Тема 7

Занятие 12

Работа 7.6

Определение кальция и магния на атомно-абсорбционном спектрофотометре по методу ЦИНАО

Принцип метода. Определение элементов атомно-абсорбционным методом основано на селективном поглощении аналити­ческой линии спектра атомами исследуемого химического эле­мента. Катионы анализируемого раствора, попадая в воздушно-ацети­леновое или другое пламя, атомизируются, т.е. пере­ходят в состояние свободных атомов и приобретают способность поглощать (абсорбировать) монохроматический свет внешнего источника, которым являются специальные лампы с полым катодом. Технологически полый катод лампы изготавлива­ется либо из чистого металла, либо напылением на его внутрен­нюю поверхность вещества, содержащего определяемый элемент. При разогревании высокочастотным или импульсным током катода, насыщенного определенным элементом, излучается свече­ние с длиной волны, строго характерной для этого элемента. Так, кальциевая лампа излучает спектральную линию с длиной волны 422,6 нм, а магниевая - 285,2 нм. Количество абсорбированного светового потока определенного спектра находится в прямой зависимости от количества атомизированного элемента, поступающего в атомизатор (воздушно-ацетиленовое пламя) из испытуемого раствора.

Светопоглощение при помощи оптической системы при­нимается, усиливается и регистрируется в блоках атомного спектрофотометра.

Атомно-абсорбционный метод отличается высокой точностью и чувствительностью. Кальций определяется при концентрации 0,03 мкг/см3, а магний - 0,01 мг/см3 анализируемого раствора.

Реактивы: 1) соляная кислота, 25%-й раствор - 634,8 см3 концентрированной соляной кислоты пл. 1,19 г/см3 растворяют дистиллированной водой в мерной колбе 1 л, объем дово­дят до метки;

2) 0,3 н. раствор соляной кислоты - 24,6 см3 концентрирован­ной соляной кислоты растворяют дистиллированной водой до мет­ки в мерной колбе 1 дм3;

3) запасной стандартный раствор кальция - 2,497 г углекис­лого кальция, предварительно высушенного при температуре 110°С, растворяют в 50 см3 25%-го раствора НСl и доводят объем раствора дистиллированной водой до 1 дм3. В 1 см3 приготовлен­ного раствора содержится 1 мг/см3 окиси кальция;

4) запасной стандартный раствор магния - 0,829 г окиси маг­ния, предварительно прокаленной в муфельной печи при темпера­туре 500°С, растворяют в 52,5 см3 25%-го раствора НСl и дово­дят объем дистиллированной водой до 1 дм3. В  1 см3 раствора содержится MgO 0,5 мг/см3;

5) запасной раствор хлорида стронция - в 600 см3 дистилли­рованной воды растворяют 60,81 г SrСl2· 6Н2О, приливают 164 см3 концентрированной НСl пл. 1,19 г/см3 и доводят объем раствора дистиллированной водой до черты в мерной колбе 1 дм3,  хранят в склянке с притертой пробкой;

6) рабочий раствор хлорида стронция - 625 см3 запасного раствора хлорида стронция смешивают с 1775 см3 дистиллирован­ной воды. Приготовленный раствор содержит стронция 5,21 мг/см3.

Ход анализа. Из колбы №1 берут 5 см3 исследуемого раствора золы, полученной в результате сухого озоления, помещают в химический стакан емкостью около 100 см3 и туда же приливают 45 см3 рабочего раствора хлористого стронция для устранения мешающего влияния полуторных окислов и фосфатов на определение кальция и магния.

Содержимое стакана хорошо перемешивают стеклянной палочкой и полученный раствор вводят в воздушно-ацетиленовое пламя горелки атомно-абсорбционного спектрофотометра, измеряют светопоглощение сначала кальцием, используя кальциевую лампу с полым катодом, а затем магниевую лампу, и просматривают светопоглощение атомами магния.

Для вычленения количеств кальция и магния, которые могут присутствовать в качестве загрязняющего фактора в используемых реактивах при анализе, проводят так называемое контрольное, или холостое, определение кальция и магния. С этой целью озоляют серную кислоту и другие компоненты без растительной пробы.

Озоленный контроль­ный раствор с добавлением хлористого стронция просмат­ривают на атомном спектро­фотометре. Результаты холо­стого определения вычитают из результатов опыта.

Концентрацию кальция и магния (по отдельности) в анализируемом растворе находят по калибровочным графикам.

Для построения калибровочного графика на кальций и магний в мерные колбы емкостью 100 см3 вносят стандартные раство­ры кальция и магния в объеме, указанном в табл. 12, и доводят объем до метки 0,3 н. раствором НСl.

Затем в химические стакан­чики вместимостью 50 см3 отбирают из каждой колбы по 1 см3 стандартного раствора. Приливают по 24 см3 рабочего раствора хлорида стронция, содержащего 5,21 мг/см3 Sr, и перемешивают.

Таблица 12.

Объем стандартных растворов кальция и магния

После этого полученные растворы вводят в пламя горелки атомно-абсорбционного спектрофотометра и снимают показания оптиче­ской плотности. На миллиметровой бумаге вычерчивают градуировочный график, откладывая по оси ординат показания оптиче­ской плотности, а по оси абсцисс - содержание элемента в образ­цовых растворах (мг/100 см3).

При большом количестве определений кальция и магния через каждые 10 анализируемых проб проверяют настройку прибора по трем образцовым растворам (колбы № I, 5 и 7). Содержание кальция и магния в растительном материале вычисляют по формуле

где а - концентрация кальция или магния анализируемого раствора, найденная по градуировочному графику, мг;

b - концентрация кальция или магния холостого раствора, найденная по градуировочному графику, мг;

Н - навеска расти­тельного материала, мг;

100 - коэффициент пересчета в проценты.