《原子吸收分光光度法》课程教学资源（分析手册）第09册 有色金属（II）和钢铁分析

原子吸收分析分析手册第9册有色金属(I)和钢铁分析SHIMADZU CORPORATIONKYOTO,JAPAN

原子吸收分析分析手册 第 9 册 有色金属(II) 和钢铁分析

原子吸收分析分析手册第9册目录16.有色金属分析16.1钛和钛合金分析方法S16.11样品前处理16.1.2火焰原子吸收法A16.2砷化晶体分析8816.2.1样品前处理16.2.2石墨炉原子吸收方法.1016.2.3火焰原子吸收法.17-.2017.钢铁分析17.1钢铁分析方法参考文献.2017.1.1样品前处理...2017.1.2火焰原子吸收法.3317.2铁合金分析方法..52..5317.2.1样品前处理17.2.2火焰原子吸收法55-1

- 1 - 原子吸收分析分析手册 第 9 册 目 录 16. 有色金属分析. 3 16.1 钛和钛合金分析方法. 3 16.11 样品前处理. 3 16.1.2 火焰原子吸收法. 4 16.2 砷化镓晶体分析. 8 16.2.1样品前处理. 8 16.2.2 石墨炉原子吸收方法. 10 16.2.3 火焰原子吸收法. 17 17. 钢铁分析. 20 17.1 钢铁分析方法 参考文献. 20 17.1.1 样品前处理. 20 17.1.2 火焰原子吸收法. 33 17.2 铁合金分析方法. 52 17.2.1 样品前处理. 53 17.2.2 火焰原子吸收法. 55

前言分析手册第9册说明有色金属和钢铁的分析方法。此处说明的分析方法是被日本工业标准（JIS）所接受的用原子吸收分析方法分析元素的方法。此处的分析技术根据岛津原子吸收分光光度计的特点而加以优化。这些方法应用的前提是分析样品的组成与JIS中指定的相似，然而，实际分析中样品的组成也许与JIS中指定的不同。遇到上述情况，文中的前处理步骤、消除干扰的措施，背景校正以及火焰条件等就需要额外的最优化。此外，上述测定条件基于使用岛津AA~6000系列原子吸收分光光度计，使用其他型号的原子吸收分光光度计，则前处理条件，如所需的样品等，以及测定条件和校准曲线浓度范围等都可能需要更改。注：滤纸在几个参考文献中，其操作步骤涉及滤纸的使用，在此加以说明。所有提到的滤纸都是AdvantecMfs.Inc.的产品，与其他厂家出品的滤纸的对应关系如下表：AdvantecWhatmanSchleicher & Schuel5A41589Black5B40589White5C42589 Red644589Blue-2-

- 2 - 前言 分析手册第 9 册说明有色金属和钢铁的分析方法。 此处说明的分析方法是被日本工业标准（JIS）所接受的用原子吸收分析方法分析 元素的方法。此处的分析技术根据岛津原子吸收分光光度计的特点而加以优化。 这些方法应用的前提是分析样品的组成与 JIS 中指定的相似，然而，实际分析中样 品的组成也许与 JIS 中指定的不同。遇到上述情况，文中的前处理步骤、消除干扰的措 施，背景校正以及火焰条件等就需要额外的最优化。 此外，上述测定条件基于使用岛津 AA~6000 系列原子吸收分光光度计，使用其他 型号的原子吸收分光光度计，则前处理条件，如所需的样品等，以及测定条件和校准 曲线浓度范围等都可能需要更改。 注：滤纸 在几个参考文献中，其操作步骤涉及滤纸的使用，在此加以说明。所有提到的滤纸都 是 Advantec Mfs. Inc. 的产品，与其他厂家出品的滤纸的对应关系如下表： Advantec Whatman Schleicher & Schuell 5A 41 589 Black 5B 40 589 White 5C 42 589 Red 6 44 589 Blue

