进行滴定，得到称量后的 样品中常量金属总的物质的量；
[0041] d)根据各常量金属的质量分数之比和常量金属总的物质的量，计算得到待测样品 中常量金属的含量；
[0042] 步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。
[0043] 在本发明中，各常量金属的质量分数之比不会因为稀释倍数的不同而改变，且仪 器条件的波动对各元素的影响是一致的，因此根据电感耦合等离子体-发射光谱检测各常 量金属的质量分数之比是准确的；再采用滴定法检测得到部分或全部定量的待测样品溶液 中，常量金属总的物质的量，从而无需再进行掩蔽，得到的常量金属总的物质的量也是准确 的；然后根据各常量金属的质量分数之比和常量金属总的物质的量，计算得到待测样品中 常量金属的含量，计算得到的常量金属的含量的结果也具有较高的准确度。而且，本发明提 供的方法简单、快速。
[0044] 本发明首先提供待测样品溶液。本发明对所述样品的种类没有特殊的限制，含有 两种及以上金属元素，且各金属元素能在同一条件下与络合剂发生定量络合的样品都可以 采用本申请提供的方法进行常量金属含量的检测，如所述样品可以为两元合金或多元合 金。
[0045] 本发明优选将待测样品溶于溶剂中，得到待测样品溶液，所述溶剂优选为盐酸、硝 酸、王水和硫酸中的一种或多种。
[0046] 本发明将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到各常量金属 的质量分数之比。在本发明中，用于所述电感耦合等离子体-发射光谱检测的待测样品溶 液的质量浓度优选< l〇〇〇mg/L。本领域技术人员在配制用于所述电感耦合等离子体-发射 光谱检测的待测样品溶液时，可以不必准确称量样品的质量，将适量的样品称量后，完全溶 解；再稀释到上述质量浓度的范围即可。
[0047] 本发明在将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测时，优选具体 为：
[0048] bl)将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到待测样品溶液 中各常量金属的发射光谱强度；
[0049] b2)根据所述各常量金属的发射光谱强度及其对应的标准曲线，得到各常量金属 在待测样品溶液中的质量浓度，继而计算得到各常量金属的质量分数之比。
[0050] 本发明所述电感耦合等离子体-发射光谱检测的条件优选为RF功率为1100W ;冷 却气流量为13L/min ;辅助气流量为0. 3L/min ;雾化气流量为0. 8L/min ;泵流速为25rpm ; 积分时间为Is。
[0051] 本发明对样品标准曲线的建立方法并无特殊规定，可以为电感耦合等离子体-发 射光谱检测中的一般方法，具体的，准确称量各个金属元素的高纯样品，加入溶剂溶解、定 容得到标准混合溶液，然后配制得到梯度浓度，并进行检测建立标准曲线。所述溶剂优选为 盐酸、硝酸、王水和硫酸中的一种或多种；所述定容的溶剂优选采用盐酸、硝酸、王水和硫酸 中的一种或多种。
[0052] 本发明优选采用电感耦合等离子体-发射光谱法测定待测样品几个不同的浓度 点，然后取平均值，提高结果的准确性。
[0053] 本发明通过滴定法，对待测样品溶液进行滴定，首先称量部分或全部待测样品溶 液的质量，并对其进行滴定，得到称量后的样品中常量金属总的物质的量。所述滴定法优选 为络合滴定法、氧化还原滴定法或沉淀滴定法，更优选为络合滴定法。
[0054] 在本发明中，用于所述滴定法检测的待测样品溶液的摩尔浓度优选> 0. 0005mol/ L。本领域技术人员在配制用于所述滴定法检测的待测样品溶液时，需准确称取一定质量的 待测样品，完全溶解并精确定容，以得到精确浓度的待测样品溶液。
[0055] 本发明在进行络合滴定时，优选具体为：
[0056] cl)称量部分或全部待测样品溶液的质量；
[0057] c2)将待测样品溶液与过量络合剂混合，记录所述络合剂的体积，调节溶液的pH 值，得到混合溶液；
[0058] c3)将所述混合溶液与指示剂混合后，用金属离子标准溶液滴定过量的络合剂，记 录消耗的金属离子标准溶液的体积；
[0059] c4)根据所述消耗的金属离子标准溶液的体积以及络合剂的体积，得到称量后的 样品中常量金属总的物质的量。
[0060] 所述步骤C2)中，所述络合剂优选为EDTA或DCTA;所述络合剂的浓度优选为 0. 01?0. 5mol/L ;所述混合溶液的pH值优选为5?6 ;本发明优选采用缓冲溶液调节pH 值，所述缓冲溶液优选为六次甲基四胺溶液或醋酸-醋酸钠溶液。
