離子色譜法快速測定工業(yè)亞氯酸鈉多種雜質(zhì)離子含量

王妍

（中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院，天津300131）

化工分析與測試

離子色譜法快速測定工業(yè)亞氯酸鈉多種雜質(zhì)離子含量

王妍

（中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院，天津300131）

為準(zhǔn)確、快速測定工業(yè)亞氯酸鈉中溴離子、硝酸根和硫酸根3種雜質(zhì)離子，建立了離子色譜同時(shí)快速測定3種雜質(zhì)離子的方法。采用ICS-1500型離子色譜儀，選取IonPac AS12A型陰離子色譜分析柱、碳酸鹽淋洗液系統(tǒng)——2.7 mmol/L碳酸鈉+0.3 mmol/L碳酸氫鈉、電導(dǎo)檢測器檢測。研究了流動(dòng)相濃度比、流速、進(jìn)樣量對分離效果的影響。通過對色譜條件進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了3種雜質(zhì)離子的基線分離與同時(shí)測定。方法準(zhǔn)確、快速，極大縮短了分析時(shí)間，與HG/T 3250—2010《工業(yè)亞氯酸鈉》方法相比具有顯著優(yōu)勢。

離子色譜；亞氯酸鈉；溴離子；硫酸鹽；硝酸鹽

亞氯酸鈉為白色結(jié)晶體，常溫下較為穩(wěn)定。工業(yè)亞氯酸鈉有固體和液體兩種規(guī)格，固體為白色或微帶黃綠色結(jié)晶粉末或顆粒；液體為淺黃色溶液（亞氯酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%～50%）［1-2］。亞氯酸鈉是一種高效氧化劑、漂白劑，主要用于棉紡、亞麻、紙漿漂白，以及食品消毒、水處理、殺菌滅藻和魚藥制造。亞氯酸鈉因具有氧化還原電位適中的特點(diǎn)，用于合成纖維（如洗滌等）、天然纖維（如棉、麻、桑、紙漿等植物纖維）及人造纖維（如人造絲等）的漂白時(shí)，既能除去色素雜質(zhì)，也不損傷纖維，從而可獲得較高質(zhì)量的漂白成品。亞氯酸鈉還可用于砂糖、面粉、淀粉、油脂和蠟的漂白精煉，以及某些金屬的表面處理、陰丹士林染色的拔染劑等［2-3］。

亞氯酸鈉工業(yè)生產(chǎn)中依據(jù)HG/T 3250—2010《工業(yè)亞氯酸鈉》控制雜質(zhì)含量。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測定硝酸鹽采用硝酸根離子選擇電極法，測定硫酸鹽采用硫酸鋇比濁法［1］。離子選擇電極法測定硝酸根有很大局限性，被測溶液中的氯離子和亞氯酸根對于硝酸根電位值影響很大，盡管可以加入硫酸分解亞氯酸根以消除部分干擾，但產(chǎn)品中大量存在的氯離子依然會(huì)對測定形成干擾［4］。標(biāo)準(zhǔn)采用分光光度計(jì)測定硫酸鹽也存在一定的局限性［5］，當(dāng)硫酸鹽在產(chǎn)品中微量甚至痕量存在時(shí)，該方法的影響因素多，線性、精密度、靈敏度差。

分析溴離子的方法主要有離子色譜法［6-7］、高效液相色譜法［8］、光度法［9-10］等，其中離子色譜法最為方便有效。筆者通過優(yōu)化色譜條件，建立了離子色譜法同時(shí)測定溴離子、硫酸根、硝酸根3種雜質(zhì)離子含量，很好解決了標(biāo)準(zhǔn)測定方法中存在的問題，而且分離度良好，被測離子之間不存在干擾，對于微量硫酸鹽也能準(zhǔn)確測定，不僅準(zhǔn)確、簡便，還能顯著提高分析效率，更適合產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)及在線檢測。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