16.有色金属分析16.1钛和钛合金分析方法参考文献Japan Industrial StandardQuantitationMethodforManganese inTitaniumandTitaniumAlloyJISH1613JISH 1614QuantitationMethodforIroninTitaniumandTitaniumAlloyQuantitation Method for Magnesium in Titanium and Titanium Alloy JIS H 1616JISH1623Quantitation Method for Sodium in Titanium and Titanium Alloy16.11样品前处理a)Fe,Mg，Mn称取0.50g的样品（Mn，1.0g)准确到1mg转移到200ml聚乙烯烧杯中。加10ml的盐酸(1+1)和5ml的氢氟酸(1+1)，盖上聚乙烯表面皿在水浴上温和地加热分解。滴3ml的硝酸1+1）到烧杯中，在再次加热挥发氮氧化物后，用水清洗表面血的底部并除去表面血。加3g的硼酸，彻底搅拌溶解，冷却到室温后，转移溶液到100ml容量瓶，用水定容到体积。b)Na称取1.0g的样品精确到1mg转移到300ml聚乙烯烧杯中。加40ml的水，逐渐加入10ml的氢氟酸（1+1)。盖上聚乙烯表面血，在水浴上温和地加热分解。滴3ml的硝酸（1+1）到烧杯中，再次加热挥发氮氧化物。用水清洗表面血的底部，除去表面血。加3g的硼酸，彻底地混合溶解，冷却到室温。转移溶液到500ml容量瓶，用水定容到体积，转移溶液到干燥的聚乙烯瓶中。-3-

- 3 - 16. 有色金属分析 16.1 钛和钛合金分析方法 参考文献 Japan Industrial Standard Quantitation Method for Manganese in Titanium and Titanium Alloy JIS H 1613 Quantitation Method for Iron in Titanium and Titanium Alloy JIS H 1614 Quantitation Method for Magnesium in Titanium and Titanium Alloy JIS H 1616 Quantitation Method for Sodium in Titanium and Titanium Alloy JIS H 1623 16.11 样品前处理 a) Fe，Mg，Mn 称取0.50g 的样品( Mn，1.0g)准确到 1mg转移到 200ml 聚乙烯烧杯中。加10ml 的盐酸(1+1)和5ml 的氢氟酸(1+1)，盖上聚乙烯表面皿在水浴上温和地加热分 解。滴 3ml 的硝酸(1+1) 到烧杯中，在再次加热挥发氮氧化物后，用水清洗表 面皿的底部并除去表面皿。加3g 的硼酸，彻底搅拌溶解，冷却到室温后，转 移溶液到100ml 容量瓶，用水定容到体积。 b) Na 称取 1.0g 的样品精确到 1mg转移到 300ml 聚乙烯烧杯中。加40ml 的水，逐渐 加入10ml 的氢氟酸(1+1)。盖上聚乙烯表面皿，在水浴上温和地加热分解。滴 3ml 的硝酸(1+1) 到烧杯中，再次加热挥发氮氧化物。用水清洗表面皿的底 部，除去表面皿。加3g 的硼酸，彻底地混合溶解，冷却到室温。转移溶液到 500ml 容量瓶，用水定容到体积，转移溶液到干燥的聚乙烯瓶中

16.1.2火焰原子吸收法目标元素和定量范围a)元素含量(%)Fe≥0.005，2.0Mg≥0.01，≤1.0Mn≥0.001Na≥0.01,≤0.2b）测定步骤测定的步骤如下，有关灯电流、狭缝宽和火焰条件等参照分析手册第3册6.4章各元素的测定条件。·Fe试剂(1）Fe标准溶液(50μgFe/ml）：参照分析手册第2册第3章标准的制备。(2）Ti：大于99%纯度Fe的百分含量尽可能低，且已知。步骤(1）如果样品Fe的含量小于0.1%，溶液制备于a)Fe，Mg，Mn可直接用于测定。如果样品包含0.1%和0.5%之间的Fe，分取20ml的样品溶液到100ml容量瓶，加8ml的盐酸(1+1)，用水定容到体积，此溶液用于测定。如果样品包含0.5%和2.0%之间的Fe，分取5ml的样品溶液到100ml容量瓶，加9.5ml的盐酸（1+1)，用水定容到体积，此溶液用于测定。作为空白试验，测定稀释标准用的溶液而不加入任何Fe标准溶液，得到的结果用于校正此后标准和样品的测定值。(2）制备用于校准曲线的标准溶液系列，当Fe含量在小于0.1%，准备几个聚乙烯烧杯(200ml），称取0.50g的Ti到各烧杯中。在完成与样品前处理a)Fe，Mg，Mn中描述的相同的步骤后，准确地加Fe标准溶液(5OμgFe/ml）以逐步增加的体积从0~10.0ml（0~0.5mg的Fe)到这些烧杯中，用水稀释到200ml。如果Fe含量0.5%和2.0%之间，准备几个聚乙烯烧杯（200ml），称取0.50g的Ti到各烧杯中。在完成与样品前处理a)Fe，Mg，Mn中描述的相同的步骤后，采用步骤第（1)步所述的分取准确地加Fe标准溶液(50μgFe/ml）以逐步增加的体积从0～10.0ml（0~0.5mg的Fe)到这些烧杯，用水稀释到200ml。-4-

