杨萍 · 姚兴娜
摘要：在体积分数为4%的硝酸介质中采用原子吸收分光光度法测定硫酸锌中的钴，波长为240.7nm处，用乙炔—空气火焰进行测定。 关键词：原子吸收；硫酸锌；钴。
目前，硫酸锌产品在销售过程中，国内外客户没有对其中的钴含量提出指标要求。然而钴在硫酸锌产品中以硫酸亚钴的形式存在，而硫酸亚钴是红色的，含量达到一定量势必影响硫酸锌产品的白度，技术中心生产的硫酸锌产品就出现过此类问题，并且影响到了产品的销售。鉴于硫酸锌产品中的钴含量没有行业标准，无现成的分析方法，为此，我们在参阅有关资料的基础上，对硫酸锌产品中钴含量的测定方法进行了试验、研究，确定采用原子吸收分光光度法，在体积分数为4%的硝酸介质，波长为240.7纳米处，用乙炔—空气火焰进行测定。该方法具有操作简单、快速、准确度高等特点，适用于常规的生产分析。
1、实验部分
1.1.主要仪器和试剂 1.1.1仪器：
WFX—IE2型火焰原子吸收分光光度计 钴元素空心阴极灯
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1.1.2试剂:
硝酸（优）：（ρ1.40） 硝酸（优）：（1+1）
钴标准储备溶液（0.1000mg/ml）：
称取0.1000克的金属钴（≥99.9%）于150毫升烧杯中，加硝酸（1+1）10ml，硫酸（1+1）10ml，加热溶解并冒三氧化硫浓烟，取下冷却。用水吹洗表面皿及杯壁，加入硝酸（1+1）30 ml，煮沸，冷却后移入1000 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 钴标准工作溶液（20μg/ml）：
准确移取20毫升钴标准储备溶液（0.1000mg/ml）于100 ml容量瓶中，加入加硝酸（1+1）8 ml，用水稀释至刻度，混匀。 标准系列：
分别取钴标准工作溶液（20μg/ml）1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml于100 ml容量瓶中，加入加硝酸（1+1）8 ml，用水稀释至刻度，混匀。
1.2、仪器最佳工作条件
光源 钴元素空心阴极灯
火焰高度（mm）狭缝 （mm） 空气流量（l/min） 乙炔流量（l/min） 3—6
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波长（nm） 灯电流（mA） 阻尼挡 240.7 3.0 2 0.2 6.5 1.1 1.2.1 分析线的选择：
由于主灵敏线240.7nm灵敏度高，而硫酸锌中的钴的含量又比较低，故选择240.7nm主灵敏线。 1.2.2 元素空心阴极灯工作电流的选择：
固定仪器的其它工作条件，改变灯的工作电流，此时负高压随灯电流是改变而改变，0.40μg/ml钴标准溶液测定数据列于表1
表1
灯工作电流（mA） 负高压（V） 吸光度（A） 656 0.168（不稳） 实验数据表明，灯电流在1.0mA时吸光度最大，但负高压太高，也不稳定，故选择灯电流为3.0mA。 1.2.3狭缝宽度的选择：
固定仪器的其它工作条件，改变入射狭缝宽度，此时负高压随灯电流的改变而改变，0.40μg/ml钴标准溶液测定数据如表2。
表2 狭缝宽度（mm） 负高压（V） 吸光度（A）
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 461 0.163 398 0.164 377 0.140 360 0.128 0.1 442 0.158 0.2 398 0.157 0.5 328 0.110 1.0 285 0.095 3
实验数据表明，选择狭缝宽度0.2mm是相宜的。 1.2.4火焰高度的选择：
固定仪器的其它工作条件，改变火焰高度，0.40μg/ml钴标准溶液测定数据列于表3。
表3
火焰高度2.0 （mm） 吸光度0.180 0.182 0.179 0.174 0.172 0.145 0.136 （A） 实验数据表明，火焰高度在3.0-6.0mm时，吸光度基本稳定，故选择火焰高度为4.0mm。
1.2.5、燃烧气体与助燃气体比例的选择：
固定仪器的其它工作条件，助燃气体（空气）控制在6.5l/min，改变燃烧气体（乙炔）流量，0.40μg/ml钴标准溶液测定数据列于表4。
表4
乙炔流量 （升/分钟） 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 吸光度0.128 0.145 0.165 0.173 0.171 0.165 0.160 （A） 实验数据表明，铊的测定宜用贫燃性火焰，燃助比为5.0—6.5。故选择乙炔流量1.2—1.5 l/min，助燃气体（空气）流量6.5 l/min。
4
1.3、实验方法：
准确称取0.1000克—0.5.0000g试样于100ml烧杯中，加入10ml水，2ml硝酸（1+1）溶解至清亮，取下冷却，移入25ml比色管中。用水稀释至刻度，混匀（含量太高时稀释再分取）。于波长240.7nm
处测定其吸光度，同条件下作空白实验。 1.4、标准曲线的绘制：
在仪器调整至最佳工作条件下，将所配制的钴标准系列测定，以所得吸光度为纵坐标，浓度为横坐标。如图1所示。
图1
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1.5、结果计算公式 Co%=（C*V*10-6）/G*100
式中： C——从标准曲线上查得被测元素浓度（μg/ml） V——样品制容总体积（ml）
G——称取样品重量（g）。
2、结果与讨论
2.1、 酸介质与酸度的影响： 2.1.1酸介质考查：
制备不同酸介质的0.40μg/ml钴标准溶液，同条件下进行测定，所得数据列于表5。
表5
