專利名稱：原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法
技術領域：
本發明的領域是有機物、有機金屬化合物及其混合物中的錳元素含量的測定。更具體地說，有機物、有機金屬化合物及其混合物中的錳元素(簡稱有機錳)，具含量可以用原子吸收光譜法加以測定，測定過程中需要配制標準溶液進行對比，本發明涉及一種新的標準溶液配制方法。
背景技術：
元素錳在自然界中廣泛存在，檢測物質中錳含量的方法有許多種，如GB/T4634-1996煤灰中鉀、鈉、鐵、鈣、鎂、錳的測定方法(原子吸收分光光度法)，GB/T 1506-2002錳礦石錳含量的測定(采用電位滴定法和硫酸亞鐵銨滴定法)，ASTMD 3831-1994汽油中錳含量的測定法(原子吸收光譜法)、SH/T 0711-2002汽油中錳含量測定法(原子吸收光譜法)等。
滴定法測錳含量費時、費力，準確度差，所以現在采用的不多，逐漸被原子吸收法所取代。原子吸收光譜法測定樣品簡便，不必灰化，被測樣品預處理簡單，成為研究與應用較多的分析測試方法。
原子吸收光譜法測定元素(金屬元素)含量時，要按下列步驟進行(1)根據待測元素的靈敏度配制一相當于0.1～0.5吸光讀數的標準溶液或標準溶液系列。
(2)選擇儀器的實驗條件，確定分析方法。通常有標準曲線法、標準加入法、內標法、濃度直讀法等。
(3)確定樣品溶液的制備方法，以及是否需要采取分離或富集的前處理；確定是否需要消除干擾及消除辦法。配制樣品溶液，并稀釋到需要的濃度范圍。
(4)用原子吸收光譜儀測定標準溶液的吸光度，以及樣品溶液的吸光度。
(5)數據處理，計算出樣品中待測元素的含量。
在整個分析過程中標準溶液的配制是至關重要的，標準溶液濃度的準確性與穩定性對測試結果產生較大的影響。要正確配制標準溶液，首先要選擇好的標準物質(基準物，即該物質中含有待測元素，并且能夠精確地得知待測元素在該物質中的含量)。對于原子吸收法測定錳元素含量，常用的標準物質有高純度錳粉、高純度錳鹽(如硫酸錳)等，這些標準物質配制標準溶液時要用硝酸、鹽酸來溶解并保存，多以水溶液的形式存在，對于無機錳的測定較為有效，而用于測定有機錳時，要將有機錳分解，轉化成游離的錳離子，再用原子吸收法進行測定，操作繁瑣、誤差大，所以不適合有機錳的測定。姚成等研究了微乳液進樣火焰原子吸收光譜法測定異辛酸鈷中錳的方法，使用十二烷基硫酸鈉(SDS)作為乳化劑，丁醇作助乳化劑，使溶劑油、水、SDS和丁醇按一定比例混合，形成穩定的微乳液，然后直接進行火焰原子吸收光譜法測定，從而省去了樣品的處理，方法簡便，用于異辛酸鈷中錳的測定，取得了滿意的結果。但此方法應用范圍不大，不同的有機錳要篩選不同的微乳化配方，存在一定的難度。為了方便地測定有機錳，國外有人通過特殊方法制成濃度較高的有機錳標準溶液(如ASTM D3831中以磺酸錳為標準物質，配制264.2mg/L的錳標準溶液)，使用時用甲基異丁基甲酮(MIBK)稀釋成相當于0.1～0.5吸光讀數的標準溶液或標準溶液系列，再進行樣品錳含量分析。但此有機錳標準溶液價格昂貴，需要進口，增加了分析成本。
發明內容
本發明提供一種原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其主要目的是用于原子吸收法測定有機錳含量可以更方便地測定有機錳含量，降低分析測試費用。
本發明的技術方案包括以環戊二烯三羰基錳作為標準物質。標準溶液的配制包括下列步驟選用高純度環戊二烯三羰基錳；將高純度環戊二烯三羰基錳溶解于醇類、醚類或酮類有機溶劑中得到標準溶液。
高純度環戊二烯三羰基錳的純度為99.9％以上。環戊二烯三羰基錳采用多次重結晶的方式提純，即，使用可以有效溶解環戊二烯三羰基錳晶體的有機溶劑來溶解環戊二烯三羰基錳，加熱至環戊二烯三羰基錳晶體完全溶解，經過濾、濾液冷卻、結晶、過濾得到一次重結晶物質，經過兩次或兩次以上的重復上述重結晶過程，制得純度為99.9％以上的環戊二烯三羰基錳。
配制標準溶液所述的有機溶劑包括無水乙醇、四氫呋喃、二乙二醇二甲醚、甲基異丁基甲酮中的一種或其中的幾種混合物。
在標準溶液中加入鹽酸，鹽酸加入量HCl與Mn原子的摩爾比為3～5∶1。
將配制的標準溶液按不同的錳含量再稀釋，配成系列標準溶液。
