1 國標中對飼料添加劑及磷酸鹽、碳酸鹽等檢測方法簡介
1.1 原理
樣品經HCl溶解后,其砷以偏砷酸根離子態存在,經碘化鉀、氯化亞錫將高價砷還原為3價砷后,被鋅粒和酸產生新生態氫,形成砷化氫氣體被Ag-DDTC吸收,所呈顏色與砷含量呈正比。
AsH3+6Ag(DDTC)=6Ag+3H(DDTC)+As(DDTC
1.2 操作步驟
詳見GB/T 13079-2006
2 結果與討論
2.1 任選一硫酸銅和氧化鋅樣品,以國標中銀鹽法對兩樣品進行前處理。因硫酸銅樣品中含有SO42-,為防止該樣品脫硫不凈,對結果產生影響,加入乙酸鉛來沉化硫,生成PbS沉淀,對過濾沉淀及未過濾沉淀進行比較,所測樣品及回收率均相同,可見過濾與否并不影響檢測結果。硫酸銅和氧化鋅含量及回收率測定見表1,實驗標準曲線見表2。
表1 硫酸銅和氧化鋅含量及回收率測定
添加劑及添加標準 |
砷含量/(mg/kg) |
回收率/% |
CuSO4 |
3.65 |
/ |
CuSO4+5mL砷標準(1μg/mL) |
7.40 |
75.0 |
ZnO |
未檢出 |
/ |
ZnO+10mL砷標準(1μg/mL) |
9.84 |
98.4 |
表2 實驗標準曲線
μg/mL |
0 |
1.0 |
2.0 |
4.0 |
6.0 |
8.0 |
10.0 |
A |
0.017 |
0.047 |
0.080 |
0.171 |
0.241 |
0.318 |
0.410 |
R=0.9990 a=-0.2230 b=25.3592 |
通過以上實驗數據對比,所測回收率中氧化鋅回收率較高。因在硫酸銅的測定過程中,樣品分析后,砷以不穩定的高價態存在,由于加入了5mL 200g/L的乙酸鉛溶液,高價砷有可能與鉛結合成砷酸鉛而產生沉淀,造成損失,導致回收率較低。
2.2 在以上實驗數據及現象的基礎上,又做了大量含有SO42-的分析純標品,對其進行了回收率的測定,主要用來驗證是否所有含SO42-的物質都不適合銀鹽法測定砷的含量。所測標準物質有硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸鎂等。通過實驗證明,并不是所有含SO42-的物質都不適合該方法,被測物質只有無水硫酸銅和硫酸鐵回收率較低,甚至為零。因實驗過程中涉及添加乙酸鉛溶液,在此,也對加入乙酸鉛溶液是否影響實驗結果進行了驗證(表3)。
由表3數據可以看出,乙酸鉛的加入會嚴重影響砷的含量測定,未加乙酸鉛的砷含量及回收率多數較低,這是由于樣品中未脫凈的硫與新生態氫結合成硫化氫氣體,減少了與砷結合產生砷化氫的氫數量;加入乙酸鉛,會生成硫化鉛沉淀,防止了硫生成硫化氫對結果的影響,使氫與砷充分結合為砷化氫氣體。
2.3 實驗表明,所做樣品、地點、試劑均同,而平行樣品并不能達到允許的偏差范圍(即樣品不平行)。針對這一現象,采用了改變加入乙酸鉛前后順序的方法,因為以鹽酸溶樣后,無論樣品還是樣品中添加的標準品,都會將砷以高價態游離出來,而以偏砷酸根形式存在為不穩定價態,會與所加入的乙酸鉛發生反應,生成砷酸鉛沉淀,這會大量損失砷的含量。若先將樣品中的高價態砷氧化還原,形成穩定的3價態砷(As2O3),此時加入的乙酸鉛溶液就不會沉化3價砷。
具體分析步驟:稱樣品1g(±0.0002),加入10mL(1+3)HCl,再加8mL濃HCl,溶解,加水至35mL,加2mL(150g/L)碘化鉀溶液,混勻,再加入1mL酸性氯化亞錫,充分混勻,靜置15min。加入5mL乙酸鉛溶液,煮沸,放置20min,加入4~5g鋅粒,砷吸收液吸收。
樣品回收率測定步驟:于樣品中加入一定量的標準品,其他分析步驟均同于樣品。
若加完氧化還原劑后立即加入乙酸鉛,與充分反應完全后再加乙酸鉛應有很大區別,因為氧化還原反應時間太短會使高價砷還未全部轉化為3價砷,就已經被沉淀,從而影響測定結果(表4和表5)。
綜合表4和表5,雖然都是對相同樣品及標品做含量和回收率測定,區別在于表4在加完氯化亞錫后,未充分氧化還原反應就加入了乙酸鉛溶液。從理論上講,立即加入乙酸鉛會造成5價砷損失,使結果偏低,因損失多少不定,所以樣品不平行;表5是充分反應完全后加入的乙酸鉛溶液,此時加入乙酸鉛應對實際結果影響不大。
2.4 在表5數據測定過程中,加乙酸鉛后,并未煮沸放置20min,恐影響測定結果,以下是煮沸放置步驟是否對結果產生影響的實驗,考察對象為標品硫酸銅和硫酸鐵,未做樣品對比(表6)。
可見,煮沸放置步驟對實驗有一定影響,但并不大。不過在操作過程中,建議煮沸放置,因為回收率雖然均達不到要求,但操作此步驟的回收率偏高。
3 結論
結合上述實驗結論與平時積累經驗,總結如下幾點:
(1)乙酸鉛對實驗結果影響很大,受硫的影響,加入乙酸鉛回收率大于未加乙酸鉛的回收率;
(2)是否過濾硫化鉛沉淀,對檢測結果影響不明顯;
(3)改變乙酸鉛的加入順序,即還原前或還原后加入,對結果的測試有一定影響,還原前加入比還原后加入所產生的白色沉淀多,很可能偏砷酸根與鉛結合隨之沉淀;
(4)形成硫化鉛沉淀后,是否煮沸放置樣品對反應后的結果有一定影響,但不太明顯;
(5)加入鋅粒不宜過少,太少的話產生氫氣量不夠與還原后的3價砷結合,使結果偏低;
(6)不是所有含硫酸根離子的物質都不適合銀鹽法,該實驗中,只有硫酸銅和硫酸鐵不適用于此法。