全 文 ：富氧空气—乙炔火焰原子吸收光谱法
测定祁连黄蘑菇中的钙和镁
李　晶 ,郑　红
(青海师范大学理化中心 ,青海 西宁　810008)
摘　要:本文研究了用富氧空气—乙炔火焰原子吸收光谱法测定祁连黄蘑菇中的钙和镁, 比较了乙炔流量 、氧气流量及氧炔比
的影响 ,当混合空气中含氧量为 34%,氧炔比为 0.81时对钙和镁有较高的灵敏度.在此火焰中 ,不同浓度的各种酸及大多数金
属离子对钙和镁的测定干扰较少 ,当溶液中引入 0.1%镧盐+1%磺基水杨酸时 ,具有最大的增感及消除干扰的效应.方法的检
出限为 0.13ngmL -1和 0.32ngmL-1 ,相对标准偏差(RSD)分别为 3.7%和 2.5%(n=8 , C=50ngmL-1).
关键词:富氧空气—乙炔火焰;原子吸收;祁连黄蘑菇;钙;镁
中图分类号:O657　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1001-7542(2007)02-0051-06
空气—乙炔火焰原子吸收光谱法常用于钙 、镁的测定但由于火焰温度低 ,化学干扰严重 ,结果不够
理想 ,而氧化二氮—乙炔火焰虽然可消除化学干扰 ,但需考虑电离效应[ 1] 且耗气量大 ,氧化二氮不易得
到.翁永和等[ 2] 报导了用富氧空气 —乙炔火焰原子吸收光谱法测定铝的研究 ,并指出这是一种很有前途
的新型高温火焰.
本文实验了在空气—乙炔火焰中加入不同比例的氧气 ,比较乙炔流量 ,空气流量 ,氧气流量及氧—
炔比的影响 ,观察了共存离子的影响及有机试剂的效应 ,并对不同种类的抗干扰剂进行了比较 ,获得较
满意的结果.
1　实验部分
1.1　仪器和试剂
AA-400型原子吸收分光光度计(美国 PE 公司),钙空心阴极灯和镁空心阴极灯.钙分析线
422.67nm ,光谱通带 0.2nm , 灯电流 3.5mA , 空气流量 4.83Lmin-1 , 氧气流量 0.93Lmin-1 , 乙炔流量
3.17Lmin-1.镁分析线 285.21nm , 光谱通带 0.2nm , 灯电流 3.5mA , 空气流量 5.16Lmin-1 , 氧气流量
0.47Lmin-1 ,乙炔流量1.92Lmin-1.
钙和镁标准贮备液:1.000mgmL-1(国家钢铁材料测试中心 ,冶金部钢铁研究院制),用此溶液逐级稀
释成所需工作溶液.
1.2　样品处理
祁连黄蘑菇于 2006年 8月购自青海省西宁市大百超市.试样在烘干箱中于 70℃下烘干至恒重 ,磨
成粉末 ,放在干燥器中备用.准确称取 1.000g 黄蘑菇试样 ,置于瓷坩埚中 ,在电炉(或煤气灯)上小火加
热使样品充分碳化至无烟后 ,移入马弗炉中 ,升温至 550℃灰化 4小时 ,加入浓硝酸润湿灰分 ,蒸干后置
于马弗炉中 ,550℃灰化 2小时 ,取出冷却后滴加 2mL6molL-1HCl ,再滴加 30%H2O22滴 ,加热溶解 ,蒸干 ,
取出冷却后用少量(约 2.5mL)6molL-1盐酸溶解 ,转入 25mL 容量瓶中 ,稀释到刻度 ,摇匀 ,控制溶液酸度
为0.6molL-1 ,静置过夜 ,取上层清液待测.
2　结果与讨论
收稿日期:2007-03-05
作者简介:李　晶(1966-),女(土族),青海西宁人 ,副教授.
