CNS 15123-2007 Paints and varnishes - Determination of total lead - Flame atomic absorption spectrometric method《涂料－总铅测定－火焰原子吸收光谱法》.pdf

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1、1 印月969月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 87.040 K6115315123經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 969月14日 月日 (共8頁)塗料總鉛測定火焰原子吸收光譜法Paints and varnishes Determination of total lead Flame atomic absorption spectrometric method 1. 適用範圍：本標準規定塗料與相關產品測定總鉛之火焰原子吸收光譜法。 本標準適用於總鉛含量約 0.01 2%(m/m)之產品。 備考： 本方法亦適用於總鉛含量高於 2%(m/m)之

2、產品，惟僅適用於精密度不超過第7.2 節之適當值者。 待測試樣之處理有兩種方法。如有爭議，應以乾灰化法為準。 如欲施行試驗溶液中鉛 之測定，也可使用 ISO 3856-1Paints and Varnishes Determination of “soluble”metal content Part 1： Determination of lead content Flame atomic absorption spectrometric method and dithizone spectrophotometric method所規定之二苯基硫腙(dithizone)光譜光度法。 2. 用語

3、釋義 塗料：包括油漆、清漆及假漆。 3. 方法概要：使用乾式灰化法（第 4 節）或濕式氧化法（第 5 節）將待測試樣加以分解。再以火焰原子吸收光譜法測定鉛。 4. 乾式灰化法 4.1 方法概要：將待測試樣蒸發至乾涸，並於 475灰化之，以除去所有有機物質。再以氫氯酸從殘渣中萃取任何鉛分。 4.2 試藥：分析時僅可使用認可的分析級試藥，所用的水應符合 ISO 3696Water for analytical laboratory use Specification and test methods3 級水以上之純度者。 4.2.1 碳酸鈉（無水）。 4.2.2 碳酸鎂。 4.2.3 硫黃。 4.

4、2.4 液態石蠟。 4.2.5 硫化鈉： 10 g/L 溶液。 4.2.6 氫氯酸（約 180 g/L）：將濃氫氯酸 36%(m/m)，密度約為 1.18 g/mL 450 mL 加入約等量之水中，並以水稀釋至 1000 mL。 4.2.7 氫氯酸（約 18 g/L）：將氫氯酸 (第 4.2.6 節 )100 mL 加入水中，並以水稀釋至1000 mL。 4.2.8 硝酸（約 315 g/L）：將濃硝酸約 65%(m/m)，密度約為 1.40 g/mL 1 體積加入於 2 體積水中。 4.2.9 鉛標準儲備溶液（濃度 1 g Pb/L）：可依以下二方法之一製備。 2 CNS 15123, K

5、61153 (a) 將含有 1 g 鉛標準溶液的安瓿 (ampoule)內容物移入內含水及硝酸 （第 4.2.8節） 30 mL 之 1000 mL 單標線量瓶中，以水稀釋至標線並充分混合之。 (b) 稱取硝酸鉛 Pb(NO3)2（預先於 105乾燥 2 小時） 1.598 g，精確至1 mg，於 1000 mL 單標線量瓶中以水溶解之，加入硝酸（第 4.2.8 節）30 mL，以水稀釋至標線並充分混合之。 此標準儲備溶液之鉛濃為1 mg/mL。 4.2.10 鉛標準儲備溶液（濃度 100 mg Pb/L）：使用時製備本溶液。以吸管將標準儲備溶液（第 4.2.9 節） 10 mL 置入 100

6、 mL 單標線量瓶中，以氫氯酸（第4.2.7 節）稀釋至標線並充分混合之。 此標準儲備溶液之鉛濃度為 100 g/mL。 4.3 裝置：一般實驗室裝置。 4.3.1 坩堝：矽石，宜為新品。 4.3.2 蒙孚爐 (muffle furnace)：可維持於 (475 25)。 4.3.3 加熱板：具調節控制熱量功能。 4.4 取樣：依 CNS 15200-1-2塗料一般試驗方法第 1-2 部：通則取樣之方法由待測產品採取代表性試樣，並依 CNS 15200-1-3塗料一般試驗方法第 1-3部：通則試驗用試樣之檢查與製備的方法檢查並製備試樣以供試驗。 4.5 步驟 4.5.1 初步試驗：如待測產品之

