Kadmiumin ja lyijyn määrittäminen atominabsorptiospektrometrian grafiittiuunitekniikalla

Määritelmä
Näyte käsitellään typpihapolla suljettuun astiaan kehittyvän paineen ja lämpötilan avulla. Muodostunut liuos laimennetaan ja kadmium- ja lyijypitoisuudet määritetään grafiittiuunitekniikalla.

Reagenssit
Reagensseina käytetään analyysipuhdasta laatua.

• Vesi
  Puhdistetun veden sähkönjohtavuuden on oltava < 0,1 µS/cm eikä siinä saa olla yli 45 µm läpimittaisia hiukkasia.
• Typpihappo 15 mol/l
  Käytä hivenainemäärityksiin tarkoitettua laatua.
• Typpihappo 0,15 mol/l
  Laimenna 10 ml typpihappoa (HNO₃, tiheys 1,4 g/ml) vedellä litraksi.
• Typpihappo 0,5 mol/l
• Kadmiumin perusliuos 1000±2 mg/l
  Liuotetaan 2,744±0,005 g kadmiumnitraattitetrahydraattia (Cd(NO₃) 4 H₂O) litraksi 0,5 mol/l HNO₃.
• Kadmiumin vertailuliuos 1,00 mg/l
  Laimenna 1 ml kadmiumin perusliuosta litraksi 0,15 mol/l HNO₃. Liuos säilyy useita kuukausia polyeteenipullossa.
• Lyijyn perusliuos 1000±2 mg/l
  Liuotetaan 1,000 g lyijyä seokseen, jossa on 10 ml typpihappoa (HNO₃, tiheys 1,4 g/ml) ja 10 ml vettä ja laimennetaan litraksi.
• Lyijyn vertailuliuos 1,00 mg/l
  Laimenna 1,00 ml lyijyn perusliuosta litraksi 0,15 mol/l HNO₃. Liuos säilyy useita kuukausia polyeteenipullossa.
• Matriisin muunnosliuoksina voidaan käyttää kolmea eri liuosta, jotka ovat
  palladiumnitraatti-, ammoniumdivetyfosfaatti- ja magnesiumnitraattiliuos. Palladiumnitraatin kantaliuos valmistetaan liuottamalla 2,0 g Pd(NO₃) 10 ml typpihappoa (HNO₃, tiheys 1,4 g/ml) ja laimentamalla 500 ml:ksi.
  Ammoniumdivetyfosfaatin kantaliuos valmistetaan liuottamalla 2,0 g NH₄H₂PO₄ veteen ja laimentaan 100 ml:ksi.
  Magnesiumnitraatin kantaliuos valmistetaan liuottamalla 0,5 g Mg(NO₃)₂ veteen ja laimennetaan 100 ml:ksi.

3. Laitteet

• Tavallisia laboratoriovälineitä, jotka puhdistetaan liottamalla niitä 12 tuntia 1 mol/l typpihapossa. Huuhtele lopuksi vedellä.
• Märkähajotus voidaan tehdä autoklaavilla tai mikroaaltouunilla.
  Autoklaavi, jossa lämpötila voidaan pitää lämpötila 160±5 °C ja jossa on ylikuumenemisen turvajärjestelmä. Autoklaavi on varustettu 250 ml PTFE:stä (polytetrafluorietyleeni) valmistetulla sisäastialla, jonka kansi on myös PTFE:tä.
  Mikroaaltouunissa tulee olla pyörivä astiakaruselli ja uunin pitäisi pystyä pitämään lämpötila 175 °C. Hajotusastiana käytetään 100 ml PTFE-astiaa, joka voi olla matala- tai korkeapaineastia.
• Atomiabsorptiospektrometri, jossa on mahdollisuus käyttää L“vovin tasolla varustettuja ja pyrolyyttisellä grafiitilla päällystettyjä uunin putkia.

Näytteen valmistus
Revitään näytteet 10 mm x 10 mm suuruisiksi koepaloiksi. Halkaistaan massa- ja kartonkinäytteet paksuudeltaan pienemmiksi. Annetaan näytteiden saavuttaa vaa“an ympäristön kosteustasapaino pitämällä näytteitä vaa“an läheisyydessä 20 minuuttia. Punnitaan tarkasti autoklaavi hajotusta varten 1,000g ja tehdään kaksi rinnakkaista näytettä sekä nollanäyte. Mikroaaltouuni hajotuksessa käytettävä näytekoko on 120 ml astiassa 0,3 g.

Märkähajotus
Siirretään näyte PTFE-astiaan ja lisätään 10 ml typpihappoa (HNO₃, tiheys 1,4 g/ml). Hajotusastia suljetaan omalla kannellaan ja astia asetetaan joko autoklaaviin tai mikroaaltouniin. Jos näyte sisältää estereitä tai alkoholeja muodostavat ne typpihapon kanssa räjähtäviä seoksia. Jos näyte sisältää merkittäviä määriä kyseisiä yhdisteitä, ei typpihappoa voida käyttää.
Autoklaavin suljetaan laitteen ohjeen mukaan. Kuumenna 160±5 °C 16±1 tuntia. Avaa jäähtynyt autoklaavi vetokaapissa. Mikroaaltouunia kuumennetaan portaittain n. 45 minuutin ajan ja pidetään lämpötila 175±5 °C:ssa 5 minuuttia. Hajotusastian annetaan jäähtyä ja avataan vetokaapissa. Varmistetaan, että näyte on hajonnut täydellisesti.
Typpihöyryjen annetaan häipyä ja laimennetaan 25 ml:ksi. Annetaan kiintoaineen laskeutua pohjalle.

Metallipitoisuuden määrittäminen
Taulukko 1. Vertailuliuosten laimennukset

Käytetään kolmea vertailuliuosta ja yhtä reagenssinollaa ja ota vertailuliuos 2
referenssinäytteeksi. Laimenna liuokset 0,15 mol/l typpihapolla. Lisätään kadmium ja lyijyn liuoksiin palladiumnitraatti-, ammoniumdivetyfosfaatti- ja magnesiumnitraattiliuosta matriisin muuntamiseksi. Tarkasta laitteenkäyttöohjeesta matriisinmuuntajien pitoisuudet.
Mittaa nolla, vertailuliuokset, referenssinäyte ja näytteet atomiabsorptiospektrometrin ohjeen mukaan.

Pitoisuus
X = ( c f V ) / ( m ), jossa
X = happoliukoisen alkuaineen pitoisuus, mg/kg
c = mittauksesta saatu tulos, josta reagenssinolla on vähennetty, mg/l
f = laimennuskerroin
V = näyteliuoksen tilavuus = 25 ml
m = kuivatun näytteen määrä, g
Tulos ilmoitetaan kullekin alkuaineelle kahdella merkitsevällä numerolla, jos tulos on yli 1 mg/kg ja yhdellä merkitsevällä numerolla, jos tulos on 0,1 – 1 mg/kg.

Suhteellinen virhe % = RSD= 100s/x, jossa
x = keskiarvo
s = keskihajonta

Taulukko 2. Autoklaavilla ja mikroaaltouunilla hajotetun näytteen alkuaineen kopiopaperissa.

Lähteet: Scandinavian pulp, paper and board testing committee scan-cm 54:97

Etusivu > Teollisuusnäyteanalyysit > Kadmium ja lyijy grafiittiuunitekniikalla
Etusivu > Analyysiohjeet > Kadmium ja lyijy grafiittiuunitekniikalla

Raportointi-
kaavake
(33 kt Word)