- 4 - 16.1.2 火焰原子吸收法 a) 目标元素和定量范围 元素 含量 (%) Fe 0.005，2.0 Mg 0.01，1.0 Mn 0.001 Na 0.01，0.2 b) 测定步骤 测定的步骤如下，有关灯电流、狭缝宽和火焰条件等参照分析手册第 3 册 6.4 章各元素 的测定条件。 ⚫ Fe 试剂 (1) Fe 标准溶液(50g Fe/ml ) ：参照分析手册第 2 册第 3 章标准的制备。 (2) Ti ：大于 99% 纯度 Fe 的百分含量尽可能低，且已知。 步骤 (1) 如果样品 Fe 的含量小于 0.1%，溶液制备于 a) Fe，Mg，Mn 可直接用于测定。 如果样品包含 0.1% 和 0.5% 之间的Fe，分取 20ml 的样品溶液到100ml 容量 瓶，加8ml 的盐酸(1+1)，用水定容到体积，此溶液用于测定。如果样品包含 0.5%和2.0%之间的Fe，分取 5ml 的样品溶液到100ml 容量瓶，加9.5ml 的盐酸 (1+1)，用水定容到体积，此溶液用于测定。 作为空白试验，测定稀释标准用的溶液而不加入任何 Fe 标准溶液，得到的结 果用于校正此后标准和样品的测定值。 (2) 制备用于校准曲线的标准溶液系列，当Fe 含量在 小于 0.1%，准备几个聚乙烯 烧杯 (200ml )，称取 0.50g 的Ti 到各烧杯中。在完成与样品前处理a) Fe，Mg， Mn 中描述的相同的步骤后，准确地加Fe 标准溶液(50g Fe/ml ) 以逐步增加的 体积从0 ~ 10.0ml (0 ~ 0.5mg 的Fe)到这些烧杯中，用水稀释到 200ml。 如果Fe 含量0.5%和2.0%之间，准备几个聚乙烯烧杯 (200ml )，称取 0.50g 的Ti 到各烧杯中。在完成与样品前处理a) Fe，Mg，Mn 中描述的相同的步骤后，采 用步骤第 (1) 步所述的分取准确地加Fe 标准溶液(50g Fe/ml ) 以逐步增加的体 积从0 ~ 10.0ml (0 ~ 0.5mg 的Fe)到这些烧杯，用水稀释到 200ml

测定测定波长248.3nm校准曲线浓度范围0.5 ~ 5μg/ml测定条件参照分析手册第2册第6.4章16)-5-

- 5 - 测定 测定波长 248.3nm 校准曲线浓度范围 0.5 ~ 5g/ml 测定条件 参照分析手册第 2 册第 6.4 章16)