7、組成為 未知，先施行定性試驗以確知硝化纖維素(cellulose nitrate)及銻是否存在。如試驗結果無法確認硝化纖維素及銻不存在，則施行全部步驟。 4.5.2 待測試樣 (test portion)：依本步驟施行 2 次試驗 (duplicate)。 將試樣徹底混合並立即將其約 5 g 移入已稱重之矽石坩堝（第 4.3.1 節）中。稱待測試樣之質量，精確至 10 mg。 如產品含有硝化纖維素（參閱第 4.5.1 節），將液態石蠟（第 4.2.4 節） 2 g與待測試樣於坩堝內混合。 4.5.3 灰化：於抽風櫃中將坩堝及其內容物置於加熱板（第 4.3.3 節）上，逐漸提高加熱板之溫度以除去

8、所有揮發性溶劑。 將碳酸鎂（第 4.2.2 節） 2 g 敷於坩堝中之內容物上面，並在 10 min 期間蒙孚爐之溫度逐步升高至 350。再將蒙孚爐之溫度於 60 min 期間升至 (475 25)，並維持於此溫度直至完全灰化。確認有足夠供應氧化所需之空氣。 坩堝內之材料不得於任何階段著火。 4.5.4 萃取 (1) 如果材含銻（閱第4.5.1節），則依下述進。 使坩堝及灰分（閱第4.5.3節）卻。將坩堝及灰分移至250 mL燒杯中，加入氫氯酸（第4.2.6節）100 mL，並以加熱板（第4.3.3節）使其溫和沸騰15 min。然後再消化15 min。 趁熱使用質地精細之紙(1)，將其傾析過於

9、250 mL燒杯中。以熱水3 CNS 15123, K 61153 清洗紙及殘渣，收集洗液於燒杯中。將燒杯卻並將液及洗液移至250 mL單標線瓶中。將水稀釋至標線並充分混合之。 註(1) CNS 5038化學分析用紙第II種定分析用G級紙、Whatman 42號及44號紙或Schleicher and Schll 589/3號及589/6號紙均為適宜。 (2) 如果材含銻（閱第4.5.1節），則依下述進。 將灰分（閱第4.5.3節）研磨成細粉。置回原坩堝內，並與等碳酸鈉（第4.2.1節）及黃（第4.2.3節）之混合物約10 g混合。 將坩堝加蓋，並於溫和火焰上加熱直到再有二氧化之氣味，約需12

10、小時。 使坩堝卻，並將其內容物以少熱水消化之，一直到熔融物完全散開。過後，以化鈉溶液（第4.2.5節）將殘渣移到紙上並以化鈉溶液清洗殘渣。將液丟棄。 將紙同殘渣移至250 mL燒杯中。加硝酸（第4.2.8節）15 mL，並使用加熱板（第4.3.3節）使其溫和沸騰15 min。加入氫氯酸（第4.2.6節）100 mL並使其消化30 min。趁熱使用質地精細之紙將其過至250 mL燒杯中。以熱水清洗紙及殘渣，將洗液收集於燒杯中。使燒杯卻並將液及洗液移至250 mL單標線瓶中。以水稀釋至標線並充分混合之。 4.5.5 試驗溶液之製備：依表 1，從每一萃取溶液（第 4.5.4 節）取出樣品中預期鉛含量

11、之分取量 (aliquot portion)。 表 1 各萃取溶液之分取量 預期鉛含量 %(m/m) 分取量 mL 0.4 0.4 1 1 2 25 10 5 備考：如鉛含量高於 2%(m/m)，則應取用適當的分取量。 將分取量置於 100 mL 單標線量瓶中，如分取量為 5 mL 或 10 mL，加入氫氯酸（第 4.2.6 節） 10 mL。以水稀釋至標線並充分混合之。 4.5.6 試藥空白之製備：重複第 4.5.3 節，第 4.5.4(1)節或第 4.5.4(2)節及第 4.5.5節之步驟，但省略測定試樣。 5. 濕式氧化法 5.1 方法概要：於燒杯中以硫酸及過氧化氫之混合物（方法 A）或