2007年
第 2期 　　　 　　　　　
青海师范大学学报(自然科学版)
Journal of Qinghai Normal University(Natural Science)　　 　　　　　　
2007
No.2
DOI :10.16229/j.cnki.issn1001-7542.2007.02.017
2.1　乙炔流量的影响
从实验看出 ,钙的吸收信号随乙炔流量升高而增大 ,但当高于 3.17Lmin-1时 ,火焰气体和溶液分子
的吸收也显著增大(图1-a),当乙炔流量低于 1.67Lmin-1和高于 2.17Lmin-1时 ,镁的吸收信号降低 ,且
火焰气体和溶液中 OH 分子吸收增大(图 1 -b).选用测定钙镁的最佳乙炔流量为 3.17Lmin-1和
1.92Lmin-1.
图 1-a　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 1-b
图 1　乙炔流量的影响
2.2　空气流量的影响
从实验看出(图 2)当空气流量分别在 4.67-5.0Lmin-1和 4.67-5.17Lmin-1范围内对钙和镁均有较
好的测定灵敏度 ,且溶液分子几乎没有吸收.
图 2　空气流量的影响
2.3　氧气流量的影响
从(图 3)实验看出 ,测定钙时 ,氧气流量为 0.39Lmin-1时吸收信号最大 ,且背景吸收较小 ,而测定镁
时 ,当氧气流量小于 0.16Lmin-1时背景吸收信号较大 ,当氧气流量在 0.33-0.47Lmin-1时具有较弱的背
景吸收 ,且灵敏度较高.
图 3　氧气流量的影响
52　　　　　　　　　　　　　　青海师范大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　2007年
2.4　氧—炔比及火焰状态
由上述实验中发现 ,火焰中任一组分的改变均会影响火焰状态及测定灵敏度 ,但当测定钙和镁在最
佳灵敏度时 ,混合气体中氧—炔比基本上保持不变(表 1)。
表 1　火焰的氧—炔比
空气流量
(Lmin-1)
氧气流量
(Lmin-1)
混合气流量
(Lmin-1)
混合气含氧量
(%) 氧炔比
吸光度
(A)
钙
1μgmL-1
C2H2
3.17 Lmin-1
4.70 0.93 5.63 34.1 0.605 0.302
4.83 0.93 5.76 33.3 0.615 0.300
5.00 0.93 5.93 33.4 0.625 0.290
4.83 0.87 5.70 33.0 0.595 0.291
镁
0.2μgmL-1
C2H2
1.92 Lmin-1
5.00 0.87 5.87 32.7 0.605 0.287
5.33 0.40 5.73 26.5 0.795 0.267
5.17 0.40 5.57 26.7 0.775 0.261
5.33 0.47 5.80 27.3 0.830 0.265
5.17 0.47 5.64 27.5 0.810 0.263
5.00 0.47 5.47 27.7 0.790 0.259
当混合气体中含氧量分别为 33-34%和 26.5-27.5%并保持火焰的氧 —炔比分别为 0.60-0.61
和0.78-0.82时 ,火焰分别呈还原性和中性 ,此时钙和镁均有最佳的测定灵敏度 ,并能得到最好的信噪
比.
2.5　火焰测量高度的影响
火焰测量高度分别为 6-8mm和 5-7mm时 ,对钙和镁的测定均有最大的吸收信号.
2.6　无机酸的影响
在1μgmL-1钙和 0.2μgmL-1镁溶液中 ,分别加入 0.1%,0.2%,0.5%, 1%, 2%, 5%及 10%不同浓度
的盐酸 、硝酸 、硫酸 、高氧酸及磷酸 ,在上述火焰条件下进行测定.
结果表明:在富氧空气—乙炔火焰中硫酸 、磷酸对钙和镁均稍有增感效应 ,当盐酸浓度高于 2%时 ,
对钙有抑制作用 ,硫酸浓度高于 5%时对镁也稍有抑制 ,本文所实验的五种无机酸在 0.1-0.2(或 10%)
浓度下对钙和镁的测定基本不发生干扰 ,这给实际样品的分析和前处理提供了很大方便.
2.7　共存离子的影响
比较了不同浓度的常见干扰离子对 1μgmL-1钙和 0.2μgmL-1镁测定时的影响.