本發明的方法用于原子吸收法測定有機錳含量可以更方便地測定有機錳含量，降低分析測試費用。
四
無。
五具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
環戊二烯三羰基錳(Cyclopentadienyl manganese tricarbonyl)是一種金屬有機化合物，分子式C5H5Mn(CO)3，分子量204.07，分子中錳含量26.921％，熔點約77℃，易溶于有機溶劑中，不溶于水，在暗處穩定。
環戊二烯三羰基錳作為標準物質要經過提純處理，可以采用多次重結晶(兩次或兩次以上的重結晶)的方法提純，重結晶所用溶劑為可有效溶解環戊二烯三羰基錳的有機溶劑，包括且不限于無水乙醇、二甲苯、碳酸二甲酯、醋酸丁酯、四氫呋喃、二乙二醇二甲醚等。經過多次重結晶可得到高純度的環戊二烯三羰基錳，即純度達到99.9％以上。
本發明配制標準溶液的方法，包含下列步驟將工業級的環戊二烯三羰基錳(例如山東東昌精細化工科技有限公司生產的產品)進行多次重結晶提純，得高純度環戊二烯三羰基錳；將高純度環戊二烯三羰基錳溶解于醇類、醚類或酮類有機溶劑中；向溶液中加入少量鹽酸，以提高溶液的穩定性，得到標準溶液；將配制的標準溶液按不同的錳含量再稀釋，配成系列標準溶液。
本發明用于配制標準溶液的溶劑包括但不限于無水乙醇、四氫呋喃、二乙二醇二甲醚、甲基異丁基甲酮中的一種或其混合物。
本發明的一個優選實施方案中，配制標準溶液所用溶劑為無水乙醇(水含量小于0.5％)。
本發明的另一個優選實施方案中，配制標準溶液所用溶劑為四氫呋喃。
本發明的另一個優選實施方案中，配制標準溶液所用溶劑為二乙二醇二甲醚。
本發明的另一個優選實施方案中，配制標準溶液所用溶劑為甲基異丁基甲酮。
本發明的另一個優選實施方案中，配制的標準溶液中錳濃度為1000mg/L。
本發明的另一個優選實施方案中，配制的標準溶液中錳濃度為200mg/L。
采用本發明的方法配制標準溶液，用于測定樣品中有機錳含量時，樣品溶解稀釋所用溶劑應該與標準溶液采用的溶劑相同。
本發明中采用的標準物質環戊二烯三羰基錳，在溶液中不穩定，通過向溶液中加入稀鹽酸，使錳原子形成新的絡合物，得到穩定的標準溶液。
本發明的另一個優選實施方案中，配制的標準溶液所加的鹽酸的濃度為1mol/L。
本發明的另一個優選實施方案中，配制的標準溶液所加的鹽酸的濃度為0.5mol/L。
本發明的另一個優選實施方案中，配制的標準溶液所加的鹽酸中HCl與Mn原子的摩爾比為3～5∶1。
實施例1測定錳基汽油抗爆劑(MMT溶液)中的錳含量。
稱取50克工業級環戊二烯三羰基錳晶體，用無水乙醇溶解，加熱直至完全溶解，過濾，濾液冷卻，結晶，過濾，得到一次重結晶物質，再用無水乙醇溶解重復上述過程，直到制得三次重結晶物質，即為高純度環戊二烯三羰基錳。
準確稱取高純度環戊二烯三羰基錳0.1858克(精確至0.0001克)，用150ml無水乙醇充分溶解，加入濃度為1mol/L的鹽酸5ml，溶液由淺黃色變為接近尤色，最后將溶液轉移至250ml的容量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度，充分搖勻。則配得濃度為200mg/L的標準溶液。
取4個50ml的容量瓶，按表1所示的用量加入200mg/L的錳標準溶液，用無水乙醇稀釋至刻度，充分搖勻。則配制出系列標準溶液。
表1 配制系列錳標準溶液
啟動原子吸收分光光度計，選擇最佳的工作條件，用乙炔-空氣火焰，選用279.5nm作為分析線，依次噴入空白溶液及系列標準溶液，得到標準曲線。
以此標準曲線測定錳基汽油抗爆劑(MMT溶液)中的錳含量。如果預測抗爆劑錳濃度較高，可將抗爆劑(按質量)稀釋3～5倍，得到一次稀釋溶液。稱取一次稀釋溶液0.125克，置于100ml容量瓶中，加入50ml無水乙醇充分搖勻，再加入濃度為1ml/L的鹽酸0.8ml，溶液將由淺黃褪色為接近無色，最后將溶液用無水乙醇稀釋至刻度，得二次稀釋溶液。將二次稀釋溶液通入原子吸收進樣器，從標準曲線讀得此時的錳濃度。按下式計算汽油抗爆劑的錳含量N=V×A×CM×100%]]>式中N——汽油抗爆劑中錳濃度，％；V——二次稀釋溶液體積，L；A——一次稀釋倍數；C——從標準曲線得到的二次稀釋溶液中錳濃度，mg/L；
M——稱取的一次稀釋溶液樣品質量，mg。