12、於凱氏瓶 (Kjeldahl flask)中以硫酸及硝酸之混合物（方法 B）對待測試樣施行濕氧化以除去所有有機物質。加熱以除去過量硫酸，並使用 EDTA 及氨溶液以萃取出殘渣中之任何鉛分（硫酸鉛計）。 4 CNS 15123, K 61153 備考：試樣中銻或硝化纖維素之存在不會對本方法形成干擾。 5.2 試藥：分析時應使用認可之分析級試藥。所用之水應符合 ISO 3696 3 級水以上純度者。 5.2.1 硫酸：約 96%(m/m)，密度約 1.84 g/mL。 5.2.2 過氧化氫：約 30%(m/m)或約 50%(m/m)溶液。惟使用後者時，應有額外的安全防備。 5.2.3 硝酸：約 6

13、5%(m/m)，密度約 1.40 g/mL。 5.2.4 硝酸 (315 g/L)：係將硝酸（第 5.2.3 節） 1 體積加入 2 體積水中而得。 5.2.5 氨溶液（約 85 g NH3/L）：係以水將濃氨溶液 25%(m/m) 380 mL 稀釋至1000 mL 而得。 5.2.6 EDTA（乙二胺四醋酸，二鈉鹽）： 37 g/L 溶液。 5.2.7 鉛標準儲備溶液（濃度 1 g/L）：可依以下二方法之一製備。 (a) 將安瓿 (ampoule)中鉛精確含量 1 g 之鉛標準溶液移入內含適量水及硝酸（第 5.2.4 節） 30 mL 之 1000 mL 單標線量瓶中。以水稀釋至標線並充分

14、混合之。 (b) 稱取硝酸鉛 Pb(NO3)2（事先於 105C 乾燥 2 小時） 1.598 g，精確至1 mg，於 1000 mL 單標線量瓶中以水溶解之。加入硝酸（第 5.2.4 節）30 mL，以水稀釋至標線並充分混合之。 此標準儲備溶液之鉛標準為 1 mg/mL。 5.2.8 鉛標準儲備溶液（濃度 100 mg/L）：在使用當天製備本溶液。 以吸管將標準儲備溶液（第 5.2.7 節） 10 mL 置入 100 mL 單標線量瓶中，加入硝酸（第 5.2.4 節） 10 mL，以水稀釋至標線並充分混合之。 本標準溶液之鉛濃度為 100 g/mL。 5.3 裝置：一般實驗室裝置。 5.3.

15、1 加熱板：具調節控制熱量功能。 5.4 取樣：依 CNS 15200-1-2 之方法由待測產品採取代表性之試樣，並依 CNS 15200-1-3 之方法檢查並製備試樣。 5.5 步驟 5.5.1 測定試樣：依本步驟施行 2 次試驗。將試樣徹底混合並立即將其約 0.5 g 移入 400 mL 燒杯（方法 A）或 250 mL 凱氏瓶（方法 B）中。稱待測試樣之質量，精確至 1 mg。 5.5.2 分解 (1) 方法A：於抽風櫃中，將燒杯及其內容物置於加熱板（第5.3.1節）上，溫和加熱以除去所有揮發性溶劑。加入酸（第5.2.1節）約5 mL，以錶玻璃蓋上燒杯，以較高溫加熱15 min以將有機物

16、質分解並炭化。繼續加熱直至白煙釋出。 將燒杯由加熱板移出並使其冷卻約 10 min。以 5 mL 吸管慢慢分四次各加入 5 mL 分量之過氧化氫溶液（第 5.2.2 節），在反應消退後才加入另5 CNS 15123, K 61153 一分量。 警告： 由於有飛濺的危險，在每次添加過氧化氫後在燒杯上加蓋。 再加熱約 10 min 並冷卻 5 min。之後，分 2 次各加入 5 mL 分量之過氧化氫溶液 5 mL 分量，加熱 5 min 並冷卻 5 min。最後再加入 1 次過氧化氫溶液 5 mL 分量，再行加熱以分解殘留之過氧化氫。取下錶玻璃，以蒸餾水小心清洗錶玻璃之底部，收集洗液於燒杯中。加熱

17、燒杯直至旺盛白煙已釋出且溶液已蒸發至幾乎全乾涸。將燒杯從加熱板移出並使其放冷。 (2) 方法B：以本生燈將凱氏瓶及其內容物溫和加熱以除去所有揮發性溶劑。加入酸（第5.2.1節）約5 mL並加熱約10 min以將有機物質分解並炭化，其卻約10 min。以5 mL吸管分4次各慢慢加入5 mL分的硝酸（第5.2.3節），在反應消退後才加入另一分。 再加熱約10 min並使其卻5 min。之後，分2次各加入5 mL分之硝酸，加熱5 min並卻5 min。最後再加入硝酸5 mL分。再加熱以分解硝酸並直至旺盛白煙已釋出且溶液已蒸發至幾乎全乾涸。放，如在此最後階段發生燒焦，小心加入5 mL硝酸並重複加熱，冒