儀器:ICS-1500型離子色譜儀，N2氣瓶，Milli-Q純水機(jī)，梅特勒電子天平，0.22 μm微孔濾膜，1 mL進(jìn)樣針。

試劑:溴離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB 04-2074-2007）、硝酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB 04-2078-2007）、硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB 04-2080-2007），碳酸鈉（優(yōu)級(jí)純，≥99%），碳酸氫鈉（優(yōu)級(jí)純，≥99%），超純水（電阻率≥18.2 MΩ·cm）。

1.2 色譜條件

IonPac AS12A型陰離子色譜分析柱（4 mm× 200 mm），IonPac AG12A保護(hù)柱（4 mm×50 mm）；ASRS 4 mm電抑制器，自循環(huán)模式，抑制器電流12 mA；電導(dǎo)檢測器；池溫35℃，柱溫30℃；碳酸鹽淋洗液系統(tǒng)等度洗脫，2.7 mmol/L碳酸鈉+0.3 mmol/L碳酸氫鈉，流速0.8 mL/min。進(jìn)樣量25 μL。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液

溴離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB 04-2074-2007）、硝酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB04-2078-2007）、硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB 04-2080-2007），質(zhì)量濃度均為1000 mg/L。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別準(zhǔn)確移取各標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于100 mL容量瓶中，逐級(jí)稀釋，準(zhǔn)確定容，得到混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。在上述色譜條件下將混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液依次注入離子色譜儀中，記錄峰面積。以標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度ρ為橫坐標(biāo)、峰面積積分值A(chǔ)為縱坐標(biāo)回歸，得到線性方程。

1.4 樣品測定

準(zhǔn)確稱取樣品1.037 5 g，稀釋定容至250 mL搖勻。將樣品溶液用0.22 μm微孔濾膜過濾即得供試液。取1 mL溶液注入儀器，結(jié)果以峰面積進(jìn)行積分，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算得到各雜質(zhì)離子含量。

2 方法考察與結(jié)果

2.1 色譜系統(tǒng)適用性實(shí)驗(yàn)

取1 mL供試液注入離子色譜，經(jīng)分析柱分離得到理論塔板數(shù)及分離度數(shù)據(jù)，各樣品分離的色譜圖如圖1所示。各離子分離度為溴離子2.0、硝酸根1.9、硫酸根5.1，均大于1.5，各色譜峰完全基線分離。

圖1 色譜系統(tǒng)適用性實(shí)驗(yàn)

2.2 線性關(guān)系、檢出限、回收率、精密度和穩(wěn)定性考察

進(jìn)樣溶液離子質(zhì)量濃度一般都在5 mg/L以下，因此選取0.1～10.00 mg/L做校正曲線，包括0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/L共5個(gè)點(diǎn)。3種離子回歸曲線線性良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋進(jìn)樣，取信噪比為3時(shí)的各種離子的含量確定為方法的檢出限（LOD），數(shù)據(jù)見表1。

表1 3種陰離子的線性相關(guān)系數(shù)、線性方程的截距和斜率、檢出限

分別按照1.4節(jié)樣品溶液制備方法依次加入Br-0.5 mg/L、NO3-1.5 mg/L、SO42-0.5 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收測定，平均回收率為97%～102%。取1.3.2節(jié)1.0 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)進(jìn)樣6次，計(jì)算精密度，RSD均不大于3.1%。取1.4節(jié)供試品溶液分別于第0、2、4、8、24 h進(jìn)樣測定樣品穩(wěn)定性，RSD均不大于3.3%，表明溶液在24 h內(nèi)檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠?；厥章?、精密度和穩(wěn)定性考察結(jié)果見表2。