取兩次平行測定結果的算術平均值為最終測定結果。此方法測得的結果與色譜分析測定的結果相吻合。
實例中用的無水乙醇允許含有少量的水。
實施例2測定汽油中的錳含量(錳含量10～40mg/L)。
用無水乙醇溶解一定量的高純度環戊二烯三羰基錳，并加入鹽酸進行穩定，配成錳含量200mg/L的標準溶液，再用無水乙醇稀釋成錳含量分別為10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L的系列標準溶液，將無水乙醇及系列標準溶液依次噴入原子吸收儀，得到成線性的標準曲線。
將汽油樣品不經處理直接測試，則測得的數據比真實值要低很多。
實施例3在其它條件與實施例2相同的情況下，將系列標準溶液均稀釋5倍，并將汽油樣品先用無水乙醇稀釋5倍，用適量鹽酸穩定后，再用原子吸收儀測定錳含量，其結果要好于實施例2，但仍有較大偏差，比真實值低20％。
實施例4在其它條件與實施例2相同的情況下，將系列標準溶液均稀釋10倍，并將汽油樣品先用無水乙醇稀釋10倍，用適量鹽酸穩定后，再用原子吸收儀測定汽油中錳含量，得到滿意結果。汽油中錳含量真實值為18mg/L，而測定值為18±0.4mg/L以內，偏差小于2.3％。
實施例5在其它條件與實施例4相同的情況下，將標準溶液的溶劑換成甲基異丁基甲酮(MIBK)，用原子吸收儀測定汽油中錳含量，得到滿意結果。
實施例6在其它條件與實施例4相同的情況下，將標準溶液的溶劑換成二乙二醇二甲醚，用原子吸收儀測定汽油中錳含量，得到滿意結果。
權利要求
1.一種原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是以環戊二烯三羰基錳作為標準物質。
2.根據權利要求1所述原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是標準溶液的配制包括下列步驟選用高純度環戊二烯三羰基錳；將高純度環戊二烯三羰基錳溶解于醇類、醚類或酮類有機溶劑中得到標準溶液。
3.根據權利要求2所述原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是環戊二烯三羰基錳的純度大于99.9％。
4.根據權利要求3所述原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是環戊二烯三羰基錳采用多次重結晶的方式提純，即，使用可以有效溶解環戊二烯三羰基錳晶體的有機溶劑來溶解環戊二烯三羰基錳，加熱至環戊二烯三羰基錳晶體完全溶解，經過濾、濾液冷卻、結晶、過濾得到一次重結晶物質，經過兩次或兩次以上的重復上述重結晶過程，制得純度為99.9％以上的環戊二烯三羰基錳。
5.根據權利要求2所述原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是所述的有機溶劑包括無水乙醇、四氫呋喃、二乙二醇二甲醚、甲基異丁基甲酮中的一種或其中的幾種混合物。
6.根據權利要求2所述原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是在標準溶液中加入鹽酸。
7.根據權利要求6所述原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是鹽酸加入量HCl與Mn原子的摩爾比為3～5∶1。
8.根據權利要求6所述原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法，其特征是將配制的標準溶液按不同的錳含量再稀釋，配成系列標準溶液。
全文摘要
本發明涉及一種原子吸收法測定錳含量過程中配制標準溶液的方法。標準溶液的配制包括下列步驟選用高純度環戊二烯三羰基錳；將高純度環戊二烯三羰基錳溶解于醇類、醚類或酮類有機溶劑中得到標準溶液。同時還提供了高純度環戊二烯三羰基錳的提純方法及溶劑的選配要求。本發明的方法用于原子吸收法測定有機錳含量可以更方便地測定有機錳含量，降低分析測試費用。
文檔編號G01N1/34GK1828268SQ20061004335
公開日2006年9月6日 申請日期2006年3月25日 優先權日2006年3月25日
發明者司志華, 王華軍, 張麗娜, 郭強 申請人:山東東昌精細化工科技有限公司