.Mg试剂(1）Mg标准溶液(10ugMg/ml）：参照分析手册第2册第3章标准的制备。(2）Ti：纯度大于99%，Mg的百分含量尽可能低，且已知。(3）氯化锶溶液：溶解10g的氯化锶(6-水）于水中，用水定容到100ml步骤(1）制备如样品前处理a)Fe，Mg，Mn，取10ml的溶液转移到100ml容量瓶。加5ml的盐酸(1+1)和5ml的氯化锶溶液，用水定容到体积。作为空白试验，使用与前处理样品相同量的试剂，进行与样品相同的前处理步骤制作空白溶液和测定。得到的结果用于校正此后标准和样品的测定值。(2）制备用于校准曲线的标准溶液系列，称取1.0g的Ti转移到聚乙烯烧杯(200ml）。在完成与样品前处理a)Fe，Mg，Mn中描述的相同的步骤后，转移几份10ml分取溶液到几个100ml容量瓶。准确地加Mg标准溶液(10μgMg/ml）以逐步增加的体积从0~10.0ml0~0.1mg的Mg）到各容量瓶中，加5ml的盐酸（1+1)和5ml的氯化锶溶液，用水定容到体积。测定测定波长285.2nm校准曲线浓度范围0.05~1μg/ml测定条件参照分析手册第2册第6.4章21)注：如果标准溶液的吸收超过0.5，调节燃烧器角度使浓度最高的标准溶液的吸收约为0.5 。·Mn试剂(1）Mn标准溶液(10ugMn/ml）：参照分析手册第2册第3章标准的制备。-6 -

- 6 - ⚫ Mg 试剂 (1) Mg 标准溶液(10g Mg/ml ) ：参照分析手册第 2 册第 3 章标准的制备。 (2) Ti ：纯度大于 99% ， Mg 的百分含量尽可能低，且已知。 (3) 氯化锶溶液：溶解10g 的氯化锶(6-水) 于水中，用水定容到 100ml 步骤 (1) 制备如样品前处理a) Fe，Mg，Mn，取 10ml 的溶液转移到 100ml 容量瓶。加 5ml 的盐酸(1+1)和5ml 的氯化锶溶液，用水定容到体积。 作为空白试验，使用与前处理样品相同量的试剂，进行与样品相同的前处理步 骤制作空白溶液和测定。得到的结果用于校正此后标准和样品的测定值。 (2) 制备用于校准曲线的标准溶液系列，称取1.0g 的Ti 转移到 聚乙烯烧杯 (200ml )。在完成与样品前处理a) Fe，Mg，Mn 中描述的相同的步骤后，转移几 份10ml 分取溶液到几个100ml 容量瓶。准确地加Mg 标准溶液(10g Mg/ml ) 以 逐步增加的体积从0 ~ 10.0ml (0 ~ 0.1mg 的Mg)到各容量瓶中，加5ml 的盐酸 (1+1)和5ml 的氯化锶溶液，用水定容到体积。 测定 测定波长 285.2nm 校准曲线浓度范围 0.05 ~ 1g/ml 测定条件 参照分析手册第 2 册第 6.4 章21) 注： 如果标准溶液的吸收超过 0.5 ，调节燃烧器角度使浓度最高的标准溶液的吸收约为 0.5 。 ⚫ Mn 试剂 (1) Mn 标准溶液(10g Mn/ml ) ：参照分析手册第 2 册第 3 章标准的制备

(2）Ti：纯度大于99%，Mn的百分含量尽可能低，且已知。步骤(1）按照样品前处理a)Fe，Mg，Mn制备的溶液可直接测定。作为空白试验，制备和测定空白溶液，该溶液与用于稀释标准的溶液相同而未加入任何Mn标准溶液，得到的结果用于校正此后标准和样品的测定值。(2）制备用于校准曲线的标准溶液系列，准备几个聚乙烯烧杯(200ml）。各称1.0g的Ti置入其中，在完成与样品前处理a)Fe，Mg，Mn中描述的相同的步骤后，准确地加Mn标准溶液(10μgMn/ml）以逐步增加的体积从0~5.0ml（0~0.05mg的Mn)到这些烧杯，用水稀释到200ml。测定测定波长279.5nm校准曲线浓度范围0.05~0.5μg/ml测定条件参照分析手册第2册第6.4章22）·Na试剂(1）Na标准溶液(100μgFe/ml）：参照分析手册第2册第3章标准的制备。(2）Ti：纯度大于99%，Na的百分含量尽可能低，且已知。步骤(1）按照样品前处理b)Na制备的溶液可直接测定。作为空白试验，制备和测定空白溶液，该溶液与用于稀释标准的溶液相同而未加入任何Na标准溶液，得到的结果用于校正此后标准和样品的测定值。-7-