酸介质 吸光度（A） 水溶液 0.153 4%盐酸 0.148 4%硝酸 0.164 实验数据表明，硝酸介质中吸光度最大，现在选择在硝酸介质中测定。
2.2.2硝酸酸度的考查：
制备不同硝酸酸度的0.40μg/ml钴标准溶液，同条件下进行测定，所得数据列于表6。
表6 酸度（v/v）% 吸光度（A）
2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 0.178 0.180 0.180 0.181 0.178 6
实验数据表明，2-10%硝酸酸度对钴的测定无很大影响，但酸度大对仪器雾化系统有腐蚀。选择硝酸酸度为4%。
2.2、标准收回实验 2.2.1铊标收回实验：
移取不同量的钴标准溶液于25ml比色管中， 加入2ml（1+1）硝酸，以下同分析步骤操作。所得数据列于表7。
表7
钴标加入量 （微克/毫升） 0.20 0.40 0.60 收回量 （微克/毫升） 0.200 0.197 0..204 0.202 0.393 0.400 0.388 0.391 0.600 0.613 0.594 0.576 收回率 （%） 100.0 98.5 102.2 100.1 98.2 100.0 97.0 97.8 100.0 102.2 99.9 96.0 实验数据表明，收回率在96.0-102.2之间，收回良好。 2.2.2 高纯硫酸锌加钴标收回实验：
称取高纯硫酸锌0.5000g于100ml烧杯中，分别加入不同量的钴标准溶液，加入10ml水，加2ml（1+1）硝酸，溶解至清亮，以下同分析步骤操作。所得数据列于表8。
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表8
加高纯硫酸锌 （克） 0.5000 钴标加入量 （微克/毫升） 0.20 收回量 （微克/毫升） 收回率 （%） 0.194 0.202 97.2 101.0 0.195 97.5 98.5 0.197 0.396 0.406 99.9 101.2 0.400 100.0 97.5 0.390 0.590 0.600 98.3 100.0 0.586 97.7 100.8 0.605 0.5000 0.40 0.5000 0.60 实验数据表明，收回率在97.2-101.2之间，收回良好。 2.3、干扰元素考查：
2.3.1将干扰元素直接加入25ml比色管中，分别加入不同量的钴标准溶液，加入2ml（1+1）硝酸，以下同分析步骤操作。所得数据列于表9。
表9
干扰元素量加入（毫克/毫升） Pb 3.0 Cd1.0 Fe 2.0 As1.0 Mg2.0 Ca2.0 Cu1.0 Mn2.0 钴标加入量 （微克/毫升） 0.20 收回量 （微克/毫升） 0.200 0.198 0.195 0.196 收回率 （%） 100.0 99.9 97.5 96.0 0.40 0.402 0.394 0.388 0.400 100.5 98.5 97.0 100.0 0.60 0.603 0.598 0.584 0.594 100.5 99.7 97.3 99.9 表中数据表明，硫酸锌中的主要杂质元素不干扰钴的测定 2.3.2将干扰元素加入100毫升烧杯中，再称取高纯硫酸锌0.5000克于烧杯中，分别加入不同量的钴标准溶液，加入10毫升水，加
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2毫升（1+1）硝酸，溶解至清亮，以下同分析步骤操作。测定数据如表10。
表10
干扰元素量加入（毫克/毫升） Pb 3.0 Cd1.0 Fe 2.0 As1.0 Mg2.0 Ca2.0 Cu1.0 Mn2.0 Zn20 钴标加入量 （微克/毫升） 0.20 0.40 收回量 （微克/毫升） 0.200 0.194 0.198 0.196 0.404 0.396 0.385 0.400 0.603 0.599 0.588 0.582 收回率 （%） 100.0 97.0 99.9 96.0 101.0 99.0 96.2 100.0 100.5 99.8 98.0 97.0 0.60 表中数据表明，硫酸锌基体不干扰钴的测定 2.4、样品分析
准确称取0.1000g—0.5.0000g试样于100ml烧杯中，加入10ml水，2ml硝酸（1+1）溶解至清亮 （含量太高时稀释再分取）。按分析步骤进行测定与中南大学分析结果对照。所得数据列于表11。
表11
样品 本法 编号 测得值（%） 1 中南大学ICP 测得值（%） 算术 标准 平均值偏差 （%） 0.0007 -58.45×10 相对标准 偏差（%） 1.21 3.37 0.0006 0.0007 0.0006 0.0007 0.0007 0.0008 0.0007 0.0008 0.0006 0.0181 0.0187 0.0182 0.0184 0.0190 0.0185 0.0182 0.0188 0.0186 0.0006 0.0006 0.0005 0.0006 0.0006 0.0007 0.0007 0.0005 0.0006 2 0.0184 -46.20×10 3 0.0006 -57.60×10 1.27
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3、结论：
3.1、本方法利用原子吸收光谱法直接测定硫酸锌中的钴，在体积分数为4%的硝酸介质中，硫酸锌中的主要杂质铅、镉、锰、砷、铜、铁、钙、镁等不干扰测定。
3.2、本方法操作简单、快速、准确,适用硫酸锌中钴的常规分析。 3.3、本方法不要用有机试剂，不危害分析人员的健康。
参考文献
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