Определение металлических примесей методом атомно-абсорбционной спектрометрии в марганце марки (стр. 11 из 15)
Данным методом были приготовлены следующие растворы:
Растворы ионов алюминия с массовыми концентрациями 0,300 мг/дм3, 0,500 мг/дм3, 0,750 мг/дм3, 1,000 мг/дм3, 1,250 мг/дм3, 1,500 мг/дм3, 1,750 мг/дм3, 2,000 мг/дм3, 2,250 мг/дм3, 2,500 мг/дм3.
Растворы ионов железа с массовыми концентрациями 0,250 мг/дм3, 0,500 мг/дм3, 0,750 мг/дм3, 1,000 мг/дм3, 1,250 мг/дм3, 1,500 мг/дм3, 1,750 мг/дм3, 2,000 мг/дм3, 2,250 мг/дм3, 2,500 мг/дм3.
Растворы ионов меди с массовыми концентрациями 0,050 мг/дм3, 0,100 мг/дм3, 0,150 мг/дм3, 0,200 мг/дм3, 0,250 мг/дм3, 0,300 мг/дм3, 0,350 мг/дм3, 0,400 мг/дм3, 0,450 мг/дм3, 0,500 мг/дм3.
Растворы ионов никеля с массовыми концентрациями 0,030 мг/дм3, 0,050 мг/дм3, 0,100 мг/дм3, 0,150 мг/дм3, 0,250 мг/дм3, 0,300 мг/дм3, 0,350 мг/дм3, 0,400 мг/дм3, 0,450 мг/дм3, 0,500 мг/дм3.
Растворы из стандартных образцов готовили и использовали при температуре окружающей среды 20˚С.
2.3 Отбор и хранение проб
Для отбора проб использовали сосуды из полиэтилена и боросиликатного стекла, предварительно промытые азотной кислотой, а затем ополоснутые водой.
Пипетки и мерные колбы имели 1 класс точности, допустимая погрешность которого представлена в таблице №5.
Таблица №5. Допустимая погрешность мерной лабораторной посуды 1-го класса точности [10].
| Номинальная вместимость, см3 | Пипетки ГОСТ 29228-91 | Пипетки ГОСТ 29169-91 | Мерные колбы |
| 0,5 | ±0,005* | - | - |
| 1,0 | ±0,005* | ±0,006* | - |
| 2,0 | ±0,01* | ±0,01* | - |
| 5,0 | ±0,01* | ±0,03* | 0,025 |
| 10,0 | ±0,02* | ±0,05* | 0,025 |
| 10,77 | ±0,02 | - | - |
| 20,0 | ±0,03* | - | - |
| 25,0 | ±0,03 | ±0,1 | 0,04 |
| 50,0 | ±0,05 | - | 0,06* |
| 100,0 | ±0,08 | - | 0,10 |
| 200,0 | ±0,1 | - | 0,15* |
| 250,0 | - | - | 0,15 |
| 300,0 | - | - | 0,20 |
| 500,0 | - | - | 0,25 |
| 1000,0 | - | - | 0,40* |
| 2000,0 | - | - | 0,60 |
2.4 Приготовление исходных растворов марганца
Навеску металлического марганца 0,5000 г. поместили в термостойкую стеклянную коническую колбу вместимостью 200 см3, растворили в 50 см3 раствора 30% азотной кислоты (1:1по объему) при нагревании, затем раствор прокипятили до удаления оксида азота. Охлажденный раствор перенесли в мерную колбу вместимостью 500 см3, долили бидистиллированной водой до метки и перемешали.
2.5 Определение систематической ошибки приготовления растворов марганца
Концентрацию раствора рассчитывали по формуле:
.Далее находили относительную погрешность каждой из величин, входящих в вышеприведенную формулу.
Относительная погрешность концентрации равна:
= 
– 
.Абсолютная погрешность концентрации равна [11]:
∆c =
· .Результаты представлены в таблице №6.
Таблица №6. Расчет относительной и абсолютной погрешности концентрации раствора марганца.
| c, г/см3 |  |  |  | ∆c, г/см3 |
| 0,02000 | 0,0001 | 1,2·10-3 | 1,1·10-3 | 2,200·10-5 |
Величина систематической ошибки приготовления раствора марганца очень мала, поэтому ей можно пренебречь при расчете погрешностей результатов анализа металлических примесей в марганце.
