離子色譜法與化學重量法測定水中硫酸鹽的比較研究

［摘要］用離子色譜法和常規(guī)的重量法分別測定同一水樣中的硫酸鹽，對兩種方法進行比較，判斷兩種方法的標準偏差和相對標準偏差，試驗結果為：離子色譜法測得的標準偏差為0.082、相對標準偏差為0.23%；重量法的標準偏差為0.164、相對標準偏差為0.46%。試驗結果表明：兩種分析方法都有很好的精密度，表明離子色譜法準確可靠。與常規(guī)的重量法相比較，離子色譜法具有快速、準確、靈敏等優(yōu)點，可為水中硫酸鹽的分析提供有力的保證。

［關鍵詞］離子色譜法；重量法；硫酸鹽

［作者簡介］伍紹君，廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司化學分部，研究方向：火力發(fā)電廠調(diào)試、技術監(jiān)督和性能實驗，廣東廣州，510600

［中圖分類號］ TQ028.3+3 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-7723（2012）05-0067-0003

一、前言

天然水中普遍含有SO₄^2-,并為主要礦化組分之一。測定SO₄^2--的方法很多。硫酸鋇重量法是一種經(jīng)典方法，準確度高，但測定手續(xù)煩瑣，并且不適合低含量SO₄^2-的測定；影響測試結果的因素較多，要求操作熟練，條件控制嚴格。

離子色譜法測定水中的硫酸鹽是一較新的技術[1]，其測定基本原理：水樣中待測陰離子隨碳酸鹽、碳酸氫鹽淋洗液進入離子交換柱系統(tǒng)（由保護柱和分離柱組成），根據(jù)分離柱對各陰離子的不同親和度進行分離，已分離的陰離子在流經(jīng)抑制器系統(tǒng)被轉換為高電導的酸性，碳酸鹽、碳酸氫鹽則轉變?yōu)槿蹼妼У奶妓帷Ｓ秒妼z測器測量被轉為相應酸型的陰離子，與標準進行對較根據(jù)保留時間定性，峰高或峰面積定量。一次進樣可測定SO₄^2-,也可同時測定F^-、Cl^-、NO₂^-、NO₃^-等陰離子。該法快速、準確、靈敏，可對多種無機陰離子進行同時測定[2] [3]。

本文采用瑞士萬通公司（Metrohm）761CompactIC離子色譜儀建立離子色譜法分析水樣中硫酸鹽，可大大提高分析效率、減輕勞動強度，取得良好的分析結果。

二、實驗部分

（一）離子色譜分析方法

1.儀器與主要試劑

離子色譜儀：761CompactIC離子色譜儀、電導檢測器（瑞士Metrohm公司）；

SO₄^2-標準溶液：標準值：1000μg/ml、國家標準物質研究中心 ；

淋洗液：0.0018mol/L碳酸鈉濃度+0.0017mol/L碳酸氫鈉濃度；

再生液：0.05mol/L硫酸；

以上試劑均為基準或分析純，實驗用水為18.2MΩ高純水。

2.儀器工作條件

流速：1.0mL/min；進樣量：20μL；滿量程：250μs/ cm。

3.實驗方法

按儀器工作條件設置儀器參數(shù)，并啟動運行。待基線穩(wěn)定后，注射器吸取溶液、通過0.45μm微孔濾膜將溶液注入樣品環(huán)。采用外標法多點校正定量。儀器自動記錄色譜圖，自動以峰面積積分、計算結果。

（二）化學重量分析法[4]

1.儀器與主要試劑

1+1鹽酸溶液

氯化鋇（BaCl2·2H2O）溶液100g/L

硝酸銀溶液17g/L

甲基橙指示劑1g/L

坩堝式過濾器 濾板孔徑5～15μm

2.實驗工作條件

水?。簻囟?80℃ ，時間 2h

3.實驗方法

用慢速濾紙過濾試樣。用移液管移取一定量過濾后的試樣，置于500mL錐形瓶中。加2滴甲基橙指示液，滴加鹽酸溶液至紅色并過量2mL，加水至總體積為200mL。煮沸5min，攪拌下緩慢加入10mL熱的（約80℃）氯化鋇溶液，于80℃水浴中放置2h。

用已于（105±2）℃干燥恒重的坩堝式過濾器過濾。用水洗滌沉淀，直至濾液中無氯離子為止（用硝酸銀溶液檢驗）。

將坩堝式過濾器在（105±2）℃干燥至恒重。

三、結果與討論

（一）方法可信度分析

用兩種方法同時對同一樣品進行平衡測定6次，計算出每種方法所測樣品的平均值，對兩種方法進行比較，判斷兩種方法的標準偏差、相對標準偏差，測定結果見表1。

從表1試驗結果得出：離子色譜法測得的標準偏差為0.082、相對標準偏差為0.23%；重量法的標準偏差為0.164、相對標準偏差為0.46%。

（二）精密度比對分析

采用濃度為2.5mg/L的SO42-標準溶液連續(xù)進樣10次測定，計算精密度，試驗數(shù)據(jù)如表2所示。

1.離子色譜法精密度

平均值： =2.586

標準偏差：SD＝＝＝0.012

相對標準偏差：RSD(%)＝SD/×100%＝0.46%

2.重量分析法精密度

平均值： =2.404

標準偏差：SD＝ ＝＝0.015

相對標準偏差：RSD(%)＝SD/ ×100%＝0.62%

3.離子色譜檢出限

依據(jù)JJG83-1993，以5.0mg/LSO42-標準溶液，做儀器檢出限實驗，結果見表3。

檢出限=2×最大噪音×標準溶液濃度/標準溶液峰高。

由表3的試驗數(shù)據(jù)分析可得：

儀器檢出限＝2×0.0005×5.0/1.42=0.004mg/L

＝4.0μg/L

4.離子色譜法回收率

在不同樣品中加入不同量的SO₄^2-標準溶液，按照實驗方法測定，進行回收實驗，試驗結果見表4。試驗結果得出該方法的回收率為：101%～103%。

四、結論

1.同一樣品做六個樣比較，離子色譜法的標準偏差為0.082、相對標準偏差為0.23%；重量法的標準偏差為0.164、相對標準偏差為0.46%。兩者無顯著差異。離子色譜法較精確。

2.標液做十個樣比較，離子色譜法的標準偏差為0.0012、相對標準偏差為0.46%；重量法的標準偏差為0.015、相對標準偏差為0.62%。離子色譜更為精確。

3.離子色譜測量水中硫酸鹽（SO42-）檢出限為4.0μg/L。

4.離子色譜法的回收率為：101%～103%。

5.離子色譜法測定水中硫酸鹽，準確、靈敏；精度高；分析時間短，直接注射進樣，使污染將至最低，節(jié)省時間和試劑 。

［參考文獻］

［1］曹建明.離子色譜在水質分析中的應用［J］.山西科技,2005,(3).

［2］火力發(fā)電廠水汽試驗方法標準規(guī)程匯編［M］.北京:中國標準出版社,2000.

［3］丁明玉.離子色譜原理與應用［M］.北京：清華大學出版社，2001．

［4］GB/T6911.1-1986 鍋爐用水和冷卻水分析方法 硫酸鹽的測定重量法［S］.