Comparison of masking agents for antimony speciation analysis using hydride generation atomic fluorescence spectrometry

Abstract

A sensitive atomic spectrometric method for the redox speciation analysis of Sb in water is described. The proposed method is based on the selective generation of stibine from Sb(III) in a continuous flow system using non-dispersive atomic fluorescence spectrometry for detection. The effects of the HCl concentration on the fluorescence intensities of Sb(III) and Sb(V) were investigated. The results indicated that atomic fluorescence emission due to Sb(V) can constructively interfere with the determination of Sb(III). For the determination of Sb(III), four compounds were tested as masking agents to inhibit the generation of stibine from Sb(V). The effects of the concentrations of the masking agents and of HCl on the fluorescence signals from Sb(III) and Sb(V) were studied. The results indicated that citric acid and NaF can successfully suppress hydride generation from Sb(V). To evaluate the developed methodology and the influence of the matrix, the recovery of Sb(III) from natural water that was spiked with different Sb(III) and Sb(V) concentrations was tested.

Keywords

Sb(III) / Sb(V) / determination / masking agents / hydride generation (HG-AFS)

References

[1] Wedepohl K H. The composition of the continental crust. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1995, 59(7): 1217–1232

[2] Filella M, Belzile N, Chen Y W. Antimony in the environment: a review focused on natural waters: I. Occurrence. Earth-Science Reviews, 2002, 57(1-2): 125–176

[3] Ettler V, Mihaljevič M, Šebek O, Nechutný Z. Antimony availability in highly polluted soils and sediments- a comparison of single extractions. Chemosphere, 2007, 68(3): 455–463

[4] Reimann C, Matschullat J, Birke M, Salminen R. Antimony in the environment: lessons from geochemical mapping. Applied Geochemistry, 2010, 25(2): 175–198

[5] Wilson S C, Lockwood P V, Ashley P M, Tighe M. The chemistry and behaviour of antimony in the soil environment with comparisons to arsenic: a critical review. Environmental Pollution, 2010, 158(5): 1169–1181

[6] Wang X Q, He M C, Xi J H, Lu X F. Heavy metal pollution of the world largest antimony mine-affected agricultural soils in Hunan province (China). Journal of Soils and Sediments, 2010, 10(5): 827–837

[7] Wang X Q, He M C, Xi J H, Lu X F. Antimony distribution and mobility in rivers around the world’s largest antimony mine of Xikuangshan, Hunan Province, China. Microchemical Journal, 2011, 97(1): 4–11

[8] He M, Wang X, Wu F, Fu Z. Antimony pollution in China. Science of the Total Environment, 2012, 421-422: 41–50

[9] Groth D H, Stettler L E, Burg J R, Busey W M, Grant G C, Wong L. Carcinogenic effects of antimony trioxide and antimony ore concentrate in rats. Journal of Toxicology and Environmental Health, 1986, 18(4): 607–626

[10] Kuroda K, Endo G, Okamoto A, Yoo Y S, Horiguchi S. Genotoxicity of beryllium, gallium and antimony in short-term assays. Mutation Research, 1991, 264(4): 163–170

[11] Guy A, Jones P, Hill S J. Identification and chromatographic separation of antimony species with α-hydroxy acid. Analyst (London), 1998, 123(7): 1513–1518

[12] Zhang X, Cornelis R, Mees L. Speciation of antimony(III) and antimony(V) species by using high-performance liquid chromatography coupled to hydride generation atomic absorption spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 1998, 13(3): 205–207

[13] Zheng J, Ohata M, Furuta N. Antimony speciation in environmental samples by using high-performance liquid chromatography coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry. Analytical Sciences, 2000, 16(1): 75–80

[14] Semenova N V, Leal L O, Forteza R, Cerd`a V. Antimony determination and speciation by multisyringe flow injection analysis with hydride generation-atomic fluorescence detection. Analytica Chimica Acta, 2005, 530(1): 113–120

