2.5 钙、钠以及硅元素的测定
（1）方法提要
钙、钠以及硅元素的分析方法可采用火焰原子吸收光谱法（FAAS）或电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES），依实验室情况而定。
注：电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）的优点在于该方法具有较宽的动态量程以及多元素相容能力。FAAS与ICP-AES分析手段方法类似，测试结果若需定量，两种方法皆需要用标准液进行校准。
（2）试剂及材料
除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和ISO 3696中规定的至少3级的水。
① 偏硼酸锂。
② 混合酸：将50mL硝酸[浓度约为65%（m/m），ρ≈1.40g/mL]加入到500mL水中，再加入17g酒石酸溶解，定容到1000mL，摇匀。
③ 氯化铯缓冲液：将50g氯化铯溶解于约500mL水中，加入30%（m/m）盐酸（ρ≈1.15g/mL）50mL，定容至1000mL，摇匀。
④ 标准储备液：分别含有1000g/L的钙、钠以及硅。将储备液保存于聚全氟乙丙烯（FEP）瓶中。
⑤ 母液：不受钙、钠以及硅的影响。将2g偏硼酸锂溶解于60mL混合酸中，加水定容于200mLFEP瓶中，摇匀。
⑥ 乙炔（C2H2）：工业级，贮存于钢瓶中。
⑦ 压缩空气。
⑧ 氧化亚氮（N2O）：工业级，贮存于钢瓶中。
⑨ 待测溶液：硅酸钙沉淀加偏硼酸锂熔融，再加入硝酸和酒石酸混合液溶解，得到待测溶液。
（3）仪器
① 实验室常规设备和玻璃仪器。
② 火焰原子吸收光谱仪（FAAS），适合测定下述波长： 422.7nm，测定钙（Ca）；589.0nm，测定钠（Na）；251.6nm，测定硅（Si）。
配以适合燃烧下列气体的燃炉：N2O/C2H2混合气体，测定钙和硅；C2H2/空气混合气体，测定钠。
同时配以空心阴极火焰，以测定钙、钠以及硅还有重氢背景校正。
③ 电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）：最好具有高分辨率（≤0.01nm），原子光谱控制系统以及电脑自动信号修正系统。
④ 铂坩埚。
⑤ 马弗炉：可控温至1000℃±20℃。
⑥ 磁力搅拌器：配有外镀聚四氟乙烯的磁子。
⑦ 带盖子的聚四氟乙烯烧杯，约250mL，直径约6cm。
⑧ 200mL带有标线的容量瓶，聚乙烯制成。
⑨ 准确校准的移液管，符合ISO 648要求。
（4）分析步骤
① 标准液的配制：用移液管移取所需体积的标准储备液到一系列的50mL容量瓶中，加入所需的母液，用水定容至刻度，摇匀。在50mL容量瓶中稀释所需体积的母液配制成空白参比液。
注：两种测试方法的标准液所需母液须具有相同浓度。
稀释后的标准液应存放于FEP瓶中且存放时间不宜过长。
当使用FAAS方法时，若待测液中钠和钙浓度过高，需要更大的稀释倍数，须加入缓冲液，譬如氯化铯以满足设备操作需要。
② 光谱测定
a.用FAAS方法光谱测定。安装所需要的燃气炉，适合燃烧N2O和C2H2气体或混合空气，点燃炉气。在分析仪中安装光谱源，设定适合测定相关元素（Ca、Na、Si）的最优条件，依照操作手册操作。FAAS法测试参数列于表2-3中。
表2-3 FAAS法测试参数
注：MO表示氧化物。
若合适，扩大量程，以便于最高浓度的标准液吸收强度（相对值）为0.55。
按照浓度上升的顺序将标准液吸入火焰，并按照浓度降低的顺序重复此操作以验证机器的稳定性。
每次测定之后将水吸入火焰。
b. 用ICP-AES方法测定。用喷雾器引入标准校准液，将仪器按照操作说明调试好后，按照表2-4所示光谱共振线进行操作。
表2-4 ICP-AES法测试参数
注：MO表示氧化物。
c.曲线校正。通过减去空白参比校正吸收强度，以每毫升标准液所含元素质量（mg）为横坐标，以修正后的吸收强度为纵坐标作图。
③ 测试液的制备：称量约200mg（m0）样品，精确到0.1mg，放入铂坩埚中，加入2g偏硼酸锂，在马弗炉中1000℃±20℃温度下烧30min使之熔融，获得澄清熔体。待铂坩埚冷却至室温，将其浸入到盛有60mL混合酸的PTFE烧杯中，放入磁子，开启磁力搅拌器，搅拌直至完全溶解。移出坩埚和磁子，用水冲洗，将溶液转移到200mL聚乙烯容量瓶中，定容，用FAAS方法或ICP-AES方法进行测定。
④ 测定：调节设备，在光谱仪上进行空白实验。测定待测液中原子的吸收光谱，重复测试三次，再测定空白液。最后，用高浓度标准液再次测定吸收光谱以确定仪器稳定。
（5）分析结果的表述
① 钙、钠以及硅浓度：根据吸收光谱从标准曲线中读出钙、钠及硅浓度。
② 每种元素氧化物组分含量计算：CaO、Na2O以及SiO2的质量分数w（氧化物），数值以%表示，按式（2-3）计算：
（2-3）
式中 ct——表示测试液中元素浓度，mg/mL；
V0——200mL测试液的体积，mL；
D——稀释因子；
f——转换因子，计算氧化物组分（而不是元素的含量）所需的转换因子（见表2-5）；
m0——试样质量，mg；
w1——表示2.8步骤测得的灼烧减量， %。
取平行测定结果的算术平均值为测定结果，精确到0.1%。
表2-5 转换因子f的值
（6）精确性
① 可重复性r：可重复性r值，该值应低于两次测试的绝对误差，当采取该方法测试时，在重复的实验条件下两次测试应得出完全一致的结果。也就是说，测试结果是同一个测试者在同一个实验室中采用同样的材料在较短时间段内给出的。此要求下r值，CaO为0.8%，Na2O为0.2%，SiO2为1.7%，置信度95%。
② 再现性：当前而言没有再现性的数据是可以的。