如测定地质试样,稀释剂溶液145Nd、149Sm浓度计算同样有两种方法 。
a)常规方法 。该方法对标准溶液+稀释剂溶液之混合物的同位素比值不做质量分馏效应校正,直接采用测定值 。
(a)145Nd浓度计算:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中: 为混合稀释剂溶液中145Nd的质量摩尔浓度,μmol/g; 为混合标准溶液中145Nd的质量摩尔浓度,μmol/g;mN、mt分别是称取标准溶液与稀释剂溶液的质量,g;(i/145Nd)m为混合物的钕同位素比值(143Nd/145Nd)m或(146Nd/145Nd)m等,为6次测定的加权平均值;(i/145Nd)t、(i/145Nd)N分别为稀释剂、标准溶液的钕同位素比值(143Nd/145Nd)或(146Nd/145Nd)等,均是6次测定的加权平均值 。
分别用混合物的两个同位素比值(143Nd/145Nd)m和(146Nd/145Nd)m进行计算,取两者平均值作为145Nd量浓度的最后标定结果 。
(b)149Sm浓度计算:
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式中:ct149Sm为混合稀释剂溶液中149Sm的质量摩尔浓度,μmol/g;cN149Sm为混合标准溶液中149Sm的质量摩尔浓度,μmol/g;mN、mt分别是称取标准溶液与稀释剂溶液的质量,g;(i/149Sm)m为混合物的钐同位素比值(147Sm/149Sm)m或(154Sm/149Sm)m等,为6次测定的加权平均值;(i/149Sm)t、(i/149Sm)N分别为稀释剂、标准溶液的钐同位素比值(147Sm/149Sm)或(154Sm/149Sm)等,均是6次测定的加权平均值 。
分别用混合物的两个同位素比值(147Sm/149Sm)m和(154Sm/149Sm)m进行计算,取两者平均值作为149Sm量浓度的最后标定结果 。
b)联立方程法 。该方法利用钕、钐有多个稳定同位素的特点,对标准溶液+稀释剂溶液之混合物的同位素比值进行质量分馏效应校正 。
(a)145Nd浓度计算 。从(86.96)式可见,在一次同位素组成测定中:
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式中(143Nd/145Nd)m和(146Nd/145Nd)m为混合物的实测比值,因受到分馏作用影响而偏离真值,需要进行校正,校正方法以线性定律为例:
应用公式(86.83),则:
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将(86.99)与(86.100)两式联立,求解QNd值,代入钕的稀释法公式可求得稀释剂溶液中145Nd的量浓度:
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(b)149Sm浓度的计算 。与145Nd的计算同理:
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(86.102)、(86.103)两式联立求出QSm值,代入钐的稀释法公式可求得稀释剂溶液中149Sm的量浓度:
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(86.99)~(86.104)式中β、γ分别是测定混合物Nd、Sm同位素比值时的质量分馏因子 。
实际情况表明,采用联立方程法可以将稀释剂的浓度标定精度提高1~2个数量级 。与采用重量法计算出的浓度相比,用标准溶液标定的稀释剂浓度一般偏低百分之几 。
(2)用标准物质标定
该方法适用于长期使用的稀释剂溶液,对其145Nd、149Sm浓度值进行定期检查和修正 。
a.标准物质预处理 。将GBW04419钐-钕年龄标准物质盛于干净的称样皿中,放在衡温干燥箱中于110℃温度下烘烤2h,以除去标准物质岩石粉末样表面的吸附水,然后保存在干燥器中备用 。
b.试样分解与化学分离 。在6个氟塑料(PFA)密封溶样器中,分别称取0.05g(精确至0.00001g)GBW04419钐-钕年龄标准物质,再分别称取0.1g(精确至0.00001g)145Nd(或146Nd)+149Sm混合稀释剂溶液,轻微晃动器皿使岩石粉末均匀散开,加5mL超纯氢氟酸和3~4滴高氯酸,在超净工作柜内的电热板上先温热(~60℃)0.5h,升温至~120℃到试样完全分解 。将溶样器打开蒸干试样溶液,温度升至180℃赶尽过量氢氟酸与高氯酸,用2mL6mol/L超纯HCL淋洗器壁,再次蒸干,冷却至室温后用5mL2.5mol/L超纯HCl溶解试样,准备上柱 。
总稀土元素和钐、钕化学分离,以及钐、钕同位素分析操作步骤同86.3.2中相关内容,在标定精度要求不高的情况下,钐、钕化学分离步骤可省略 。
c.145Nd、149Sm浓度计算 。
a)常规方法 。该方法在完成总稀土元素化学分离后,不继续实行钐、钕单元素分离,较多的提取物直接装上铼带进行质谱分析,同位素比值取钐-钕互不干扰的(146Nd/145Nd)m和(147Sm/149Sm)m两组 。
(a)145Nd量浓度:
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式中: 为稀释剂溶液中145Nd质量摩尔浓度,μmol/g; 为GBW04419标准物质钕的质量分数,为10.10×10-6;ms、mt分别是称取标准物质与稀释剂溶液的质量,g;MNd代表GBW04419标准物质钕的摩尔质量,为144.24g/mol;FN145Nd代表GBW04419标准物质145Nd的同位素丰度,为8.29%;右下角标N、t、m分别代表标准物质、稀释剂和它们两者的混合物,(146Nd/145Nd)N为2.0719 。最后结果取6次测定的平均值 。
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