[15] Li Z X, Guo Y A. Simultaneous determination of trace arsenic, antimony, bismuth and selenium in biological samples by hydride generation-four-channel atomic fluorescence spectrometry. Talanta, 2005, 65(5): 1318–1325

[16] Miravet R, López-Sánchez J F, Rubio R. Comparison of pre-reducing agents for antimony determination by hydride generation atomic fluorescence spectrometry. Analytica Chimica Acta, 2004, 511(2): 295–302

[17] Ferreira H S, Ferreira S L C, Cervera M L, Guardia M. Development of a non-chromatographic method for the speciation analysis of inorganic antimony in mushroom samples by hydride generation atomic fluorescence spectrometry. Spectrochimica Acta Part B, 2009, 64(6): 597–600

[18] Henden E, İşlek Y, Kavas M, Aksuner N, Yayayürük O, Çiftçi T D, İlktaç R. A study of mechanism of nickel interferences in hydride generation atomic adsorption spectrometric determination of arsenic and antimony. Spectrochimica Acta Part B, 2011, 66(11-12): 793–798

[19] Wu H, Wang X, Liu B, Liu Y, Li S, Lu J, Tian J, Zhao W, Yang Z. Simultaneous speciation of inorganic arsenic and antimony in water samples by hydride generation-double channel atomic fluorescence spectrometry with on-line solid-phase extraction using single-walled carbon nanotubes micro-column. Spectrochimica Acta Part B, 2011, 66(1): 74–80

[20] Andreae M O, Asmode J F, Foster P, Van’t dack L. Determination of antimony(III), antimony(V), and methylantimony species in natural waters by atomic absorption spectrometry with hydride generation. Analytical Chemistry, 1981, 53(12): 1766–1771

[21] Nakashima S. Selective determination of antimony(III) and antimony(V) by atomic-absorption spectrophotometry following stibine generation. Analyst (London), 1980, 105(1252): 732–733

[22] Apte S C, Howard A G. Determination of dissolved inorganic antimony(V) and antimony(III) species in natural waters by hydride generation atomic absorption spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 1986, 1(3): 221–225

[23] D’ulivo A, Lampugnani L, Pellegrini G, Zamboni R. Determination of antimony by continuous hydride generation coupled with non-dispersive atomic fluorescence detection. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 1995, 10(11): 969–974

[24] Deng T L, Chen Y W, Belzile N. Antimony speciation at ultra trace levels using hydride generation atomic fluorescence spectrometry and 8-hydroxyquinoline as an efficient masking agent. Analytica Chimica Acta, 2001, 432(2): 293–302

[25] Mohammad B, Ure A, Reglinski J, Littlejohn D. Speciation of antimony in natural waters: the determination of Sb(III) and Sb(V) by continuous flow hydride generation-atomic absorption spectrometry. Chemical Speciation and Bioavailability, 1990, 3: 117–122

[26] Sun H, Qiao F, Suo R, Li L, Liang S. Simultaneous determination of trace arsenic(III), antimony(III), total arsenic and antimony in Chinese medicinal herbs by hydride generation-double channel atomic fluorescence spectrometry. Analytica Chimica Acta, 2004, 505(2): 255–261

[27] Chen B, Krachler M, Shotyk W. Determination of antimony in plant and peat samples by hydride generation-atomic fluorescence spectrometry (HG-AFS). Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2003, 18(10): 1256–1262

[28] Guo X W, Li L. Interferences in hydride generation-atomic absorption spectrometry/atomic fluorescence spectrometry and their elimination. Analytical Chemistry, 1986, 14: 151–158 (in Chinese)

[29] Yamamoto M, Yasuda M, Yamamoto Y. Hydride-generation atomic absorption spectrometry coupled with flow injection analysis. Analytical Chemistry, 1985, 57(7): 1382–1385

[30] Fuentes E, Pinochet H, Gregori I D, Potin-Gautier M. Redox speciation analysis of antimony in soil extracts by hydride generation atomic fluorescence spectrometry. Spectrochimica Acta Part B, 2003, 58(7): 1279–1289

RIGHTS & PERMISSIONS

Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg