同位素质谱(7)




对于植物和其他生物样品,可以适当减少分析所需的样品量。继续酸消化的时间,在消化液澄清后继续蒸煮2小时。

首先检查半微蒸汽蒸馏器是否泄漏,并加水蒸馏一次以清洗蒸馏器。在烹饪液体冷却后,用少量非离子水定量地将烹饪液体转移到蒸馏器中,并用水洗涤Kjelda。瓶子使用一次或五次(总耗水量不超过30mL~35mL)。在150mL Erlenmeyer烧瓶中,加入5mL硼酸 - 指示剂溶液并置于冷凝器管的末端,并将管直接插入硼酸溶液中。然后,将20mL氢氧化钠溶液缓慢加入蒸馏室中,并引入蒸汽进行热蒸汽蒸馏。当馏出物的体积达到40mL时,停止蒸馏。用少量无离子水冲洗冷凝器末端。

用硫酸标准溶液(试剂5)滴定馏出液,颜色为绿色至品红色,记录所用酸性标准溶液的体积(mL)。用于空白测定的酸性标准溶液的体积通常不应超过0.4mL。

(4)结果的计算

其中:ω(N)——土壤总氮质量分数,%;

V——用于滴定测试溶液的酸标准溶液的体积,mL;

V0——用于滴定空白的酸标准溶液的体积,mL;

CH——酸标准溶液浓度,mol·L-1;

14——摩尔质量的氮原子g·mol-1;

10-3——将mL转换为L的系数;

m——土壤样品质量,g。

在滴定至终点并测量总氮质量分数的溶液中,加入6滴硫酸溶液进行酸化,并在沸水浴中浓缩至干燥,并使反应气化。

(5)注释

1在分析氮同位素比时,可以通过各种方法将各种形式的氮转化为铵和分离的铵。方法的选择通常取决于样品中硝酸盐和亚硝酸盐的量以及分析中两种氮的重要性。

2通过蒸汽蒸馏,消化液中的铵应定量分离并收集在硼酸指示剂溶液中。蒸馏时间不足,铵的分离不完全,会产生同位素分馏,影响氮同位素比的测量。3酸滴定的含铵脱落酸指示剂溶液不应在室温下放置超过2天,因为长时间后微生物会在样品中生长。此外,样品应存放在带塞的瓶子中,以防止样品被大气中的氨污染。通常首先酸化含铵样品溶液,浓缩至小体积,并储存在冰箱中。

3.铵转化为氮

在真空下用次溴酸钠处理含铵样品以将铵氧化成氮气用于质谱分析。其反应式如下::

2NH4 3NaOBrt?3NaBr 3H2O N2↑

由于到目前为止还没有合适的方法来吸收和转移N2,因此必须在与质谱仪结合使用的真空气化装置中进行将货币转化为氮气的反应。图48-11是与同位素质谱仪耦合的真空气化装置。该装置具有良好的真空性能,基本上消除了气体泄漏的影响,并且还减少了所需的样品氮的量。

在次溴酸盐的氧化反应中,应注意以下三个问题。:首先,所用的次溴酸盐溶液必须过量,以确保样品中的铵被完全氧化成氮,否则会发生同位素的分馏效应。其次,在该反应过程中形成少量的氮氧化物如NO和N2O。此外,碱中的碳酸盐在酸性时会产生CO2。这是因为杂质气体会干扰同位素质谱,必须设置以消除液氮阱。最后,应防止空气氮污染样品N2,确保反应瓶和其他界面中没有空气。

通常建议氧化次溴酸钠的样品应含有2毫克铵态氮,其体积不应超过3毫升。因此,通常浓缩含铵溶液。浓缩时,溶液中应含有一定量的酸以防止浓缩过程中的损失,但加入的酸量不宜过多,否则会产生O(Br-OBr-2H→浓缩样品处理时)次溴酸钠)。 H2O Br2)。

(1)试剂

1次溴酸钠 - 碘化钾溶液:将200g氢氧化钠溶于300mL去离子水中并将溶液在冰中冷却。将一半溶液转移到500 mL Erlenmeyer烧瓶中,将其浸入碎冰中,并在30分钟内加入60 mL溴。加入溴时,剧烈搅拌溶液,控制加入速度,使溶液温度不超过5℃。当加入溴时,加入另一半氢氧化钠溶液,搅拌并混合,然后堵塞塞子。在冰箱中保存1d。过滤制冷过程中形成的大量溴化钠后,用等体积的碘化钾[p(K1)=2g·L-1]稀释,并将次溴酸钠 - 碘化钾溶液置于棕色中带塞子。试剂瓶储存在冰箱中。 1mL该溶液可将约5mg铵态氮氧化成氮气;2液氮,196oC。

(2)仪器和设备

15N真空气化装置与质谱仪连接;梨形反应烧瓶,14#玻璃标准研磨;杜瓦,烤箱。

(3)分析步骤

将含有约2mg铵态氮的样品溶液置于梨形反应烧瓶中,并在80℃烘箱中浓缩至干。将含有样品的梨形瓶置于真空气化装置上,打开活塞A,取出反应瓶内的真空。然后,缓慢旋转活塞B,并缓慢加入次溴酸钠溶液。当氮气停止发生时,将反应烧瓶浸入液氮杜瓦瓶中以冷冻在吞咽水和次溴酸钠的氧化过程中产生的杂质气体。最后,通过质谱仪测定氮样品中15N的丰度。

(4)注释

1真空气化装置和梨形反应瓶的真空性能严重影响15N分析的准确性。在次溴酸钠反应之前和之后,应尽可能避免真空吸尘的反应瓶。如果在反应烧瓶抽空后立即进行次溴酸盐氧化反应,并且尽快将产生的氮气送入质谱仪,则可以获得良好的结果。

2在样品浓缩过程中,应避免铵挥发损失。如果铵的损失,不仅样品中的氮含量不足以分析电位,而且在铵的挥发损失期间发生的同源家庭分馏现象使得测量的氮同位素比率为假结果。

参考:土壤农业化学分析方法

相关链接:

同位素质谱(1)

同位素质谱(2)

同位素质谱(3)

同位素质谱(4)

同位素质谱(5)

同位素质谱(6)

关键词:质谱仪,电感耦合,同位素质谱,国家标准物质网络

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时间:2019-03-04 17:59:09 来源:天游ty8 作者:匿名