电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铜铍合金中的磷.pdf

2023年第6期新 疆 有 色 金 属电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铜铍合金中的磷关黎晓（新疆有色金属研究所，新疆乌鲁木齐 830000）摘要：试样以硝酸溶解，在稀酸介质中，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪，于特定的分析谱线波长处测量试液中磷元素的发射强度，由基体匹配法得到磷元素的质量浓度，计算出磷元素含量。关键词：电感耦合等离子体；铜铍合金；磷含量1 仪器电感耦合等离子体原子发射光谱仪：分辨率小于0.01 nm（200 nm处）。2 主要试剂（1）硝酸（=1.42 g/mL）（2）金属铜：wBe99.999（3）铜基体溶液：1 mL含5 mg铜（4）磷标准贮存溶液：1 mL含1 mg磷（5）磷标准溶液A：1 mL含100 ug磷（6）氩气（体积分数不小于99.99）3 实验步骤称取0.5000 g样品，置于150 mL烧杯中，以少许水润湿。加入10 mL硝酸，于低温加热至试料完全溶解。冷却至室温后，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。用电感耦合等离子体原子发射光谱仪在特定谱线波长下，使用工作曲线测定磷。随同试样做空白试验，加入等量的酸，以水定容。4 工作曲线的绘制于 一 组 100 mL 容 量 瓶 中，分 别 移 取 0mL、0.50mL、5.00mL、10.0mL磷标准溶液，加入相应量的铜基体溶液，用水稀释至刻度，混匀。仪器优化后，按推荐的分析线，以磷质量浓度为横坐标，分析谱线发射光强度为纵坐标，计算机自动绘制工作曲线。当工作曲线的线性关系达到0.999以上时，测量空白溶液与试液中磷元素的发射光强度，计算机自动由工作曲线计算出被测元素的质量浓度。5 分析结果计算磷的含量以质量分数w(P)计，按下式计算：%10010)()P(601-=-mVwrrm称取试样的质量，g1试样中的磷元素的浓度，g/mL0空白溶液中磷元素的浓度，g/mLV试液的总体积，mL6 结果与讨论6.1 等离子体设备源的选择根据电感耦合等离子体光谱仪的优化程序，进行了不同射频发生器功率、辅助气流量、进液泵速、观测高度等对被测元素谱线发射强度影响的实验，选择了最佳仪器测量参数。确定了最佳测定谱线。6.2 测定分析线的选择分别对磷标准溶液，有基体的磷标准溶液，进行谱图扫描，选择灵敏度较高、信噪比大、干扰小的元素谱线两条，通过谱图比对确定了磷元素最佳分析线为178.222nm。6.3 基体效应和干扰试验试验对比了基体匹配和无基体时的元素的工作曲线，结果见表1。由表1结果对比工作曲线可以看出，铜基体在本实验选定的样品溶液浓度下，对磷的测定谱线强度有一定影响。为保证元素测定的准确性，对元素标准系列溶液进行基体匹配，以消除干扰。表1基体影响实验元素P标准系列纯标曲线强度值铜基体工作曲线强度值1#4.1563.3302#28.9027.983#227.1248.34#438.7488.16.4 元素检出限和测定下限的计算分别对11份空白溶液进行测定，以3倍的空白溶液标准偏差计算元素的检出限（3S）。以10倍的空DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2023.06.014332023年第6期新 疆 有 色 金 属白溶液标准偏差对应的元素质量浓度值计算分析方法测定下限，见表2，结果表明，该方法的测定下限满足测定范围要求。表2元素检出限及测定下限元素P测定值(g/mL)0.0012，0.0009，0.0015，0.0017，0.0015，0.0013，0.001，0.0011，0.0012，0.0016，0.0015平均值(g/mL)0.0013标准偏差0.00028检出限(g/mL)0.00085测定下限0.002846.5 工作曲线与线性回归按照仪器设定的工作条件对磷标准溶液进行测定，以磷元素质量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制工作曲线。工作曲线的线性方程、相关系数见表3。表3工作曲线与线性回归元素磷（P）工作曲线相关系数（R2）分析谱线（nm）：178.222浓度（g/mL）强度值y=47.244x+3.54311.00000.003.2070.5027.345.00240.110.0475.86.6 精密度、准确度试验6.6.1 样品分析表4样品测定结果样品BeCu-1#BeCu-2#BeCu-3#元素PPP测定结果/（n=11）0.0361,0.0365,0.0364,0.0363,0.0364,0.0364,0.0362,0.0360,0.0363,0.0362,0.03610.138,0.140,0.137,0.138,0.140,0.139,0.139,0.142,0.138,0.137,0.1400.0151,0.0150,0.0153,0.0155,0.0151,0.0153,0.0154,0.049,0.0154,0.0150,0.0150平均值/0.03630.1390.0152S0.000210.00140.00028RSD/0.581.021.86对 3个不同磷含量的铜铍合金样品，采用本方法对磷含量分别独立地进行11次测定，测定结果见表4。由 表 4 结 果 可 知，本 法 的 RSD 在 0.58 1.86之间，精密度较好，能满足分析方法要求。采用格拉布斯检验方法，对表4数据进行异常值情况分析，结果见表5。SGiiC-C=,SGC-C=nn表5不同磷含量水平样品分析结果异常值分析样品BeCu-1#BeCu-2#BeCu-3#X0.03630.1390.0152SD0.000210.00140.00028Gi1.24281.34991.0285Gn1.11422.18561.0928舍弃界限值/n=11,a=0.052.2342.2342.234结论无异常值无异常值无异常值根据格拉布斯检验方法，查表得：n=11,a=0.05时，舍弃界限值为2.234。表5数据结果显示磷不同含量样品的11次测定数据无异常值。6.6.2 加标回收试验在铜铍合金样品中加入不同量的磷元素标准溶液，按实验方法进行加标回收试验，结果见表6。由表6数据可知，铜铍合金样品中磷元素的加标回收率在97.3104.5之间，方法测定结果准确度满足铜铍合金中磷元素含量的分析方法要求。表6加标回收试验结果样品编号BeCu-1#BeCu-2#BeCu-3#称样质量g0.50000.50000.50000.50000.50000.50000.50000.50000.5000平均值g/mL0.03630.1390.0152加标量g90.00180.0360.0170.0340.0510.020.0040.0060.00测得总量g/mL2.7103.6295.3315.1326.9068.5090.5820.7730.965回收率%99.44100.7897.6797.47100.9198.71101.0098.2597.507 结论用电感耦合等离子体原子发射光谱仪，于178.222nm的分析谱线波长处测量试液中磷元素的发射强度，由基体匹配法得到磷元素的质量浓度的方法具有较好的精密度和准确度，能够满足铜铍合金中磷含量为0.0050%0.20%的样品的测定要求。收稿：2023-01-2934