表2 3種離子回收率、精密度和穩(wěn)定性考察結(jié)果

2.3 樣品測定

應(yīng)用所建立的方法對5批樣品中的3種離子分別進(jìn)行測定，結(jié)果見表3。

表3 實(shí)測樣品中3種離子含量（n=3）

3 結(jié)果與討論

建立了離子色譜法同時(shí)測定工業(yè)亞氯酸鈉產(chǎn)品中溴離子、硝酸根和硫酸根的方法。方法考察結(jié)果表明，對高離子強(qiáng)度基質(zhì)（亞氯酸根）中微量溴離子、硝酸根和硫酸根進(jìn)行檢測，完全能滿足各離子的檢測要求。方法對于固體和液體亞氯酸鈉都適用，區(qū)別僅在于制備供試液時(shí)取樣量不同。對于固體產(chǎn)品，因亞氯酸鈉含量較高（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥78%），因此取樣量應(yīng)適當(dāng)減少，或者增加一級(jí)稀釋，使進(jìn)樣濃度落在工作曲線中間。

在對色譜條件優(yōu)化的過程中發(fā)現(xiàn)，樣品的稀釋倍數(shù) （見圖2a、b）、淋洗液濃度以及流速是改善峰形、提高分離度的重要因素。由于溴離子與硝酸根出峰時(shí)間接近，因此需選用較低濃度的淋洗液和較慢的流速以減緩洗脫速度，提高分離度。考察了不同比例的碳酸鹽淋洗液系統(tǒng):4.5 mmol/L Na2CO3+ 0.8 mmol/L NaHCO3、4.5 mmol/L Na2CO3+1.4 mmol/L NaHCO3、2.7mmol/LNa2CO3+0.3 mmol/L NaHCO3，結(jié)果表明2.7 mmol/LNa2CO3+0.3 mmol/L NaHCO3為最佳選擇。分別選取1.2、1.0、0.8、0.5 mL/min 4種流速進(jìn)行考察，結(jié)果表明0.8 mL/min和0.5 mL/min均能實(shí)現(xiàn)各離子的完全分離，但隨著流速的降低，分析時(shí)間延長，因此選取能滿足分離要求的最快流速0.8 mL/min。稀釋倍數(shù)也是影響分離度的重要條件［11］。圖2a、b分別為稱取1、2 g樣品用水溶解定容至250 mL進(jìn)樣測定分離度結(jié)果。測定結(jié)果表明取1 g樣品更利于完全分離，因此在配制不同亞氯酸鈉含量的樣品時(shí)，如分離效果不好可以通過稀釋提高分離度。

圖2 不同取樣量的分離效果

綜上所述，離子色譜法同時(shí)測定亞氯酸鈉產(chǎn)品中的溴離子、硝酸根、硫酸根方法可靠，分析效率高，能夠彌補(bǔ)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中離子選擇電極法和分光光度法的不足，值得推廣。

［1］ HG/T 3250—2010 工業(yè)亞氯酸鈉［S］.

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聯(lián)系方式：xinyu868@163.com

Rapid determination of multiple ions in industrial sodium chlorite by ion chromatography

Wang Yan
（CNOOC Tianjin Chemical Research＆Design Institute，Tianjin 300131，China）

An accurate and rapid determination method of bromide，nitrate and sulfate three ions in industrial sodium chlorite was established by ion chromatography.The ion chromatograph of ICS-1500 which including IonPac AS12A column，carbonate eluent system-sodium carbonate（2.7 mmol/L）+sodium bicarbonate（0.3 mmol/L），and the conductivity detector was adopted.The influences of concentration ratio of mobile phase，velocity of flow，and sample injected on the separation effect were also investigated.The chromatographic conditions were optimized and the simultaneous determination and baseline separation of impurity ions were realized.It is accurate and rapid for this method，which could greatly shorten the time of analysis，thereby it has significant advantages compared with the standard method of HG/T 3250—2010.

ion chromatography；sodium chlorite；bromide ion；sulfate；nitrate

TQ131.12

A

1006-4990（2015）06-0067-03

2015-01-18

王妍（1983— ），女，碩士，工程師，主要從事化學(xué)品危險(xiǎn)性分類鑒別、一般化工產(chǎn)品分析方法的研究開發(fā)及未知樣品的分析鑒別工作。