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化学检验员微量元素测定用标准溶液的制备

在化学分析中,微量元素的测定对标准溶液的准确性和纯度要求极高。化学检验员在进行原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)或质谱(ICP-MS)等痕量元素分析时,必须正确制备标准溶液,以确保校准曲线的准确性和检测结果的可靠性。

以下是微量元素测定用标准溶液的制备方法及关键注意事项。


一、标准溶液制备的基本原则

高纯度原料:使用有证标准物质(CRM)或高纯度基准试剂(纯度 ≥ 99.9%),避免引入杂质。

高纯水:必须使用一级水(电阻率 ≥ 18.2 MΩ·cm),防止水中杂质干扰测定。

洁净容器:使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)材质的容量瓶和移液器,避免玻璃容器溶出钠、硅、硼等元素。

逐级稀释:避免一次性过度稀释,通常采用“母液→中间液→工作液”的多级稀释方式,提高准确性。

现配现用:微量元素标准溶液不稳定,尤其是一些易水解、易吸附或易被还原的元素,应尽量新鲜配制。


二、标准溶液的制备步骤

1. 母液的配制(通常为1000 mg/L)

称取适量高纯金属或其化合物(如氧化物、硝酸盐),溶于适量高纯酸中。

示例:配制1000 mg/L的铁标准溶液:

称取0.1430 g 硫酸铁铵((NH₄)Fe(SO₄)₂·12H₂O),用少量稀硝酸溶解;

转移至100 mL容量瓶,用一级水定容至刻度,混匀。

所用酸(如硝酸、盐酸)也应为高纯级(优级纯或更高),避免杂质引入。

某些难溶金属可采用加热助溶,但需避免高温导致挥发损失。

2. 中间标准溶液的配制(如100 mg/L 或 10 mg/L)

用移液管准确移取一定体积的母液,稀释至适当体积。

例如:取10.00 mL 1000 mg/L母液,定容至100 mL,得到100 mg/L中间液。

使用前需充分摇匀。

3. 工作标准溶液系列的配制(用于绘制校准曲线)

根据仪器检测范围和样品浓度,用中间液逐级稀释成不同浓度的标准系列(如0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 mg/L)。

每个浓度点独立配制,避免连续稀释带来的累积误差。

所有稀释均使用相同基体(如2%硝酸),以保持基体一致性,减少基体效应。


三、特殊元素的处理注意事项

易水解元素(如Al、Sn、Bi、Zr):

易形成沉淀,需加入适量酸(如硝酸或盐酸)稳定。

避免使用碱性条件或高pH稀释。

易挥发元素(如Hg、As、Se):

汞标准液需加入氧化剂(如K₂Cr₂O₇)防止还原为金属汞;

As、Se常以氢化物形式存在,需控制价态(如As³⁺或As⁵⁺),必要时加入还原剂(如硫脲)。

易吸附元素(如Pb、Cd、Ag):

容易吸附在容器壁上,导致浓度下降;

建议加入少量酸(如1–2% HNO₃)并使用硅烷化或惰性材质容器。

价态敏感元素(如Cr⁶⁺/Cr³⁺、As³⁺/As⁵⁺):

需根据测定目标控制价态,避免相互转化;

必要时加入稳定剂或避光保存。


四、储存与使用要求

容器选择:优先使用PTFE或HDPE塑料瓶,避免玻璃瓶。

储存条件:

标准溶液应密封、避光、低温(4℃左右)保存;

高浓度母液相对稳定,可保存6–12个月;

低浓度工作液不稳定,建议当天配制使用。

标签管理:注明溶液名称、浓度、配制日期、有效期、配制人等信息。

定期核查:对长期使用的标准溶液,应定期与有证标准物质比对,确认其准确性。


五、质量控制措施

空白对照:配制过程中同步做试剂空白,监控背景污染。

标准物质验证:用有证标准物质验证自制标准溶液的准确性。

重复性检查:同一标准系列重复测定,确保响应稳定。

校准曲线相关性:相关系数(R²)应 ≥ 0.995,否则重新配制。


六、总结

化学检验员在制备微量元素标准溶液时,必须做到“精、净、稳、准”:

精:称量、移液、定容操作精确;

净:使用高纯试剂、高纯水和洁净容器;

稳:控制元素价态、防止水解、吸附或挥发;

准:通过质量控制手段确保溶液浓度真实可靠。

只有高质量的标准溶液,才能建立准确的校准曲线,最终获得可信的分析结果。建议建立标准溶液配制记录和管理制度,实现全过程可追溯。


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