砷的測定

73.11.8.1 砷鉬藍光度法

方法提要

將煤樣與艾氏卡試劑混合燒結，用硫酸和鹽酸溶解燒結物，加入還原劑，使五價砷還原成三價砷，加入鋅粒，使砷形成氫化砷氣體隨氫氣釋出，然后被碘溶液吸收并氧化成砷酸，加入鉬酸銨-硫酸肼溶液使之生成砷鉬藍，然后用光度法測定。本法適用于褐煤、煙煤和無煙煤中砷的測定。

儀器

砷測定儀圖73.48，在每個測定儀中加入10.0μg或20.0μg砷標準溶液，按分析步驟進行測定，然后與直接法(砷標準溶液不經過氫化砷發生步驟，而直接顯色)的測定結果相比較，計算其回收率，選擇回收率相差不超過10%者使用。

分光光度計波長830nm或700nm(當使用200～1000nm波長范圍的分光光度計時，測定波長用830nm;當使用420～700nm波長范圍的分光光度計時，測定波長用700nm)。

圖73.48 砷測定儀

試劑

艾氏卡試劑用2份質量的輕質氧化鎂與1份質量的無水碳酸鈉混合而成。

無砷金屬鋅 顆粒狀，粒度約5mm。

鹽酸。

硫酸。

碘化鉀溶液 稱取3gKI溶于17mL水中，使用前配制。

氯化亞錫溶液稱取8gSnCl2·2H2O溶于12mLHCl中。

乙酸鉛棉將脫脂棉在400g/L的PbAc溶液中充分浸泡，取出擠干，在80～100℃烘干，存放在干燥器中備用。

碘溶液 稱取9gKI和1.5gI2用少量水溶解后，稀釋至1000mL。

鉬酸銨溶液稱 取10g鉬酸銨溶解于1000mL5mol/LH2SO4中。

硫酸肼溶液 稱取1.2g硫酸肼溶于1000mL水中。

鉬酸銨-硫酸肼溶液 將鉬酸銨溶液和硫酸肼溶液按等體積混合，使用前配制。

碳酸氫鈉溶液稱取40gNaHCO3溶于1000mL水中。

氫氧化鈉溶液c(NaOH)=6mol/L。

砷標準溶液ρ(As)=10.0μg/mL稱取0.1320g已在105～110℃干燥約2h的優級純三氧化二砷，溶于2mLNaOH溶液中，加入約50mL水，待完全溶解后，再加2.5mL6mol/LH2SO4，用水稀釋至1000mL，該溶液含砷100μg/mL。再加水稀釋配制成10.0μg/mL砷標準溶液。

校準曲線

分取0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL砷標準溶液(10.0μg/mL)于砷測定儀中，分別加入10mL6mol/LH2SO4、20mL(1+1)HCl，用水稀釋至50mL。加2mLKI溶液和1mLSnCl2溶液，搖勻，在室溫下放置15min。于吸收器中準確加入3mL碘溶液、1mLNaHCO3溶液和6mL水，將吸收器插入裝有乙酸鉛棉的吸收器套管中。往燒瓶中加入5g鋅粒，立即將吸收器套管與燒瓶連接好，用適當方法確認接口不漏氣后，使發生過程持續約1h。取出吸收器，加入5mL鉬酸銨-硫酸肼溶液，并用洗耳球從吸收器側孔打氣約10次，使溶液充分混勻。將吸收器在沸水浴中加熱20min，取出，冷卻至室溫。用1cm比色池，在波長830nm(或700nm)處，以空白試劑溶液為參比，用分光光度計測定吸光度，繪制校準曲線。

分析步驟

稱取1g(精確至0.0001g)粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣，置于預先盛有2g艾氏卡試劑的瓷坩堝中，用玻璃棒攪勻，再用1g艾氏卡試劑蓋上。將坩堝放入高溫爐中，在約2h內由室溫加熱到(800±10)℃，并在此溫度下保持2～3h，取出冷卻至室溫。將燒結物轉移到砷測定儀圓燒瓶中，用20mL6mol/LH2SO4分2～3次沖冼坩堝，再用30mL(1+1)HCl分數次洗坩堝，搖動燒瓶使燒結物充分溶解，然后按校準曲線操作，測得砷量。同時做空白試驗。

按下式計算空氣干燥煤樣中砷的含量:

巖石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:w(Asad)為空氣干燥煤樣中砷的質量分數，%;m1為煤樣溶液中砷的量，μg;m2為艾氏卡試劑空白溶液中砷的量，μg;m為空氣干燥煤樣的質量，g。

73.11.8.2 氫化物發生-原子吸收光譜法

方法提要

煤樣與艾氏卡試劑混合燒結，用鹽酸溶解燒結物，用碘化鉀將五價砷還原為三價砷，再用硼氫化鈉將三價砷還原為氫化砷，以氮氣為載氣將其導入石英管原子化器，用原子吸收光譜法測定。

儀器

原子吸收光譜儀。

自動氫化物發生器能自動進行洗滌、量液、加液，精度達0.5%。

氮氣純度99.9%以上。

試劑

硼氫化鈉溶液稱取18g硼氫化鈉溶于1000mL5g/LNaOH溶液中，用時現配。

碘化鉀溶液將300gKI溶于1000mL水中。

氫氧化鈉溶液c(NaOH)=6mol/L。

砷標準溶液ρ(As)=100.0μg/mL稱取0.1320g已在100～105℃干燥約2h的優級純三氧化二砷，溶于2mLNaOH溶液中，待完全溶解后，加入約50mL水，搖勻，移入1000mL容量瓶，用水稀釋至刻度，搖勻。