18、煙及卻步驟。 5.5.3 萃取：將 EDTA 溶液（第 5.2.6 節） 50 mL，氨溶液（第 5.2.5 節） 10 mL 及水 50 mL 加入燒杯（方法 A）或凱氏瓶（方法 B）中。溫和沸騰約 15 min後冷卻，如有必要，以中等質地之濾紙將其傾析過濾至 250 mL 單標線量瓶中，以水清洗濾紙及殘渣。以水稀釋至標線並充分混合之。 5.5.4 待測溶液之製備：依表 2，從每一萃取溶液（第 5.5.3 節）取出分取量，置於單標線 100 mL 量瓶中，加水稀釋至標線並充分混合。 表 2 各萃取溶液之分取量 預估鉛含量 %(m/m) 分取量 mL 0.5 0.5 1 1 2 100（未稀釋

19、） 75 50 備考：如鉛含量高於 2%(m/m)，則應取用適當的分取量。 5.5.5 試藥空白之製備：重複第 5.5.2(1)節（方法 A）或第 5.5.2(2)節（方法 B），第 5.5.3 節及第 5.5.4 節之步驟，但省略測定試樣。 6. 測定 6.1 方法概要：將試驗溶液吸入乙炔 /空氣火焰中。測定鉛中空陰極管或鉛放電管於283.3 nm 區域之發射光譜線之吸收。 6.2 試藥及材料：分析時僅可使用認可的分析級試藥，水應為蒸餾水或同等級的水。 6.2.1 乙炔：市售品，裝於鋼瓶內者。 6.2.2 壓縮空氣。 6 CNS 15123, K 61153 6.3 裝置：一般實驗室裝置。

20、6.3.1 火焰原子吸收光譜儀：適合在 283.3 nm 波長測定者，且裝有乙炔與空氣進料之燃燒器。 6.3.2 鉛中空陰極燈管或鉛放電燈管。 6.3.3 滴定管：容量 50 mL，並符合 ISO 385 Laboratory glassware Burettes之規定者。 6.3.4 單標線量瓶：容量 100 mL，並符合 ISO 1042 Laboratory glassware One mark volumetric flasks之規定者。 6.4 步驟 6.4.1 檢量線之製作：可依下述步驟製 作檢量線或使用準確度與精密度至少相當之儀器校準方法。 (1) 標準匹配 (matching)

21、溶液之製備：於使用當天製備下述溶液。 使用滴定管（第 6.3.3 節），將依表 3 所示體積之標準鉛溶液（第 4.2.10節或第 5.2.8 節）分別加入於一系列之 6 個 100 mL 單標線量瓶中。於每一量瓶中加入氫氯酸（第 4.2.6 節） 10 mL，以水稀釋至標線並充分混合之。 表 3 標準匹配溶液之製備 標準匹配溶液之號碼 標準鉛溶液之體積（第4.2.10節或第 5.2.8節） mL 標準匹配溶液中之相對應鉛濃度 ug/mL 0* 1 2 3 4 5 0 2 5 10 20 30 0 2 5 10 20 30 *空白匹配溶液 (2) 光譜測定：安裝鉛光譜源（第 6.3.2 節）於光

22、譜儀（第 6.3.1 節）中，並將測定鉛之條件加以最適化。依製造 商之指示調整儀器並將單波器(monochromator)調整至 283.3 nm 區，以便可得最大吸光度。 依據吸入器 燃燒器之特性，調整乙炔（第 6.2.1 節）及空氣（第 6.2.2節）之流率，並點火。調整訊號調度，使表 3 中的 5 號標準匹配溶液之訊號幾乎最高。 將每一標準匹配溶液（第 6.4.1(1)節）分別吸入火焰中，濃度最低者先吸入，並對 4 號標準匹配溶液重複試驗以確認儀器已達穩定。 在每一次測定後將水吸入燃燒器，要注意吸入速率 (g)為橫座標，對應扣去空白對比溶液讀值之吸光度值為縱座標繪圖。 7 CNS 151