由表 2可知 ,Al(Ⅲ),Si(Ⅳ)和 Ti(Ⅳ)严重干扰钙和镁的测定 ,高浓度的 Cu(Ⅱ)也导致钙吸光度降
低 ,某些离子对钙也会产生轻微的增感效应 ,但对镁几乎不影响.另外 ,在钙和镁的溶液中分别加入
0.1%,0.5%,1%,2%及 5%的氯化钠及氯化铵对吸光度未发生明显地变化.可以看出 ,钙和镁在富氧空
气—乙炔火焰中电离效应很小可以不考虑.
表 2　共存离子的影响
共存离子 Ai Ao
浓度 Ug ml 1 10 100 1000 2000
Ca Mg Ca Mg Ca Mg Ca Mg Ca Mg
AI(Ⅲ) 0.70 1.00 0.44 1.100 0.08 0.72 0 0.63 - 0
Ba(Ⅱ) - - - 0.99 1.07 1.00 1.10 0.99 1.07 1.04
Cr(Ⅲ) 1.02 1.00 1.10 1.01 1.14 1.00 1.12 0.99 1.12 1.00
53第2期　　李晶 ,郑红:富氧空气 —乙炔火焰原子吸收光谱法测定祁连黄蘑菇中的钙和镁　　　
共存离子 Ai Ao
浓度 Ug ml 1 10 100 1000 2000
Ca Mg Ca Mg Ca Mg Ca Mg Ca Mg
Cr(Ⅵ) - - 1.01 0.99 1.15 1.01 1.15 0.99 1.12 1.00
Cu(Ⅱ) - - 1.00 1.01 1.00 1.00 0.79 1.00 0.53 1.00
Fe(Ⅲ) 1.01 - 1.00 - 1.11 1.12 1.20 1.07 1.19 1.10
La(Ⅲ) - - - - 1.14 1.06 1.20 1.06 1.27 1.01
Mg(Ⅱ) Ca(Ⅱ) - - 1.05 1.00 1.02 1.00 1.05 1.02 1.07 0.97
Mn(Ⅱ) 1.00 - 1.05 - 0.98 - 1.00 - - -
Si(Ⅳ) 0.97 0.77 0.65 0.43 0 0.11 0 0 - -
Sr(Ⅱ) - - - - 1.10 1.20 1.15 1.20 1.20 1.21
Ti(Ⅳ) - - 0.39 0.74 0 0.26 - 0.06 - -
V(Ⅴ) 1.00 1.00 1.20 0.99 1.19 0.99 1.20 1.00 - 1.00
W(Ⅵ) 1.10 1.00 1.20 0.99 1.19 0.97 1.20 1.02 1.25 1.01
Zn(Ⅱ) - - 1.20 1.01 1.17 1.02 1.20 1.00 1.25 0.96
　　＊Ai Ao:表示加入共存离子后的吸光度与未加入共存离子时的吸光度之比
2.8　有机试剂效应
在1μgmL-1钙和 0.2μgmL-1镁溶液中 ,分别加入不同的有机试剂 ,比较其对钙和镁吸光度的增感效
应 ,并观察其对干扰离子的抗干扰效果.
结果表明:具有邻位羟基及羧基式在苯环的邻位均含有羧基及羟基结构的有机试剂均对钙和镁的
吸收信号有增强效应 ,如磺基水杨酸 、柠檬酸 、邻苯二甲酸氢钾 、铬天青 S 、焦班没食子酸 、钛铁试剂等均
可使吸光度提高 15%左右 ,但大部分有机试剂的抗干扰效果并不理想.
