化学发光法测定饲料中砷的含量

江苏淮阴粮食干部学校    季玉兰

1  原理

  样品经灰化除去有机物,水浴加热溶解,加入还原剂草酸液,将As5+还原为As3+,并加入掩蔽剂三乙醇胺,消除Mn2+对测砷的干扰,As3+与I5+在酸性条件下(pH=3)反应生成单质碘。利用单质碘与碱性鲁米诺混合时,能产生化学发光,并县其发光强度与As3+的浓度,在一定范围内成线性关系,与标准工作曲线比较测定。

2  试剂与仪器

  本方法中所用试剂,除特殊说明外,均为分析纯,实验室用水为蒸馏水。

2.1    砷(Ⅲ)标准溶液  精确称取0.1320g在100℃干燥2h的As2O3(优级纯),加5mL20%氢氧化钠溶液,溶解后加1mol/L硫酸25mL,移入1000mL容量瓶中,加水定容,此时溶液每毫升相当于100μg砷。按GB13079-91配制砷标准工作溶液,此时溶液每毫升相当于1μg砷。

2.2    鲁米诺贮备液(1.0×10-2mol/L)   准确称取1.7720g鲁米诺,加入4g氢氧化钠,用水溶解后定容于1000mL容量瓶中,避光保存。

2.3    KIO3标准溶液(1.0×10-2mol/L)     精确称取21.4000gKIO3,蒸馏水溶解定容于1000mL容量瓶中。

2.4    常规试剂、仪器  20%氢氧化钠溶液、1.0mol/L稀硫酸、0.1mol/L稀硫酸、0.1mol/L氢氧化钠溶液、三乙醇胺、草酸、瓷坩埚等实验室常用仪器。

2.5    YHF-1型液相化学发光分析仪。

2.6    PHS-3C型酸度计。

3  分析方法及步骤

3.1    样品处理  准确称取5g(精确至0.0001g)样品于30mL瓷坩埚中,在电炉上加热炭化,然后移入550℃高温炉中灰化4h至无炭粒,取出冷却,加入1.0mol/L硫酸溶液5mL,在水溶中加热溶解后,过滤于100mL容量瓶中,用水定容得样品溶液备用。

3.2    样品分析液的配制  准确称取10mL样品液与10mL草酸溶液,充分混合均匀,加1mL1.0mol/L稀硫酸溶液,静置片刻后,将溶液移入50mL容量瓶中,定容作为样品贮备液。取10mL样品贮备液于50mL容量瓶中,加入0.5mL0.1mol/L的KIO3溶液、1mL三乙醇胺,用0.1mol/L稀硫酸或0.1mol/L的氢氧化钠调pH=3后,再加入pH=3的稀硫酸稀释至刻度线,作为分析液用于样品测定。

3.3    条件实验分析液配制   将一定量的砷(Ⅲ)标准溶液移入50mL容量瓶中,加入0.5mL0.1mol/L的KIO3溶液,用0.1mol/L的稀硫酸或0.1mol/L的氢氧化钠调pH=3后,再用pH=3的稀硫酸稀释至刻度线,摇匀,用于条件实验。

3.4    测定

3.4.1    打开仪器,调节负高压-300V,预热仪器0.5h后,预测数次确定适宜的工作参数。

    移取2mL样品分析液注入发光仪试液的贮管,移取3mL鲁米诺贮备液注入反应池,平缓打开试液贮管活塞,将试液加入反应池中,此时记录仪上记录下反应的化学发光相对强度,待反应结束后,打开废液排放活塞,放出反应废液,用水洗净备用。

3.4.2    工作曲线绘制   通过实验,选择最佳条件绘制工作曲线。为了提高测定的准确度,工作曲线按一数量级范围分级绘制。以As3+浓度在1.0×10-6~10.0×10-6g/mL为例,分别向6个50mL容光焕发量瓶移取As3+浓度为1.0×10-4g/mL的标准溶液:1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL,然后用pH=3的稀硫酸稀释至刻度线,摇匀,按测定步骤测出它们的峰值,以As(Ⅲ)浓度(g/mL)为横坐标,发光强度(格)为纵坐标绘制工作曲线。

3.5    结果计算   根据记录仪上的发光曲线,测量其峰高,并在工作曲线上求得试样中砷的含量,进而求得样品中砷的含量。计算结果表示到0.01mg/kg。

4  结果与讨论

4.1    条件实验  当砷(Ⅲ)浓度1.0×10-7~10.0×10-5g/mL时,通过正交试验表明:实验最佳IO3-深度为1.0×10-3mol/L,鲁米诺浓度为1.0×10-2mol/L。

    通过试验证实,在pH=3时,碘-鲁米诺发光强度最大,配制溶液在半小时内测定效果最佳。矿物质元素除Mn对测砷结果有干扰外,其他元素无干扰,本实验采用加入掩蔽剂三乙醇胺消除Mn2+对测砷(Ⅲ)的干扰。

4.2    线性关系   通过实验,选择最佳条件绘制工作曲线表明:As(Ⅲ)浓度在1.0×10-7~1.0×10-5g/mL范围内,发光强度与砷浓度呈良好的线性关系。

4.3    精密度试验  在砷(Ⅲ)浓度为1.0×10-6g/mL、KIO3浓度为1.0×10-3mol/L、负高压-600V、量程为10mV的条件下,连续测定10次,测定结果见表1。根据测定结果,相对标准偏差RSD=2.44%。

表1    精密度试验测定结果

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
发光强度(格) 6.86 6.59 6.42 6.57 6.45 6.72 6.46 6.78 6.44 6.42

4.4    样品加收率试验   取不同的饲料样品5份,在负高压为-600V、量程为10mV条件下,测定样品分析液,结果见表2。

表2    饲料中砷含量分析结果

分析结果 回收试验
加入As量(mg/kg) 测得As量(mg/kg) 回收率(%)
1 0.12 1.00 1.06 94.6
2 0.46 1.00 1.44 98.6
3 0.88 1.00 1.84 97.9
4 2.50 2.00 4.64 103.1
5 4.24 4.00 8.18 99.3

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