[0061] 本发明优选的，所述络合剂采用滴加的方式加入，并且体系保持搅拌；然后采用加 热的方式使络合剂与样品溶液中的金属元素络合更加完全，所述加热的温度优选为90°c? 110°c，更优选为100°C ;加热的时间优选为3min?lOmin，更优选为5min。
[0062] 所述步骤c3)中，所述金属离子标准溶液优选为锌离子标准溶液或镉离子标准溶 液，其摩尔浓度优选为〇. Olmol/L?0. 5mol/L ;所述指示剂优选为二甲酚橙、半二甲酚橙或 I- (2-批陡偶氮）_2_萘酌·。
[0063] 然后根据以上检测得出的各常量金属的质量分数之比和部分或全部定量的待测 样品溶液中常量金属总的物质的量，计算得到待测样品中常量金属的含量。
[0064] 如果一个样品含有η种（η彡2)金属兀素，分别用Ml、M2、…、Μη表不，并且这几 种金属元素都可以在相同的条件下与EDTA等摩尔定量络合，根据以上的试验结果，可以利 用公式（1)到公式（η)计算得到样品中各金属元素的质量分数。
[0065]
【权利要求】
1. 一种测定样品中常量金属含量的方法，包括以下步骤： a) 提供待测样品溶液； b) 将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到各常量金属的质量分 数之比； c) 采用滴定法，称量部分或全部待测样品溶液的质量，并进行滴定，得到称量后的样品 中常量金属总的物质的量； d) 根据各常量金属的质量分数之比和常量金属总的物质的量，计算得到待测样品中常 量金属的含量； 步骤b)和步骤c)没有时间顺序限制。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于电感耦合等离子体-发射光谱检 测的待测样品溶液的质量浓度彡l〇〇〇mg/L。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤b)具体为： bl)将待测样品溶液进行电感耦合等离子体-发射光谱检测，得到待测样品溶液中各 常量金属的发射光谱强度； b2)根据所述各常量金属的发射光谱强度及其对应的标准曲线，得到各常量金属在待 测样品溶液中的质量浓度，继而计算得到各常量金属的质量分数之比。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电感耦合等离子体-发射光谱检测的 条件为： RF功率为1100W ; 冷却气流量为13L/min ; 辅助气流量为〇. 3L/min ; 雾化气流量为〇. 8L/min ; 泵流速为25rpm ; 积分时间为Is。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滴定法包括络合滴定法、氧化还原滴 定法或沉淀滴定法。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述滴定法为络合滴定法，所述步骤c)具 体为： cl)称量部分或全部待测样品溶液的质量； c2)将待测样品溶液与过量络合剂混合，记录所述络合剂的体积，调节溶液的pH值，得 到混合溶液； c3)将所述混合溶液与指示剂混合后，用金属离子标准溶液滴定过量的络合剂，记录消 耗的金属离子标准溶液的体积； c4)根据所述消耗的金属离子标准溶液的体积以及络合剂的体积，得到称量后的样品 中常量金属总的物质的量。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混合溶液的pH值为5?6。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金属离子标准溶液的摩尔浓度为 0·01mol/L ?0· 5mol/L〇
9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述离子标准溶液为锌离子标准溶液或 镉离子标准溶液。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)具体为： 将待测样品溶于溶剂中，得到待测样品溶液，所述溶剂包括硝酸、盐酸、王水和硫酸中 的任意一种或多种。
【文档编号】G01N21/71GK104155288SQ201410390852
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】谢增春, 万小红, 朱刘 申请人:清远先导材料有限公司