通过实验比较 ,使用 0.1%镧盐+1%磺基水杨酸具有较好的抗干扰能力(表 3)
表 3　不同试剂的抗干扰效应
干　扰　离　子
Ca Mg
Ai Ao
试剂
无 1mgmL -1镧 1%磺基水杨酸 1%磺基水杨酸+1μgmL-1镧盐
铝
μgmL -1
100 0.08 0.72 1.00 1.01 1.11 1.03 -
200 - - 0.79 1.03 0.84 1.11 1.03 -
500 - - - 0.98 0.74 1.04 1.00 -
1000 0 0.63 0.08 0.82 0.39 1.00 0.86 -
硅 5(10) 1.48 1.07 1.24 0.99 1.05 0.98
1000 0 0 1 0.10 0.06 0.42 0.07 0.58
钛 10 0.39 0.74 0.33 1.00 1.07 1.03 1.01 1.03
1000 0 0.26 - 1.02 0.68 0.89 0.42 1.00
铜 2000 0.53 1.00 - - 0.99 - 1.11 -
可见 , 在溶液中加入 0.1%镧盐 +1%磺基水杨酸可有效地消除 200μgmL-1铜 , 500μgmL-1铝 ,
10μgmL-1钛及 5μgmL-1硅对钙和镁测定的干扰.
2.9　样品分析
运用富氧空气—乙炔火焰原子吸收光谱法测定黄蘑菇中的钙和镁 ,并对标准样品西红柿叶进行了
测定 ,结果与标准值一致;与 ET-AAS 法相比 ,测定值与检验值一致 ,说明建立的方法准确可靠.测定结
54　　　　　　　　　　　　　　青海师范大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　2007年
果见表4.
表 4　黄蘑菇样品的分析结果(μgg-1)
离子 标准值 本法测定值 ET-AAS方法测定值
西红柿叶 Ca 4.27±0.05 4.29±0.04
Mg 1.36±0.05 1.37±0.06
黄蘑菇 Ca 6.39±0.07 6.41±0.08
Mg 2.61±0.09 2.58±0.10
2.10　方法的检出限和精密度
根据 IUPAC的定义 ,本法对Ca(Ⅱ)和 Mg(Ⅱ)检出限(3σ)分别为:0.13ngmL-1和 0.32ngmL-1 ,相对
标准偏差(RSD)分别为 3.7%和 2.5%(n=8 ,C=50ngmL-1).
3　结论
富氧空气—乙炔火焰是一种新型高灵敏测定钙和镁的高温火焰 ,其灵敏度远比空气 —乙炔及氧化
二氮—乙炔火焰优越 ,方法的检出限为 0.13ngmL-1和 0.32ngmL-1 ,相对标准偏差(RSD)分别为 3.7%和
2.5%(n=8 ,C=50ngmL-1).适合于黄蘑菇中钙和镁的测定.此方法还具有环保 、经济 、适用范围广等优
点.
参考文献:
[ 1] 　Luecke W.Systematic Investigation of Aluminium Interferences on the Arkaline Earth Elements in Flane Atomic Absorption Spectrometry Part Ⅲ.The
Behariour of strontium and Barium[ J] .A nal .At , spet rom.,1994 , 9:105-109.
[ 2] 　翁永和.富氧空气—乙炔火焰.原子吸收光谱法测定铝的研究[ J] .分析化学.1989 , 18(1):72.
Determination of Calcium and Magnesium in Yellow mushroom with Oxygen
Enriched Air-acetylene Flame in Atomic Absorption Spectrometry
LI Jing , ZHENGHong
(Center of Physics and Chemistry ,Department of Science and Technology ,
Qinghai Normal University , Xining 810008 , China)
Abstract:In this paper , the determination of Calcium and Magnesium in Yellow mushroom using oxygen en-
riched air-acetylene flame in AAS has been studied and the effect of acetylene flow , oxygen flow and the ratio of
O2 C2 H2on the absorbance have been compared.When the amount of oxygen is 34% in mixed gas and the ratio of
O2 C2 H2 is about 0.82 , higher sensitivity for Calcium and Magnesium can be obtained.In this flame acids and
most of elements did not interfere.By adding organic reagent the interference can be minimized and the sensitivity
for the determination of Calcium and Magnesium can be increased.The detection limit of the method is 0.13ng
mL
-1
and 0.32ng mL-1 and the relative standard deviation is 3.7% and 2.5%.
Key words:atomic absorption spectrometry;oxygen enriched air-acetylene flame;yellow mushroom;calci-
um;magnesium
55第2期　　李晶 ,郑红:富氧空气 —乙炔火焰原子吸收光谱法测定祁连黄蘑菇中的钙和镁