钙是金属吗

ICP-AES同时测定碳酸钙中铁、锰、铅、镉、铬等10种金

属元素

郝媛媛;孙有娥;程春艳;方勤;姜开成;石玲玲

【摘要】Amethodforsimultaneousdeterminationof10kindsofmetal

acid(1+4)

wasudtodissolvethesample,metallicelementsinwhichweredirectly

icalspectrallines

tionmethodanddigestion

ectionlimitofeachmetalelementwasin

therangeof0.0018-0.0589μg/mL,therecoveriesrangedfrom91.80%to

99.7%,andtherelativestandarddeviationofdetectionresultswas

1.03%—4.85%(n=6).Themethodhashighnsitivityanditissuitablefor

simultaneousdeterminingthevariousmetalelementcontent.%建立了电感

耦合等离子体发射光谱法同时测定碳酸钙中铁、锰、铅、镉、铬、砷、汞、钡、镁、

铜10种金属元素含量的分析方法.采用硝酸(1+4)溶解样品,在选定的仪器工作条件

下直接测定.通过试验确定了各金属元素的分析谱线,对消解方法和消解液进行了探

讨.10种金属元素的检出限为0.0018～0.0589μg/mL,加标回收率为91.80％～

99.7％,测定结果的相对标准偏差为1.03％～4.85％(n=6).该方法灵敏度高,适用于

碳酸钙中多种重金属元素的同时测定.

【期刊名称】《化学分析计量》

【年(卷),期】2013(022)001

【总页数】3页(P34-36)

【关键词】电感耦合等离子体发射光谱法;碳酸钙;金属元素

【作者】郝媛媛;孙有娥;程春艳;方勤;姜开成;石玲玲

【作者单位】国家非金属矿深加工产品质量监督检验中心,安徽池州247000

【正文语种】中文

【中图分类】O657.31

碳酸钙是一种重要的无机矿物，是石灰岩石和方解石的主要成分。碳酸钙又分为重

质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。近年来随着碳酸钙大量用于食

品、医药、化妆品及化工品工业中，碳酸钙的质量安全问题越来越多地受到人们的

关注，尤其是这些产品中有毒重金属元素的含量问题。

目前国内对碳酸钙中重金属限量要求因碳酸钙的使用领域不同而有所差异，主要表

现在对铁、锰、铅、镉、铬、砷、汞、钡、镁、铜等10种金属元素限量[1–7]。

这些金属元素往往通过分光光度计法、原子吸收法、原子荧光法、砷斑法等单一元

素测定，检验过程繁琐并且试剂消耗量大，笔者参考相关标准及文献[8–15]，总结

出一种能同时测定各类碳酸钙中铁、锰、铅、镉、铬、砷、汞、钡、镁、铜等10

种金属元素的电感耦合等离子体发射光谱法，该法灵敏度高，测定结果可靠。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