- 7 - (2) Ti ：纯度大于 99% ， Mn 的百分含量尽可能低，且已知。 步骤 (1) 按照样品前处理a) Fe，Mg，Mn 制备的溶液可直接测定。 作为空白试验，制备和测定空白溶液，该溶液与用于稀释标准的溶液相同而未加入 任何 Mn 标准溶液，得到的结果用于校正此后标准和样品的测定值。 (2) 制备用于校准曲线的标准溶液系列，准备几个聚乙烯烧杯 (200ml )。各称 1.0g 的Ti 置入其中，在完成与样品前处理a) Fe，Mg，Mn 中描述的相同的步骤后， 准确地加Mn 标准溶液(10g Mn/ml ) 以逐步增加的体积从0 ~ 5.0ml (0 ~ 0.05mg 的Mn)到这些烧杯，用水稀释到 200ml 。 测定 测定波长 279.5nm 校准曲线浓度范围 0.05 ~ 0.5g/ml 测定条件 参照分析手册第 2 册第 6.4 章22) ⚫ Na 试剂 (1) Na 标准溶液(100g Fe/ml ) ：参照分析手册第 2 册第 3 章标准的制备。 (2) Ti ：纯度大于 99% ， Na 的百分含量尽可能低，且已知。 步骤 (1) 按照样品前处理b) Na 制备的溶液可直接测定。 作为空白试验，制备和测定空白溶液，该溶液与用于稀释标准的溶液相同而未加入 任何 Na 标准溶液，得到的结果用于校正此后标准和样品的测定值

(2）制备用于校准曲线的标准溶液系列，准备几个聚乙烯烧杯（300ml）。各称1.0g的Ti置入其中，在完成描述于样品前处理bNa相同步骤操作后，准确地加Na标准溶液（100ugNa/ml）以逐步增加的体积从0~20.0ml（0~2mg的Mn）到这些烧杯中，用水稀释到300ml。测定测定波长589.0nm校准曲线浓度范围0.1~4ug/ml测定条件参照分析手册第2册第6.4章24)注：如果标准溶液的吸收超过0.5，调节燃烧器角度使浓度最高的标准溶液的吸收约为0.5 。16.2砷化镓晶体分析参考文献Japan Industrial StandardGallium Arsenide Crystals Analysis MethodJISH 119116.2.1样品前处理a)Cr,Cu,Fe,In,Mn，Zn·样品称重参照下表，按照目标元素的百分含量称取样品。元素含量(%)重量(g)Cr0.00002~0.00100.10Cu0.00005~0.00100.10Fe0.00005~0.00100.100.0010~0.0200.50In0.020~0.200.20-8-

- 8 - (2) 制备用于校准曲线的标准溶液系列，准备几个聚乙烯烧杯 (300ml )。各称 1.0g 的Ti 置入其中，在完成描述于样品前处理b) Na 相同步骤操作后，准确地加Na 标准溶液(100g Na/ml ) 以逐步增加的体积从0 ~ 20.0ml (0 ~ 2mg 的Mn)到这些烧 杯中，用水稀释到 300ml 。 测定 测定波长 589.0nm 校准曲线浓度范围 0.1 ~ 4g/ml 测定条件 参照分析手册第 2 册第 6.4 章24) 注： 如果标准溶液的吸收超过 0.5 ，调节燃烧器角度使浓度最高的标准溶液的吸收约为 0.5 。 16.2 砷化镓晶体分析 参考文献 Japan Industrial Standard Gallium Arsenide Crystals Analysis Method JIS H 1191 16.2.1样品前处理 a) Cr，Cu，Fe，In，Mn，Zn ⚫ 样品称重 参照下表，按照目标元素的百分含量称取样品。 元素 含量 (%) 重量(g) Cr 0.00002 ~ 0.0010 0.10 Cu 0.00005 ~ 0.0010 0.10 Fe 0.00005 ~ 0.0010 0.10 In 0.0010 ~ 0.020 0.020 ~ 0.20 0.50 0.20