2.6 Методика определения металлических примесей в образцах марганца марки Мн 998 методом атомно-абсорбционной спектрометрии согласно ГОСТ 16698.6-71, ГОСТ 16698.7-71, ГОСТ 16698.9-71, ГОСТ 16698.10-71
Анализируемые растворы и серию градуировочных растворов (в порядке увеличения концентрации) распыляли в пламя горелки и измеряли атомное поглощение (абсорбцию) определяемых элементов по аналитическим линиям с длинами волн, приведенными в таблице №7. После каждого измерения распылительную систему промывали бидистиллированной водой [6]. Для холостого определения использовали бидистиллированную воду.
В данной работе использовали серии градуировочных растворов, приготовленных из водных растворов ГСО.
Условия измерения, представленные в таблице №7, подбирали в соответствии с анализируемым элементом.
Таблица №7. Условия проведения анализа [10].
| Металл | Резонансная линия, нм | Ширина щели, нм | Ток, мА | Рекомендуемый диапазон концентраций, мг/дм3 | Вид пламени |
| Алюминий | 396,2 | 0,5 | 10,0 | 0,100 - 10,000 | Слабо восстановительное оксид азота-ацитиленовое |
| Железо | 248,3 | 0,2 | 7,0 | 0,050 - 8,000 | Окислительное воз-душно-ацитиленовое |
| Медь | 324,7 | 0,5 | 3,0 | 0,010 - 4,000 | Окислительное воз-душно-ацитиленовое |
| Магний | 285,2 | 0,5 | 8,0 | 0,100 - 0,700 | Окислительное воз-душно-ацитиленовое |
| Кальций | 422,7 | 0,2 | 3,0 | 0,100 - 0,700 | Окислительное воз-душно-ацитиленовое |
| Титан | 387,2 | 0,2 | 0,4 | 0,050 - 10,000 | Окислительное воз-душно-ацитиленовое |
| Никель | 232,0 | 0,2 | 4,0 | 0,090 - 8,000 | Окислительное воз-душно-ацитиленовое |
Данная модель атомно-абсорбционного спектрометра позволяет проводить измерения в автоматическом режиме.
Количественный анализ примесей проводили по методу градуировочного графика. Для построения градуировочной зависимости распыляли холостой раствор и серию градуировочных растворов (в порядке увеличения концентрации). Полученные результаты представлены в таблицах № 8, 11, 14, 17. Представленные в выше указанных таблицах результаты были использованы для построения графиков зависимости значения величины абсорбции от концентрации (мг/дм3) металла в стандартных растворах.
Расчет параметров линейного уравнения градуировочной зависимости и их доверительных интервалов проводили по формулам, представленным в работе [8].
Градуировочная зависимость абсорбции от концентрации описывается линейным уравнением:
Y = ax + b.
Используя метод наименьших квадратов коэффициенты уравнения линейной регрессии вычисляли по следующим формулам:
, 
.Также были рассчитаны доверительные интервалы для параметров a и b градуировочной зависимости, с применением метода наименьших квадратов.
Дисперсия, характеризующая рассеяние экспериментальных значений y для n образцов сравнения относительно рассчитанной прямой Y = ax + b, определяется выражением:
.Дисперсии параметров a и b равны:
, 
,где
.Из дисперсий были рассчитаны стандартные отклонения и доверительные интервалы для a и b:
sa =
,sb =
, 
где tp - коэффициент Стьюдента.
P принимали равным 0,95; Число степеней свободы f = n – 1.
При P = 95%, f = 10 – 1 = 9, tp= 2,26 [8].
2.7 Формулы для статистической обработки полученных результатов
По градуировочной зависимости определяли для каждого элемента концентрации, соответствующие величинам абсорбции анализируемой пробы.
Для оценки отклонения находили центр распределения выборки, используя среднее
: 
,где
- единичный результат серии (варианта); n – число вариант.Отклонение от среднего d - разность между единичным результатом и средним без учета знака:
.Среднее отклонение
- среднее арифметическое из единичных отклонений:
.