电感耦合等离子发射光谱仪：Optima7300DVICP型，美国PE公司；

恒温电热板：上海启威电子有限公司；

铁、锰、铅、镉、铬、砷、汞、钡、镁、铜单元素标准储备溶液：浓度均为1

000μg/mL，国家标准物质研究中心；

硝酸、盐酸：优级纯；

氩气：纯度为99.999%；

实验用水为超纯水。

1.2仪器工作条件

电感耦合等离子体发射光谱仪的工作条件列于表1。

表1仪器工作条件参数设定值参数设定值射频功率1300W观测方式径向观测

冷却气15L/min观测距离15.0mm辅助气0.2L/min延迟时间30s载气流量

0.8L/min积分时间5s溶液提升量1.50mL/min重复测量次数3次

1.3实验方法

准确称取碳酸钙样品1.0～2.0g（精确至0.001g）于150mL小烧杯中，先用少

许水湿润，再加入硝酸（1+4）溶液30mL，加热煮沸，冷却，转移至50mL容

量瓶中，过滤，过滤液待测定。同时做空白试验。在1.2仪器工作条件下，对标准

溶液、待测样溶液、空白溶液进行测定。

1.4标准曲线绘制

利用金属元素标准储备液配制10种元素不同浓度的混合标准溶液，按1.2仪器条

件进行测定，以元素浓度为横坐标，以发射强度为纵坐标绘制标准曲线。各金属元

素标准溶液系列浓度见表2。

表210金属元素标准溶液系列浓度μg/mL编号FeMnPbCdCrAsHgBaMg

Cu10.01.01.01.01.01.01.010.050.01.0320.02.0

2.02.02.02.02.020.0100.02.0430.04.04.04.04.04.04.030.0200.04.0

540.08.08.08.08.08.08.040.0400.08.0650.010.010.010.010.010.0

10.050.0800.010.0

2结果与讨论

2.1分析谱线的选择

针对每一待测元素，选择灵敏度较高的谱线，用混合标准溶液在各分析线波长处依

次扫描并做对照，观察有无干扰峰，并记录谱线信号和背景强度，比较同一元素几

条可选分析线的实验结果，从中选定无干扰和信噪比高的谱线作为分析线，各元素

的分析谱线见表3。

表3待测元素的分析线nm元素波长元素波长Fe238.204As188.979Mn

257.610Hg253.652Pb220.353Ba233.527Cd228.802Mg285.213Cr

267.716Cu327.393

2.2消解方法的选择

实验室常用的消解方法主要有湿法消解、高压消解和微波消解。日常检测工作中要

检测的碳酸钙主要为应用于工业、医药、食品等方面的碳酸钙成品，组成成分相对

单一，基质干扰较小，因此在实验中直接采用酸溶解法进行样品前处理。

2.3样品消解液的选择

分别采用盐酸（1+1）、硝酸（1+4）直接溶解样品，加热煮沸，冷却后进行测定。

结果发现，当采用硝酸（1+4）直接溶解样品时，基质干扰较少。因此样品前处理

采用硝酸（1+4）直接溶解样品，加热煮沸，冷却后测定。

2.4工作曲线方程与检出限

对表2中系列标准溶液进行测定，以各元素的浓度x（μg/mL）对发射强度（y）

进行线性回归，得10种金属元素的回归方程、线性相关系数见表4。选定3个低

浓度的标准溶液，对每一浓度水平分别重复测定6次，求出每个浓度测定结果的

标准偏差s1，s2，s3，用线性回归法作出回归曲线，求出浓度为零时空白样品的

标准偏差s0，以3s0所对应的浓度作为方法的检出限。结果见表4。

表410种金属元素的线性回归方程及检出限元素线性回归方程r线性范围/检出

限/(μg·mL–1)(μg·mL–1)Fey=10050x+54.30.99800～50.00.0025Mn

y=92876x+2988.10.99810～10.00.0021Pby=1056x+0.40.99600～

10.00.0109Cdy=5821x+8.10.99590～10.00.0021Cry=19020x+205.7

0.99920～10.00.0018Asy=201.8x+2.90.99910～10.00.0224Hg

y=567.9x+0.00030.99540～10.00.0589Bay=10111x+67.00.99980～

50.00.0123Mgy=10281x+56.40.99970～800.00.0111Cuy=12

964x+226.510.99990～10.00.0087

2.5回收率与精密度试验

分别取从市场上采购的食品级碳酸钙、饲料级碳酸钙、涂料级碳酸钙样品各一份，

按1.3实验方法处理后，在选定的仪器条件下进行测定。然后进行加标回收试验。

每一样品平行测定6次，结果见表5。

表5加标回收试验结果(n=6)样品元素本底值/加标量/测得量平均值RSD/平均

回收编号(μg·mL–1)(μg·mL–1)/(μg·mL–1)%率/%Fe5.020.024.94491.53

99.71Mn0.55.05.45851.0399.2Pb0.072.02.02291.2097.6Cd0.01.0

0.96304.8596.32Cr0.02.01.96653.4898.3As0.04.03.95382.6098.8

Hg0.02.01.83574.5191.83Ba0.030.029.06672.9696.9Mg0.0100.0

97.38803.8597.4Cu0.05.04.94092.4698.8

由表5可知，10种金属元素的平均回收率为91.8%～99.7%，测定结果的相对标

准偏差为1.03%～4.85%，该方法精确度较高。

3结语

依据碳酸钙相关标准及文献，结合碳酸钙日常检测工作需求，建立了一种能同时测

定各类碳酸钙中10种金属元素的电感耦合等离子体发射光谱方法。该方法简单、

实用性强、灵敏度高，测定结果准确，适用于检测机构日常的碳酸钙检测工作，检

测效率高。

参考文献

[1]GB1898–2007食品添加剂碳酸钙[S].

[2]GB/T19281–2003碳酸钙分析方法[S].

[3]GB/T19590–2011纳米碳酸钙[S].

[4]HG2940–2000饲料级轻质碳酸钙[S].

[5]HG/T2226–2010普通工业沉淀碳酸钙[S].

[6]HG/T2567–2006工业活性沉淀碳酸钙[S].

[7]HG/T2776–2010工业微细沉淀碳酸钙和工业微细活性沉淀碳酸钙[S].

[8]应腾远，刘文甫，孙富涛，等.ICP–AES法同时测定锰矿石中铁、铝、钛、钙、

镁、磷、钡、铅的含量[J].化学分析计量，2012，21(1):27–30.

[9]张修景.微波消解–ICP–AES测定镁合金中10种杂质元素[J].化学分析计量，

2012，21(1):58–60.

[10]王静.电感耦合等离子原子发射光谱法测定电镀铬溶液中铜、铁、铝及镍元素

的含量[J].化学分析计量，2012，21(3):69–70.

[11]李琳.电感耦合等离子质谱仪测定碳酸钙中痕量铅[J].当代化工，2008，37(2):

173–174.

[12]胡晓静，曾泽，王长安，等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定滑石粉中

酸溶金属元素镉锰锌铜[J].冶金分析，2011，31(9):7–10.

[13]李建，计辉，钱玉萍.电感耦合等离子体发射光谱法（ICP–OES）同时测定活

性炭中铝、钴、镉、铜、铁、锰、钠、磷、硫10种元素[J].中国无机分析化学，

2012，2(1):58–60.

[14]李京.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定电石中铁、硅、铝、钛[J].理化检

验：化学分册，2012，48(1):98–99.

[15]赵雪蓉，仇薪越，赵彤彤，等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铬矿石

中硅、铝、镁、铁[J].理化检验：化学分析，2012，48(4):27–428.