電感耦合等離子光譜法測定氫氧化鉀中金屬離子

丁 靈，張?zhí)焯m，弓創(chuàng)周，夏俊玲

（1.中海油天津化工研究設(shè)計院，天津300131；2.成都華融化工股份有限公司）

電感耦合等離子光譜法測定氫氧化鉀中金屬離子

丁 靈1，張?zhí)焯m2，弓創(chuàng)周1，夏俊玲1

（1.中海油天津化工研究設(shè)計院，天津300131；2.成都華融化工股份有限公司）

高品質(zhì)片狀氫氧化鉀中硅酸鹽、鐵、鈉、鋁、鈣、鎳6項指標(biāo)通常分別采用目視比色法、分光光度法、原子吸收法測定，其操作繁瑣并且耗費時間較長。采用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀可同時測定硅酸鹽、鐵、鈉、鋁、鈣、鎳6項指標(biāo)。該法簡便、快速，并有較高的精密度和準(zhǔn)確度。

化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《高品質(zhì)片狀氫氧化鉀》（HG/T 3688—2010）已于2011年3月1日發(fā)布實施。原標(biāo)準(zhǔn)中硅酸鹽、鐵、鈉、鋁、鈣、鎳含量的測定分別采用目視比色法、分光光度法、原子吸收法等方法，測定一個樣品至少需要一個工作日。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)中硅酸鹽、鐵、鈉、鋁、鈣、鎳含量的測定采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（以下簡稱ICP-OES），此法只需十幾分鐘即能同時快速檢測6項指標(biāo)，因操作步驟簡化，大大節(jié)省了時間、人力和檢測成本。

1 實驗部分

1.1 方法提要

將試樣加鹽酸溶解后制成實驗溶液，噴入電感耦合等離子發(fā)射光譜儀，在相應(yīng)元素波長處，測量其光譜強度，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定元素含量。

1.2 試劑和溶液

鹽酸，光譜純；超純水，電阻率為18.2 MΩ·㎝；金屬離子標(biāo)準(zhǔn)混合溶液：1 mL溶液含鐵、鈉、鋁、鎳各5 μg，含鈣10 μg；硅標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 mL溶液含硅10 μg；氬氣：純度應(yīng)大于99.9%。

1.3 儀器、設(shè)備

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀，工作氣體為高純氬氣；亞沸水蒸餾裝置；容量瓶，1 000 mL、100 mL（聚乙烯材質(zhì)）。

1.4 測定

1.4.1 樣品預(yù)處理

因堿性樣品不能直接進(jìn)入儀器進(jìn)行測試，在測試前必須對樣品進(jìn)行酸堿中和。在樣品處理過程中要進(jìn)行酸的選擇，酸的種類和濃度會對元素的測定產(chǎn)生影響。硫酸和磷酸由于密度、黏度及表面張力的影響，在樣品中一定要進(jìn)行基體匹配，而鹽酸和硝酸的影響比較輕微，可忽略，所以在樣品處理中選用高純鹽酸。用已知質(zhì)量、干燥、潔凈的稱量瓶，迅速從樣品瓶中稱取高品質(zhì)片狀氫氧化鉀約40 g（精確至0.01 g）。將已稱取的樣品加入少量高純水置于1 000 mL氯乙烯燒杯中，用高純鹽酸將試樣調(diào)節(jié)至pH為7；加入1 000 mL聚乙烯容量瓶中，冷卻至室溫后用高純水稀釋至刻度，搖勻。

1.4.2 結(jié)果計算

表1 各雜質(zhì)測定波長

按表1給出的元素測定波長，利用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定工作曲線中各待測元素的光譜強度。計算機根據(jù)所輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)，自動計算出各元素的含量。

金屬元素含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)w1計，按公式（1）計算：

硅酸鹽含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)w2計，按公式（2）計算：

式中：c為儀器顯示的被測元素質(zhì)量濃度，μg/mL；V為移取試樣的體積，mL；2.71為硅換算為硅酸鹽的系數(shù)；m為試樣質(zhì)量，g。

2 分析方法準(zhǔn)確度和精密度實驗

2.1 鈣、鐵、鋁和鎳加標(biāo)回收實驗

在5個已加入75 mL試樣溶液和0.5 mL高純鹽酸的100 mL容量瓶中，分別加入混標(biāo)溶液（Ca：10 mg/L，F(xiàn)e、Al、Ni：5 mg/L）1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，用高純水稀釋至刻度，搖勻。加標(biāo)回收實驗結(jié)果見表2～表5。

