01
第一部分:原理
硼作为农作物生长必须的微量元素,在土壤中过量存在会对农作物产生毒害的作用,因此对肥料中硼的测定有重要的意义。目前,用于测定硼的方法很多,如采用电感耦合等离子体原子发射光谱法对肥料中微量元素硼进行定量分析;采用姜黄素分光光度计及甘露醇滴定法测定肥料中的硼;采用单扫示波极谱法测定硼。因电感耦合等离子体原子发射光谱法仪器较昂贵、成本高,采用甲亚胺-H酸分光光度计法测硼是目前较常用的方法。分光光度计法的肥料前处理均通过沸水提取,再用EDTA掩蔽铁、铝、铜等干扰离子。当pH为5时,样品溶液中的硼离子与甲亚胺-H酸生成黄色配合物,在波长415nm处测定吸光度。由于有些样品经沸水提取后含有黄色干扰物,严重影响测定结果的准确性。笔者拟采用硝酸-高氯酸消化体系对肥料样品的前处理加以改进,消除其他黄色物质的干扰,以进一步提高测定结果的准确性。
02
第二部分:材料与方法
2.1 仪器与试剂
紫外可见分光光度计(上海有限公司) ;酸度计 ;数控电热板。分析方法中,硼酸、甲亚胺-H酸、EDTA、硝酸、高氯酸、盐酸、氢氧化钠均为分析纯试剂,同时使用符合GB 6682中规定的三级水。
2.2 相关溶液的配制
2.2.1 1000mg/L硼标准储备溶液。
称取5.720g预先在浓硫酸干燥器内至少干燥24h的硼酸,精确至0.001 g,置于100ml聚乙烯烧杯中,加水使之溶解,定量转移到1 000 ml容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,贮于聚乙烯瓶中。准确稀释硼标准溶液10倍,得到100 mg/L硼酸标准使用溶液,用时现配。
2.2.2 甲亚胺-H酸。
称取18.00gH酸钠盐于1000ml水中,稍加热,使之完全溶解,必要时可过滤分离不溶物。在酸度计上,边搅拌边用100g/L氢氧化钠溶液调节pH至7,然后加盐酸溶液,调节pH至1.5,加热到60℃,边激烈搅拌边徐徐加入水杨醛20ml,继续保温搅拌1h,取出,置于冷暗处,静置至少24 h以上,用大号氏斗
抽滤,收集橙红色沉淀,用无水乙醇洗涤沉淀5~6次,然后将沉淀置于100℃干燥箱内,干燥3h。取出冷却后用玛瑙研钵研细,放在塑料器中,置于干燥器内保存。
2.2.3乙酸铵缓冲溶液(pH5.2) 。
称取250g乙酸铵,用水溶解,并稀释至500ml,在酸度计上用盐酸(1+10) 溶液,调节pH至5.2。
2.2.4 显色剂溶液。
称取0.6g甲亚胺-H酸和2g抗坏血酸,置于100ml聚乙烯烧杯中,加水30ml,加热到35~40℃使其溶解,冷却后转移到100 ml石英容量瓶中,加水至刻度,混匀,应现配现用。
2.3 试验方法
2.3.1 试验溶液的制备。
供试肥料为某一企业生产,按GBT 8571-2008进行制备样品。称取1~5 g试样(预计试样中含硼0.25~5.00mg/kg) ,精确至0.001 g,置试样于50 ml 聚四氟乙烯坩埚中。按照表1所示的4组处理方式,分别加入10 ml浓硝酸与1ml高氯酸,加热并保持200℃,直至样品冒浓的白色烟;再将样品冷却至室温后加水150 ml,盖上表面皿,煮沸15 min,取下,冷却至室温,转移到250 ml容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,干过滤。弃去最初2~3 ml滤液后,作为测定硼的试液。同时,按上述的试验步骤,除不加试样外,制备空白试验溶液。
2.3.2工作曲线的绘制。
移取100mg/L硼标准使用溶液于7个100ml石英容量瓶中,使其硼含量分别为0、1.00、 2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mg/L。同时,在烧杯中均加入25ml37.3g/LEDTA溶液,在酸度计上用氢氧化钠或盐酸溶液调节pH至5.0,加入10ml乙酸铵缓冲溶液和10ml显色剂溶液,转移入100ml容量瓶中,用水定容,混匀,于室温下避光放置3h。用1cm吸收池,在波长415nm处,以水为参比,依次测定标准溶液的吸光度。显色溶液在暗处放置3h 后,还可稳定2h,测定应在此期间进行。以标准溶液的硼含量(mg/kg)为横坐标,以相应的吸光度为纵坐标,绘制工作曲线。工作曲线的绘制必须与每次样品测定同时进行。
2.3.3样品的测定。
移取10ml试验溶液于100ml聚乙烯烧杯中,以上述“1.3.2”操作步骤,于各烧杯中加入25ml EDTA溶液,在酸度计上用氢氧化钠或盐酸溶液调节pH至5.0,加入10ml乙酸铵缓冲溶液和10ml显色剂溶液,转移入100ml石英容量瓶中,定容,混匀,于室温下避光放置3h, 依次测定样品溶液的吸光度。
2.3.4方法的验证。
另取一份样品,加入硼标准储备液,同“1.3.1”方法消化处理,测定计算样品的回收率。
03
3.1前处理方式对测定硼结果的影响
该研究对同一样品按照上述试验方法做了6次平行。由表1可知,样品通过不同前处理方式,测定硼值有所偏差。通过加入硝酸或高氯酸煮沸浸提的硼含量均低于直接煮沸浸提的硼测定值4.75mg/kg,同时硝酸-煮沸浸提测定硼含量为4.32mg/kg,略低于高氯酸-煮沸浸提的4.55mg/kg,尤其硝酸-高氯酸-煮沸浸提方式处理的硼含量为4.13mg/kg,比直接煮沸浸提的硼含量明显低0.58mg/kg。由此可知,通过加入单一的硝酸、高氯酸或两者的混合酸对样品进行预处理,均能降低样品中黄色物质干扰,硝酸消化效果比高氯酸好,同时说明硝酸与高氯酸按一定比例混合消解处理肥料,能进一步消除其他干扰物质。硝酸和高氯酸都为强氧化剂、强腐蚀性的酸。在分析样品中微量元素的含量时,样品的前处理常采用硝酸-高氯酸氧化体系的湿消化法。这一消化体系在加热条件下消化速度快,氧化较完全,是样品的较理想消化方法。借助于硝酸-高氯酸消化体系,能除去肥料中含浅黄色或黄色类的物质,使其样品中的硼元素及其他金属元素被充分释放出来。通过加入EDTA掩蔽铁、铝、铜等干扰离子,能避免金属离子的干扰。由此可知,硝酸-高氯酸消化体系能消除通过直接浸提的水溶性的黄色物质,提高测定结果的准确性。
3.2加标回收率的测定
该研究对4种前处理样品进行加标回收试验。由表2可知,样品的加标回收率均在96%~ 104%范围内。由此可知,在前处理过程中添加的硼元素没有损失,符合回收率规定要求,方法可行性高。肥料样品经硝酸-高氯酸消化体系分解后,消除了有机成分产生的黄色 物质的干扰,而且在分解的过程中没有损失被测元素成分含量,方法可靠。
04
该研究预先采用硝酸-高氯酸消化体系处理肥料样品,采用甲亚胺-H酸分光光度法测定硼,发现对肥料中硼含量 能被准确测定,尤其是含颜色类的肥料,能完全消除硼离子与甲亚胺-H酸生成黄色配合物的其他颜色类干扰物质,其 加标回收率为96%~104%,精密度好,进一步提高样品测定的准确性。
05
上海有限公司(以下简称美析),是一家具有自主知识产权的高新技术企业,美析的创业理念“科技——因你改变”,并以此为企业宗旨,不断探究、果敢创新。特别是在分析测试仪器领域,不断开发出先进的产品,使美析成为优质仪器资源的供应者。
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