0.20~0.800.10Mn0.100.00001~0.0010Zn0.0002~0.0500.50制备样品溶液?称取样品转移到试管中（有10ml和20ml刻度）。加约3ml的盐酸(1+1)，稍加振摇混合，弃去溶液，再用约5ml的高纯水洗几次。加5ml的盐酸1+1)和2.5ml的硝酸在50~70℃加热分解，继续加热直至液体浓缩到约5ml。冷却到室温后，用高纯水稀释到20ml刻度（当样品中In，Zn的重量是0.5g，稀释到10ml刻度）。注s：(1）盐酸(1+1)：混合1份盐酸和1份水，用石英蒸馏器亚沸蒸馏纯化。储存酸在PTFE容器中。(2)硝酸：用石英蒸馏器亚沸蒸馏纯化。储存酸在PTFE容器中。b) Te称取样品，如果Te含量0.0001~0.0005%称取0.40g，如果在0.0005~0.002%称取0.10g然后转移到100ml烧杯。加约3ml的盐酸(1+1)，稍加振摇混合，弃去溶液，用约5ml的高纯水洗几次。盖上表面血，加10ml的盐酸(1+1)和5ml的硝酸，在温度50~70C加热分解，继续加热直至样品干燥。冷却后，用水清洗表面血的底部，除去表面血，再次加热至干。加3ml的盐酸加热溶解，冷却后，加0.5ml的Ni溶液(5mgNi/ml）。再加12ml盐酸，用25ml高纯水转移到100ml分液漏斗。加25ml的异丙醚，振摇约10分钟混合。放置约30分钟使其分离成2层，转移水相到干燥的50ml烧杯。此溶液用于测定。注：(1）盐酸(1+1)和硝酸：如同描述于注(1)和(2)制备样品溶液a)Cr，Cu，Fe，In，Mn，Zn(3)Ni溶液(5mgNi/ml）：加30ml的硝酸(1+1)到0.100g的Ni(≥99.9wt%)，冷却后，用水稀释到200ml。-9-

- 9 - 0.20 ~ 0.80 0.10 Mn 0.00001 ~ 0.0010 0.10 Zn 0.0002 ~ 0.050 0.50 ⚫ 制备样品溶液 称取样品转移到试管中 (有 10ml 和 20ml 刻度)。加约 3ml 的盐酸(1+1)，稍加振摇 混合，弃去溶液，再用约 5ml 的高纯水洗几次。加5ml 的盐酸(1+1)和2.5ml 的硝酸 在 50 ~ 70C加热分解，继续加热直至液体浓缩到约 5ml 。冷却到室温后，用高纯 水稀释到 20ml 刻度(当样品中In，Zn 的重量是 0.5g，稀释到10ml 刻度)。 注s： (1) 盐酸(1+1) ：混合 1 份盐酸和1 份水，用石英蒸馏器亚沸蒸馏纯化。储存酸在 PTFE 容器中。 (2) 硝酸：用石英蒸馏器亚沸蒸馏纯化。储存酸在 PTFE 容器中。 b) Te 称取样品，如果 Te 含量 0.0001 ~ 0.0005% 称取 0.40g，如果在 0.0005 ~ 0.002% 称取 0.10g 然后转移到 100ml 烧杯。加约 3ml 的盐酸(1+1)，稍加振摇混合，弃去溶液，用 约 5ml 的高纯水洗几次。盖上表面皿，加10ml 的盐酸(1+1)和5ml 的硝酸，在温度 50 ~ 70C 加热分解，继续加热直至样品干燥。冷却后，用水清洗表面皿的底部，除去表面 皿，再次加热至干。 加 3ml 的盐酸加热溶解，冷却后，加0.5ml 的Ni溶液(5mg Ni/ml )。再加 12ml 盐酸，用 25ml高纯水转移到100ml 分液漏斗。加25ml 的异丙醚，振摇约 10 分钟混合。放置约 30 分钟使其分离成 2 层，转移水相到干燥的50ml 烧杯。此溶液用于测定。 注： (1) 盐酸(1+1)和硝酸：如同描述于注 (1)和(2) 制备样品溶液 a) Cr，Cu，Fe，In，Mn， Zn (3)Ni溶液(5mg Ni/ml ) ：加30ml 的硝酸(1+1)到0.100g 的Ni (99.9 wt%)，冷却后， 用水稀释到 200ml