砷空白溶液稱取15g(精確至0.01g)艾氏卡試劑，放入100mL蒸發皿中，將皿置入高溫爐中，由室溫慢慢加熱到500℃，在此溫度下保持約1h，升高溫度至(800±10)℃，并保持約3h，取出蒸發皿，冷卻至室溫，將燒結物轉移到盛有100～150mL熱水的400mL燒杯中，用25mLHCl溶解皿內殘渣，并轉移到燒杯中。用水將殘渣全部沖入燒杯中，再用75mLHCl分3次洗滌蒸發皿，將洗液轉移到燒杯中，攪拌使殘渣全部溶解，冷卻至室溫，轉移到500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，溶液移入塑料瓶中貯存。

硫代硫酸鈉飽和溶液。

其他試劑同73.11.8.1砷鉬藍光度法。

校準曲線

吸取10.0mL砷標準溶液置于100mL容量瓶中，用砷空白溶液稀釋至刻度，搖勻，此溶液1mL含砷10.0μg。再用砷空白溶液稀釋配制ρ(As)=0.20μg/mL的砷校準溶液。

取6個100mL容量瓶，分別加入0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL砷校準溶液和5.00mL、4.00mL、3.00mL、2.00mL、1.00mL、0.00mL砷空白溶液，混勻。各加入10mLHCl，混勻，再加入5mLKI溶液，用水稀釋至約50mL，混勻，放置約30min。于瓶中滴加飽和硫代硫酸鈉溶液至碘退色，用水稀釋至刻度，搖勻。

將氫化物發生器的原子化器安裝到原子吸收光譜儀的燃燒器上方，使石英管的軸心與燃燒器狹縫上下對正并平行，調節燃燒器的上下、前后位置和轉角，使石英管的軸心與原子吸收光譜儀的主光軸重合，連好氣路。根據所使用的氫化物發生器具體情況，合理選定工作參數。一般為:每次測定用5mL試液、2mL硼氫化鈉溶液，載氣流速1L/min。

采用砷空心陰極燈作單色光源，單色器波長193.7nm。用空氣-乙炔焰加熱石英管原子化器。燈電流、狹縫寬度等參數，應根據儀器的具體情況，調到最佳狀態。

按儀器操作說明以校準系列空白調零后，對校準系列溶液進行氫化物發生-原子吸收光譜法測定。繪制校準曲線。

分析步驟

稱取1g(精確至0.0001g)粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣，置于已加有3g艾氏卡試劑的瓷坩堝中于(800±10)℃燒結，燒結操作與本節73.11.8.1砷鉬藍光度法相同。將燒結物轉移至盛有20～30mL熱水的150mL燒杯中，于坩堝中加入5mLHCl，將殘存物充分溶解后倒入燒杯中，用水將坩堝中殘渣沖洗到燒杯中，再用15mLHCl分3次洗滌坩堝，洗液轉移到燒杯中，攪拌溶解。待溶液冷卻后，全部移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。吸取5.00mL試液置于100mL容量瓶中，按校準系列分析步驟進行預還原、氫化物發生和原子吸收光譜法測定。測得砷量。同時做空白試驗。

按下式計算空氣干燥煤樣中砷的含量:

巖石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:w(Asad)為空氣干燥煤樣中砷的質量分數，%;m1為從校準曲線上查得試樣溶液的砷含量，μg;m0為從校準曲線上查得空白試驗溶液的砷含量，μg;V1為測定時所取的試液體積，mL;V為試液總體積，mL;m為空氣干燥煤樣的質量，g。

注意事項

1)當灰分大于40%，或砷含量大于10μg或全硫含量大于8%時，稱樣量為0.5g。

2)有些樣品在用鹽酸提取時會有固體殘渣存在，但不影響測定結果。

73.11.8.3 氫化物發生-原子熒光光譜法

方法提要

將煤樣與艾氏卡試劑混合燒結，用鹽酸溶解燒結物，用硫脲-抗壞血酸還原，再用硼氫化鈉將三價砷還原為氫化砷，用原子熒光光譜法測定。

儀器

原子熒光光譜儀燈電流30～35mA，負高壓300V，載氣流量300mL/min，屏蔽氣流量800mL/min。砷高強度空心陰極燈。

試劑

硫脲-抗壞血酸混合還原劑稱取10g硫脲溶于200mL水，再溶解10g抗壞血酸，現用現配。

砷標準溶液ρ(As)=10.0μg/mL先按73.11.8.1砷鉬藍光度法配制ρ(As)=100.0μg/mL砷標準溶液，再用砷空白溶液稀釋成ρ(As)=10.0μg/mL砷標準溶液。

硼氫化鉀溶液20g/L。

其他試劑同73.11.8.1砷鉬藍光度法。

校準曲線

分取含砷0.0μg、2.5μg、5.0μg、10.0μg、20.0μg、30.0μg的砷標準溶液分別置于100mL容量瓶中，用(1+4)HCl稀釋至刻度，搖勻，以下操作與本節73.11.8.2氫化物發生-原子吸收光譜法相同。分取5.00mL清液，加2.5mL(2+3)HCl和2.5mL硫脲-抗壞血酸混合還原劑，搖勻，放置5min后，在原子熒光光譜儀上按工作條件測量砷的熒光信號，繪制校準曲線。

分析步驟

稱取1g(精確至0.0001g)粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣，加3g艾氏卡試劑于(800±10)℃燒結，燒結物用鹽酸溶解，移入100mL容量瓶中，以下操作同校準曲線，測得砷量。

空氣干燥煤樣砷含量的計算參見式(73.95)。

注意事項

1)當灰分大于40%，或砷含量大于10μg或全硫含量大于8%時，稱樣量為0.5g。

2)有些試樣會有固體殘渣存在，但不影響測定結果。