表2 鈣加標(biāo)回收率結(jié)果

表3 鐵加標(biāo)回收率結(jié)果

表4 鎳加標(biāo)回收率結(jié)果

表5 鋁加標(biāo)回收率結(jié)果

在5個已加入5 mL試樣溶液和0.5 mL高純鹽酸的100 mL容量瓶中，分別加入鈉單標(biāo)溶液（Na：100 mg/L）5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 mL，用高純水稀釋至刻度，搖勻。鈉加標(biāo)回收率實驗結(jié)果見表6。

表6 鈉加標(biāo)回收率結(jié)果

在5個已加入50.0 mL試樣溶液和10 mL鹽酸的100 mL容量瓶中，分別加入硅單標(biāo)溶液（Si：10 mg/L）1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，用高純水稀釋至刻度，搖勻。硅加標(biāo)回收率實驗結(jié)果見表7。

表7 硅加標(biāo)回收率結(jié)果

從以上測試數(shù)據(jù)可看出，用此方法測定高品質(zhì)氫氧化鉀中鈣、鐵、鋁、鎳、鈉和硅6種微量元素，其回收率為99.3%～101%，證明了樣品中基體效應(yīng)、共存元素干擾、光譜干擾等對測定結(jié)果的影響被消除。由此，可認(rèn)為此方法具有準(zhǔn)確性。

2.2 對比實驗

ICP-OES法測定高品質(zhì)片狀氫氧化鉀中硅酸鹽、鐵、鈉、鋁、鈣、鎳含量與HG/T 3688—2000《高品質(zhì)片狀氫氧化鉀》中所用方法進(jìn)行對比，結(jié)果見表8～表13。

表8 鈣含量對比結(jié)果 mg/kg

表9 鋁含量對比結(jié)果 mg/kg

表10 鐵含量對比結(jié)果 mg/kg

表11 硅酸鹽含量對比結(jié)果 mg/kg

表12 鎳含量對比結(jié)果 mg/kg

表13 鈉含量對比結(jié)果 mg/kg

與HG/T 3688—2000《高品質(zhì)片狀氫氧化鉀》測定方法進(jìn)行的進(jìn)一步對照實驗說明，用ICP-OES法測定結(jié)果與用目視比色法、分光光度法、原子吸收法測定結(jié)果在誤差允許范圍之內(nèi)，也驗證了此方法用于測定高品質(zhì)片狀氫氧化鉀中硅酸鹽、鐵、鈉、鋁、鈣、鎳的含量是可行的。

3 結(jié)論

采用ICP-OES法測定高品質(zhì)片狀氫氧化鉀中硅酸鹽、鐵、鈉、鋁、鈣、鎳的含量，其回收率為99.3%～101%。與原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測定方法中的目視比色法、分光光度法和原子吸收法的進(jìn)一步對照實驗也驗證了ICP-OES法是可行的。該方法簡單、快速，精密度和準(zhǔn)確度高。在具備電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的氯堿企業(yè)用ICP-OES替代一些傳統(tǒng)檢測方法有很好的應(yīng)用前景，特別是在多樣品多元素同時檢測時更具有獨特的優(yōu)勢。

聯(lián)系方式：022-26689267

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子發(fā)射光譜法；片狀氫氧化鉀；金屬離子

Detection of metal ions in potassium hydroxide with inductively coupled plasma optical emission spectrometry method

Ding Ling1，Zhang Tianlan2，Gong Chuangzhou1，Xia Junling1
（1.CNOOC Tianjin Chemical Research&Design Institute，Tianjin 300131，China；2.Chengdu Huarong Chemical Co.，Ltd.）

Silicate，iron，sodium，aluminum，calcium，and nickel in high-quality flaky potassium hydroxide were respectively detected with visual colorimetry，spectrophotometry，and atomic absorption spectrometry.These methods are too complex and need too much time.Now the six elements（silicate，iron，sodium，aluminum，calcium，and nickel）can be detected at the same time with inductively coupled plasma spectrometry.The method is simple and rapid，and has a high precision and accuracy.

inductively coupled plasma optical emission spectrometry；flaky potassium hydroxide；metal ions

2011-10-27

丁靈（1983—），女，工程師，主要從事國家標(biāo)準(zhǔn)、化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。

TQ131.13

A

：1006-4990（2012）04-0040-03