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Plasma 3000型全譜電感耦合等離子體原子發射光譜測試高純氯化銨中痕量元素含量
前言
氯化銨，簡稱氯銨，是一種無機物，化學式為NH4Cl，是指鹽酸的銨鹽，多為制堿工業的副產品。含氮24%?26%，呈白色或略帶黃色的方形或八面體小結晶，有粉狀和粒狀兩種劑型，粒狀氯化銨不易吸濕，易儲存，而粉狀氯化銨較多用作生產復肥的基礎肥料。氯化銨用于稻田肥效較高而且穩定，因為氯既可抑制稻田硝化作用，又有利于水稻莖稈纖維形成，增加韌性，減少水稻倒伏和病蟲侵襲。氯化銨的用途：1.可用作原料，制造干電池和蓄電池、其他銨鹽、電鍍添加劑、金屬焊接助熔劑；2.用作染色助劑，也用于鍍錫和鍍鋅、鞣革、醫藥、制蠟燭、黏合劑、滲鉻、精密鑄造；3.用于醫藥、干電池、織物印染、洗滌劑。2023年10月5日，美國科學家發現了第六種基本味道的證據，這種味道就是“氯化銨”。因此準確測定高純氯化銨中的痕量元素Al、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、As、Fe、Cd是其應用的重要保證。
目前，關于氯化銨的分析方法，在國標《GB/T 658-2006 氯化銨》和《GB/T 2946-2018 氯化銨》都是比濁法、比色法、原子吸收法、火焰光度法。這些方法幾乎都有分析程序長、操作較復雜、只可單元素測定的缺點。因此本文選用國產全譜電感耦合等離子體發射光譜儀Plasma 3000，具有可同時測定多種元素、分析速度快，檢出限低并且精密度良好，動態范圍寬等特點。
圖1 某公司生產的高純氯化銨樣品
圖2 Plasma 3000電感耦合等離子體原子發射光譜儀
實驗部分
1.1 試劑、材料和設備
1.無特殊說明，本標準中試驗所用水為GB/T 6682中規定的一級水；
2.鹽酸；
3.塑料容量瓶；
4.微量移液器；
5.氬氣（質量分數≥99.99%）；
6.電子天平；
7.電熱板；
8.玻璃進樣系統；
其他特殊設備；
1.2 樣品制備與前處理
按照HG/T 3921 化學試劑采樣及驗收規則或相關行業標準進行取樣和制樣。
標準加入法：稱取適量高純氯化銨試樣于聚四氟乙烯燒杯中，用少量去離子水潤濕樣品后，加鹽酸、純水，將試樣置于電熱板于100℃左右加熱，待鹽類溶解干凈后，取下冷卻至室溫，將樣品無損耗轉移至50mL容量瓶中，在后5個瓶內分別加入4、10、20、40、80μg混合標準溶液，得到濃度為0.08、0.20、0.40、0.80、1.60μg/mL標準加入曲線，以水定容，搖勻待測。
1.3 標準加入法混合標準溶液的配制
如下表，分別移取Al、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、As、Fe、Cd標準溶液（濃度均為1000）2.00mL于50 mL容量瓶中，加入1.00 mL鹽酸（MOS級），稀釋至刻度，搖勻，得到混合標準溶液濃度為40.00μg/mL，再按照下表從混合標準溶液分別移取，配制到溶解好的樣品溶液中，配制成濃度如下表的標準加入法混合標準溶液。
表1標準加入法混合標準溶液的配制
1.4 儀器設備參數
表2 儀器設備參數
結果與討論
2.1 分析方法的選擇和待測元素譜線選擇
由于高純氯化銨中的痕量元素含量本身比較低，需要多稱樣品來提高溶液中被分析元素濃度，外加本實驗室也沒有合適的高純氯化銨來進行基體匹配，如果單純用水標標準曲線法來測高純氯化銨，由于氯化銨的高濃度而產生嚴重的鹽效應和基體效應，從而導致結果出現較大誤差，因而更好的選擇是標準加入法。采用標準加入法，標準曲線中的基體和樣品基體已大體相似，能夠克服鹽效應和基體效應。
表3 待測元素譜線選擇和元素條件
在測定中，遵循低含量元素用靈敏線，高含量元素次靈敏線的原則，從基體干擾和背景校正兩方面考慮選出各元素的最佳測定譜線(見表3)。只考慮光譜干擾和背景影響來確定分析譜線，選擇靈敏度高且無共存元素干擾的譜線作為分析線，為提高靈敏度，對多數低含量分析元素采用扣除背景方式進行測定。
圖3 Al元素譜圖及工作曲線
圖4 Pb元素譜圖及工作曲線
圖5 As元素譜圖及工作曲線
（由于篇幅太長、其他元素譜圖和工作曲線省略）
從各元素譜圖和線性關系來看，符合方法學要求，均滿足測試的需要。
2.2 精密度
參照GB/T 6379.2-2004測量方法與結果的準確度(正確度與精密度) 第2部分；確定標準測量方法重復性與再現性的基本方法分別對同一樣品在重復條件下進行7次平行實驗得到精密度，其結果如表4所示：
表4 精密度檢測數據
由于Pb、As和Al靈敏度相對較低，而元素濃度也相對較低、所以RSD%相對較高，但是完全滿足測試要求。
2.3 方法檢出限和加標回收率
先測試該方法的檢出限，看是否滿足最低含量要求。由于沒有相應的標準樣品，為了驗證該方法的準確性，通過樣品加標液做回收率驗證。
表5方法檢出限和加標回收率
注1：此結果已接近方法的檢出限，小于方法的定量限，只能作為參考值。
從檢出限和加標回收率看，該方法能夠滿足分析測試的要求。
結論
采用鋼研納克生產的Plasma 3000型電感耦合等離子體發射光譜儀建立了高純氯化銨中痕量元素Al、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、As、Fe、Cd含量的測定方法，該方法經過標準加入法克服鹽效應和基體效應的的雙重影響。通過加標回收率驗證，其測試結果在允許差范圍內，重復性均在要求范圍內，可實現快速準確測定高純氯化銨中痕量元素Al、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、As、Fe、Cd的含量。