23、23, K 61153 6.4.2 測定 (1) 在依第 6.4.1(2)節之調整後，以光譜儀（第 6.3.1 節）測定空白試驗溶液（第 4.5.6 節或第 5.5.5 節）之吸光度。然後測定每一試驗溶液（第 4.5.5節或第 5.5.4 節）之吸光度三次，之後再測定空白試驗之吸光度。最後，重新測定 4 號標準匹配溶液（參閱表 3）之吸光度以確認裝置之回應沒有改變。如果試驗溶液之吸光度高於最高濃度標準匹配溶液之吸光度，以已知體積的水將試驗溶液加以適當稀釋（稀釋因數 F）。 (2) 如試驗溶液測定值之差異高於 2%或高於平均值之 1%，重複第 6.4.2(1)節之步驟。 (3) 從修正試藥空白後

24、之吸光度，使用檢量線，測定每一試驗溶液之鉛濃度， c。如所用儀器可以直接讀出數值，則記錄儀器所指示之鉛濃度。 7. 結果表示 7.1 計算：使用下式計算塗料之鉛含量。 VmFc5.2a= 式中， a：塗料之總鉛含量， %(m/m) c：由檢量線圖所得試驗溶液之鉛濃度， g/mL F：第 6.4.2(1)節所示之稀釋因數 m：測定試樣（第 4.5.2 節或第 5.5.1 節）之質量， g V：萃取液之分取量（第 4.3.5 節或第 5.5.4 節）體積， mL 計算 2 次試驗結果之平均值 7.2 精密度 備考： 由所得實驗資料，係據 ISO 5725-3Accuracy (trueness a

25、nd precision) of measurement methods and results Part 3: Intermediate measures of the precision of a standard measurement method所述之計算步驟，獲得數值。 7.2.1 重複性 (repeatability， r)：同一操作者 在同一實驗室中使用相同設備及標準化試驗方法，於短時間內對同一 材料所做的兩單獨試驗結果之絕對差異預期（ 95%機率）會低於下列 r 值。 5% 相對於第 4.5.4(1)節所述乾式灰化步驟之平均值 10% 相對於第 4.5.4(2)節所述乾式灰化

26、銻萃取步驟之平均值 5% 相對於第 5.5.2(1)節（參閱第 7.2.2 節註 (3)）所述之濕式氧化步驟之平均值 7.2.2 再現性 (reproducibility， R)：不同操作者於 不同實驗室使用標準化試驗方法，對同一材料所做之兩單獨試驗之絕對差異預期（ 95%機率）會低於下列R 值。 15% 相對於第 4.5.4(1)節所述乾式灰化步驟之平均值 30% 相對於第 4.5.4(2)節所述乾式灰化銻萃取步驟之平均值 15% 相對於第 5.5.2(1)節（參閱註 (3)）所述之濕式氧化步驟之平均值 註 (2) 第 5.5.2(1)節（方法 A）所述濕式氧化步驟所得之精密度資料係依據8

27、CNS 15123, K 61153 單一塗料試樣。 (3) 第 5.5.2(2)節（方法 B）所述濕式氧化步驟並無數據。 8. 試驗報告：試驗報告應包括下列事項 8.1 試驗產品之類型來源 8.2 本標準總號 8.3 試驗產品萃取鉛之方法（乾式灰化法 或濕式氧化法），如使用濕式氧化法時，記錄所用分解方法（方法 A 或方法 B） 8.4 依第 4.5.2 節所施行之任何初步處理 8.5 試驗結果 8.6 從規定步驟之經協議或其他原因之任何偏離 8.7 試驗日期 引用標準：CNS 5038 化學分析用紙 CNS 15200-1-2 塗料一般試驗方法第 1-2 部：通則取樣 CNS 15200-1

28、-3 塗料一般試驗方法第 1-3 部：通則試驗用試樣之檢查與製備 ISO 385： 2005, Laboratory glassware Burettes ISO 1042： 1998, Laboratory glassware One mark volumetric flasks ISO 3696： 1987, Water for analytical laboratory use Specification and test methods ISO 3856-1： 1984, Paints and Varnishes Determination of “soluble”metal content Part 1： Determination of lead content Flame atomic absorption spectrometric method and dithizone spectrophotometric method ISO 5725-3 ： 1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results Part 3: Intermediate measures of the precision of a standard measurement method